青藏高原實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)管理與檢索系統(tǒng)開發(fā)的方法與意義

李 莉,萬勇泉,王江立,陳宇達(dá)

(武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,武漢 430223)

青藏高原實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)管理與檢索系統(tǒng)開發(fā)的方法與意義

李 莉,萬勇泉,王江立,陳宇達(dá)

(武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,武漢 430223)

青藏高原實(shí)測(cè)剖面檢索數(shù)據(jù)管理與檢索系統(tǒng)是利用 ACCESS軟件建立青藏高原實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)庫,采用A rcGIS軟件形成了青藏高原實(shí)測(cè)剖面分布圖,利用W EBGIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。該系統(tǒng)主要為服務(wù)對(duì)象提供實(shí)測(cè)地層剖面數(shù)據(jù)的檢索與查詢服務(wù),提供地圖查詢、瀏覽、打印服務(wù),同時(shí)還提供青藏高原地質(zhì)背景知識(shí)的服務(wù)。該系統(tǒng)提供的服務(wù)比傳統(tǒng)的資料服務(wù)有著更多的優(yōu)點(diǎn):訪問范圍更加廣泛,平臺(tái)獨(dú)立,操作簡(jiǎn)單,計(jì)算模式靈活高效。

實(shí)測(cè)剖面;數(shù)據(jù)管理與檢索系統(tǒng)開發(fā);青藏高原

1 工作區(qū)簡(jiǎn)介

青藏高原位于我國(guó)西南部,主體平均海拔 4000 m以上,為地球上獨(dú)一無二的自然地域單元,是世界級(jí)特提斯構(gòu)造東段的重要組成部分,總面積達(dá)240×104km2,約占我國(guó)陸地面積的四分之一。

青藏高原是世界上海拔最高、面積最大、年代最新、并仍在隆升的一個(gè)高原,是印度板塊與歐亞大陸碰撞的結(jié)果。它夾持于塔里木地臺(tái)、中朝地臺(tái)、揚(yáng)子地臺(tái)和印度地臺(tái)之間,呈紡錘狀。內(nèi)部有一系列不同演化歷史和不同源地的陸塊、褶皺帶相間排列,反映了特提斯的復(fù)雜演化歷史[1-6]。

研究區(qū)范圍涵蓋整個(gè)青藏高原及其鄰區(qū),包括西藏、青海、甘肅大部、四川西部、云南西北部、新疆南部、寧夏西部等行政區(qū)范圍,地理范圍為北緯 25°～40°、東經(jīng) 72°～106°,面積約 280×104km2,如圖 1所示。

通過地質(zhì)工作者多年的艱苦工作,積累了大量地質(zhì)礦產(chǎn)資料,特別是青藏高原新一輪地質(zhì)礦產(chǎn)大調(diào)查,全面完成了青藏高原空白區(qū)的工作,測(cè)制了大量的地質(zhì)、礦產(chǎn)、物探及水文地質(zhì)剖面,如何能運(yùn)用現(xiàn)代 G IS技術(shù),使廣大地質(zhì)工作者有效快捷的檢索和利用這些剖面資料,是一個(gè)重要而迫切的課題。筆者等在青藏高原地質(zhì)資料開發(fā)利用與服務(wù)工作中,對(duì)青藏高原實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)開發(fā)方法進(jìn)行了有益的探索,現(xiàn)從系統(tǒng)開發(fā)軟件、數(shù)據(jù)庫的建設(shè)、圖形數(shù)據(jù)的整理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法、檢索瀏覽系統(tǒng)的定制開發(fā)等幾個(gè)方面進(jìn)行論述。

2 工作方法與流程

具體的工作流程如圖 2所示。

2.1 系統(tǒng)開發(fā)軟件

利用MAPGIS和ARCGIS軟件完成青藏高原實(shí)測(cè)剖面分布圖,利用ACCESS軟件建立青藏高原實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)庫,利用WEBGIS軟件實(shí)現(xiàn)開發(fā)及檢索系統(tǒng)。

圖 1工作區(qū)位置圖Fig.1 Localitym ap ofwo rk ing area

圖 2 工作流程圖Fig.2W orking flow chart

2.2 數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是利用 ACCESS軟件錄入,剖面數(shù)據(jù)庫分為兩個(gè)記錄表:SCPM(實(shí)測(cè)剖面記錄表)、FCM S(剖面分層描述記錄表)及 JPG(剖面示意圖)文件夾。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)見表 1和表 2。

屬性數(shù)據(jù)錄入:

地層代號(hào)與編碼采用計(jì)算機(jī)表示,錄入過程中遵循下列規(guī)則:

所測(cè)地層有兩套或更多時(shí),中間采用“/”分隔,地層厚度也是如此表示;如所測(cè)地層為全新世沖積相沉積物、晚更新世洪沖積相沉積物,表示為Qhal/Qp@3pa?l,厚度 95 cm/343 cm。

表 1 實(shí)測(cè)剖面記錄表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Table 1Da ta structure of record form form easured section

剖面編號(hào)作為關(guān)鍵詞與圖形進(jìn)行連接,編號(hào)原則為圖幅號(hào) +三位順序號(hào),順序號(hào)不足三位的,前面補(bǔ)“0”;如曲麻萊縣幅 1號(hào)剖面,剖面編號(hào)為I46C 002004001。

2.3 圖形數(shù)據(jù)的整理

所編制的青藏高原實(shí)測(cè)剖面分布圖是M A PG IS數(shù)據(jù)格式。共包括 13個(gè)圖層,見G IS圖層說明表3。

表 2 剖面分層描述記錄表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Table 2 Da ta structure of record form for layer descr ip tion ofm easured section

表 3 G IS圖層說明表Table 3 Descr ip tion for layer proper ty in G IS software

M A PG IS系統(tǒng)的地圖參數(shù)為:坐標(biāo)系類型:投影平面直角;橢球參數(shù):“北京 54”;投影類型:蘭伯特等角園錐;坐標(biāo)單位:毫米;數(shù)據(jù)比例尺:1∶1 500 000,第一標(biāo)準(zhǔn)緯度:280 000,第二標(biāo)準(zhǔn)緯度: 370 000,中央子午線經(jīng)度:890 000,投影原點(diǎn)緯度: 260 000。

2.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

為了更好的將數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布,需要將M A PG IS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成 ARC IN FO數(shù)據(jù)格式, MapG IS數(shù)據(jù)向 A rcG IS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的總體過程如圖3。

(1)MapG IS文件向 SHA PE文件的轉(zhuǎn)換。

(2)A rcG IS桌面應(yīng)用程序 A rcMap中加載SHA PE文件。

(3)利用 SHA PE文件中的屬性字段,并參照MapG IS中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、線、面文件進(jìn)行渲染。

(4)針對(duì)轉(zhuǎn)換后比較特殊的 SHA PE文件,進(jìn)行VBSc rip t腳本編程。

圖 3 MapG IS數(shù)據(jù)向A rcG IS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的技術(shù)流程Fig.3 T ransform flow forMapG IS data to A rcG IS data

2.5 檢索瀏覽系統(tǒng)的定制開發(fā)

2.5.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

通過W EBG IS技術(shù),利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),建立青藏高原地層剖面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),為服務(wù)對(duì)象提供地層剖面數(shù)據(jù)的檢索與查詢服務(wù),提供地圖查詢、瀏覽、打印服務(wù),同時(shí)提供青藏高原地質(zhì)背景知識(shí)的服務(wù)。

通過這一系統(tǒng)用戶可以十分直觀地了解青藏高原已經(jīng)完成的實(shí)測(cè)剖面的分布情況,了解每一個(gè)實(shí)測(cè)剖面的地理位置、長(zhǎng)度、生產(chǎn)單位、生產(chǎn)日期,觀看剖面圖和剖面照片,了解每一地層分段的巖石特征、化石種類、巖層厚度、化石照片等等。

在建立實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上,編制青藏高原的實(shí)測(cè)地層剖面分布圖,為專業(yè)人員提供服務(wù)。

2.5.2 系統(tǒng)需求

該系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)的功能如下:

(1)瀏覽器端可對(duì)相關(guān)地圖進(jìn)行放大、縮小、平移、索引圖等功能。

(2)可分圖層瀏覽、顯示,并以圖上點(diǎn)擊、輸入剖面名及相關(guān)的剖面信息等多種方式查詢剖面信息。

(3)圖上剖面信息可由客戶端選擇組合標(biāo)注。

2.5.3 技術(shù)路線分析與方案配置

由于青藏高原實(shí)測(cè)剖面分布分散,故采用基于B row ser/Server分布式計(jì)算模式的W ebG IS作為應(yīng)用與開發(fā)平臺(tái)應(yīng)該是最經(jīng)濟(jì)、合理的。青藏高原實(shí)測(cè)剖面的數(shù)據(jù)將會(huì)不斷的增加,因此對(duì)屬性數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)存取也是本系統(tǒng)的重點(diǎn),要做到屬性數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫,靜態(tài)數(shù)據(jù)庫與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的完美整合。

采用基于 B row ser/Server分布式計(jì)算模式的W ebG IS的優(yōu)點(diǎn):

(1)客戶端維護(hù)工作量很少。

(2)有利于青藏高原實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)的集中收集與處理。

(3)操作界面統(tǒng)一且簡(jiǎn)單,可節(jié)省培訓(xùn)成本。

(4)系統(tǒng)的擴(kuò)展與升級(jí)集中在服務(wù)器端完成,瀏覽器可以很快地分享到系統(tǒng)升級(jí)帶來的高效。

(5)信息高度共享,提高了相關(guān)部門協(xié)調(diào)工作和相互交流的能力。

A rc IM S是 ESR I新一代的基于W eb的制圖和G IS軟件。對(duì)于最終用戶來說,它提供了一種更為快速、廉價(jià)的方式以獲取地理信息。A rc IM S是一個(gè)理想的W ebG IS平臺(tái),所以本系統(tǒng)選擇它作為青藏高原實(shí)測(cè)剖面檢索瀏覽系統(tǒng)的收集與發(fā)布平臺(tái)。

W eb server的性能對(duì)于W ebG IS應(yīng)用很關(guān)鍵,特別在并發(fā)訪問數(shù)非常高的情況下,A rc IM S可以支持多種W eb服務(wù)器,考慮到是一個(gè)原型系統(tǒng),選擇了Mic rosoft的 IIS(In ternet Inform ation Server)。

數(shù)據(jù)庫方面,Mic rosoft的 access適合于中小型應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫平臺(tái),所以本原型系統(tǒng)選擇了它。

ASP(A c tive Server Pages)內(nèi)含于 IIS中,與 IIS運(yùn)行于同一進(jìn)程,能更快,更有效地處理客戶請(qǐng)求。ASP提供了更簡(jiǎn)單,更方便的數(shù)據(jù)庫訪問方法。

最終實(shí)現(xiàn)的界面見圖 4。

3 意義

隨著青藏高原地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查和科學(xué)研究的不斷發(fā)展,積累了大量的地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查、物化遙、水工環(huán)、地質(zhì)研究等方面的專業(yè)資料。由于資料量大而分散,以紙質(zhì)檔案為主,無法有效管理和充分利用,難以實(shí)現(xiàn)資料信息的共享。無論對(duì)政府部門的科學(xué)規(guī)劃、合理決策,還是對(duì)具體礦山企業(yè)的礦業(yè)開發(fā)、企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等,都很有必要開展青藏高原地理信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用工作?；赪 EBG IS的青藏高原實(shí)測(cè)剖面檢索系統(tǒng)比傳統(tǒng)的資料服務(wù)有著更多的優(yōu)點(diǎn):

(1)更廣泛的訪問范圍?？蛻艨梢酝瑫r(shí)訪問多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)。這一特有的優(yōu)勢(shì)大大方便了 G IS的數(shù)據(jù)管理,使分布式的多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)管理和合成更易于實(shí)現(xiàn)。

(2)平臺(tái)獨(dú)立。無論服務(wù)器或客戶機(jī)是何種機(jī)器,無論W EB G IS服務(wù)器端使用何種 G IS軟件,由于使用了通用的W EB瀏覽器,用戶可以便捷地訪問W EB G IS數(shù)據(jù),在本機(jī)或某個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行分布式部件的動(dòng)態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享。

(3)操作簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的資料服務(wù)查詢信息要靠人員翻閱整本報(bào)告才能查詢到所需的信息。通用的青藏高原實(shí)測(cè)剖面檢索系統(tǒng)我們可以很方便的查詢所需要的信息。

(4)靈活高效的計(jì)算模式。傳統(tǒng)的資料服務(wù)大都使用紙質(zhì)介質(zhì),依靠人員查找、借閱,效率較低。青藏高原實(shí)測(cè)剖面檢索系統(tǒng)能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行,而對(duì)數(shù)據(jù)量較小的簡(jiǎn)單操作則由客戶端直接完成。這種計(jì)算模式能靈活高效地尋求計(jì)算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配,是一種較理想的優(yōu)化模式。

總體來看,基于W EBG IS的青藏高原實(shí)測(cè)剖面檢索系統(tǒng)反映了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代用戶的要求,反映了信息的靜態(tài)存儲(chǔ)與動(dòng)態(tài)遷移的需要。無論是 G IS的數(shù)據(jù),還是 G IS的功能,都存在這種靜態(tài)存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)遷移的需要。在便于管理、更新的服務(wù)端,可以提供G IS信息的管理和存儲(chǔ),提供高效率的功能服務(wù)單元代碼的存儲(chǔ),能夠通過W ebG IS讓 G IS數(shù)據(jù)和功能單元通過瀏覽器在本地展現(xiàn),為廣大地質(zhì)工作都提供了方便快捷查閱和利用剖面成果的方法。

圖4 分層剖面瀏覽示意圖Fig.4 Generalized sec tion for various layers on thew ebsite

[1]任紀(jì)舜,王作勛,陳炳蔚,等.從全球看中國(guó)大地構(gòu)造 -中國(guó)及鄰區(qū)大地構(gòu)造圖簡(jiǎn)要說明 [M].北京:地質(zhì)出版社,1999.

[2]任紀(jì)舜,肖黎薇.1:25萬地質(zhì)填圖進(jìn)一步揭開了青藏高原大地構(gòu)造的神秘面紗[J].地質(zhì)通報(bào),2004,23(1):1-11.

[3]潘桂棠,陳智梁,李興振,等,1997.東特提斯地質(zhì)構(gòu)造形成演化.北京:地質(zhì)出版社.

[4]尹集祥,鄧萬明,文世宣,等,1998.青藏高原及鄰區(qū)中間過渡陸塊前侏羅紀(jì)構(gòu)造演化.見:潘裕生,孔祥儒 (主編),青藏高原巖石圈結(jié)構(gòu)演化和動(dòng)力學(xué).廣州:廣東科學(xué)技術(shù)出版社,217-332.

[5]趙政璋,李永鐵,葉和飛,等,2001.青藏高原大地構(gòu)造特征及盆地演化.北京:科學(xué)出版社,102-106.

[6]西藏地質(zhì)礦局.西藏自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].地質(zhì)出版社,1993.

The Build of Data Management and Retr ieval System of Measured Section on Tibetan Pla teau:Method and Significance

LILi,WAN Yong-quan,WANG Jiang-li,CHEN Yu-da
(Wuhan Institu te of Geology and Minera lResou rces,Wuhan 430223,China)

The datam anagem en t and retrieval system ofm easu red sec tion on Tibetan plateau is composing of th ree parts,which are profile database constructed by ACCESS software,distribu tingmap of measured sec tions of Tibetan plateaug raphed by ArcG IS softw are,network platform publishing suppo rted by WEBG IS techn ique.The system can provide term inal users function of search ing andinquiry ofm easu red stratig raphic section data of Tibetan plateau,brow se andmim eog raph of thosem aps,and prov iding geologic backg round service of Tibetan plateau.More easily accessing approach,independence platform,easily operation and more effect calcu lation pattern are the obv iousm erit for this new system than traditional geo logy data service.

measu red sec tion;datam anagement and retrieval system developm en t;Tibetan plateau

TP391.1

A

1007-3701(2010)02-0076-07

2010-01-16

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青藏高原地質(zhì)資料開發(fā)利用與服務(wù)項(xiàng)目(編號(hào):1212010818114).

李莉(1967-),女,高級(jí)工程師,主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與地理信息專業(yè)相關(guān)研究,E-mail:L li@cgs.cn