礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

類承濤

（山西省第二地質(zhì)工程勘察院，山西 侯馬 043011）

1 礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫

水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫集成不同來源及形式的數(shù)據(jù)是一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1,2]。本文系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要有山西省礦山水工環(huán)地質(zhì)觀測(cè)以及圖件文檔資料，另有輔助計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)收集資料進(jìn)行提煉分析，本文數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義部分和數(shù)據(jù)實(shí)體部分組成，通過SuperMap將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)采集過程中，地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)在紙質(zhì)地圖的基礎(chǔ)上，通過矢量化獲取空間數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)所處空間位置進(jìn)行描述，充分利用已有的專業(yè)圖件數(shù)字化的電子數(shù)據(jù)，從而在礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查過程中，提高采集數(shù)據(jù)的錄用效率。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫輸入空間數(shù)據(jù)主要有兩種方式，由于水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)信息量大，因此輸入數(shù)據(jù)主要為多種格式的矢量數(shù)據(jù)，輸入方式為掃描矢量化以及手扶跟蹤矢量化，保證原始數(shù)據(jù)的規(guī)范要求，從而形成滿足礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查要求的矢量數(shù)據(jù)[3]。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)采集后，本文系統(tǒng)通過SuperMap Deskpro控件，將所采集的矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到大型數(shù)據(jù)庫中，確保每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫，從而完成水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)[4]。

1.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)查詢流程

設(shè)計(jì)系統(tǒng)查詢流程，是礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)的重要組成部分，為地質(zhì)信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)提供最基本的軟件支撐。

用戶啟動(dòng)軟件運(yùn)行系統(tǒng)登錄界面，進(jìn)行登錄認(rèn)證后，成功連接數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)對(duì)登錄用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫連接用戶名和用戶密碼，針對(duì)用戶角色不同，分配不同使用權(quán)限，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)功能權(quán)限，進(jìn)行山西省礦山地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)的查詢。

用戶發(fā)送礦山地質(zhì)調(diào)查信息查詢請(qǐng)求，系統(tǒng)直接初始化進(jìn)入功能界面，對(duì)用戶使用權(quán)限的處理進(jìn)行簡化，用戶可根據(jù)自身需要，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行配置，切換功能重新登錄對(duì)調(diào)查成果數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與維護(hù)，從而完成系統(tǒng)查詢流程的設(shè)計(jì)。至此完成礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。

2 礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)主要使用C/S與B/S運(yùn)行模式，由客戶應(yīng)用端服務(wù)器、中間件以及服務(wù)器管理三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

功能分布在客戶端以及服務(wù)器上，基于web技術(shù)，將服務(wù)器分解為數(shù)據(jù)服務(wù)器以及web應(yīng)用服務(wù)器，用戶通過COM/DCOM與中間件建立連接，系統(tǒng)通過web表示層接受請(qǐng)求，向數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)，根據(jù)編碼業(yè)務(wù)規(guī)則處理用戶請(qǐng)求，通過中間件與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行交換，并將處理結(jié)果返回web表示層，向數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)功能。

web表示層實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序中的客戶端，是地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)的接口，用戶在客戶端發(fā)送請(qǐng)求后，系統(tǒng)服務(wù)器對(duì)用戶請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化與處理。web服務(wù)器用于啟動(dòng)客戶端請(qǐng)求的進(jìn)程，向業(yè)務(wù)邏輯層發(fā)送用戶輸入以及接收結(jié)果等，數(shù)據(jù)服務(wù)器響應(yīng)web服務(wù)器的請(qǐng)求，管理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)分析查詢，并將處理結(jié)果返回到客戶端，利用分布式應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)，完成web頁呈現(xiàn)和行為的管理，相應(yīng)功能使用ADO.NET數(shù)據(jù)適配器和SQL服務(wù)器存儲(chǔ)過程來完成，從而完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2.2 設(shè)計(jì)IBM工作站

IBM工作站是水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息查詢系統(tǒng)的多媒體工作站，以高性能圖形功能為主，包括礦山地質(zhì)信息圖形掃描輸入以及圖形編輯儲(chǔ)存等。本文系統(tǒng)采用兩種配置，為配有標(biāo)準(zhǔn)鍵盤的IBM-PC和IBM-PCXTo，兩種配置分別為單獨(dú)使用以及多用戶共同使用，裝配彩色監(jiān)視器、遠(yuǎn)程通用接口以及字母輪式13英寸打印機(jī)。每臺(tái)機(jī)器至少256KB內(nèi)存，并且具備IOMB硬磁盤共享配置的雙軸磁盤驅(qū)動(dòng)器，作為與主機(jī)相聯(lián)的遠(yuǎn)程終端，能夠輸入數(shù)據(jù)以及命令CRT顯示器，除此之外還可以簡單模擬標(biāo)準(zhǔn)終端，進(jìn)行打印機(jī)輸出。IBM工作站局域示意圖如下圖所示：

圖1 IBM工作站局域示意圖

由圖可知，Client/Server作為IBM工作站的節(jié)點(diǎn)，作為主機(jī)連接PGWS及PGWS/PC，主要解決礦山地質(zhì)調(diào)查地區(qū)的信息存儲(chǔ)，PGWS配置多用戶圖形工作站，用于地質(zhì)信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)的地質(zhì)研究，PGWS/PC作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器，并在用戶終端進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)輸出，配置微機(jī)工作站。為保證圖形彩色數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)輸出，IBM工作站配置PII450彩色顯示器，具備128M內(nèi)存以及6.4G硬盤，附屬設(shè)備包括打印機(jī)、繪圖儀以及AO幅工程掃描儀，以此完成IBM工作站的設(shè)計(jì)。結(jié)合軟件和硬件設(shè)計(jì)，至此完成山西省礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

為保證礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。實(shí)驗(yàn)論證采用山西省黏土礦，將本文地質(zhì)信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)同一區(qū)域內(nèi)的黏土礦礦層分布情況進(jìn)行查詢，兩個(gè)系統(tǒng)分別對(duì)1:10000礦層分布圖進(jìn)行彩色圖形輸出。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，設(shè)置30次實(shí)驗(yàn)，并記錄地質(zhì)信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)的查詢時(shí)間，其實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線如下圖所示：

圖2 實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線

根據(jù)上圖分析，可以得出本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)相比傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)，查詢時(shí)間縮短并且圖形輸出時(shí)間更加穩(wěn)定。計(jì)算得出兩個(gè)系統(tǒng)查詢黏土礦礦層分布情況時(shí)的平均查詢時(shí)間，傳統(tǒng)地質(zhì)信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)平均查詢時(shí)間為68秒，本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)平均查詢時(shí)間為59秒，查詢時(shí)間比傳統(tǒng)系統(tǒng)查詢時(shí)間縮短9秒。

4 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)論證表明，本文設(shè)計(jì)的水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)具備極高的可實(shí)踐性，并且界面簡單，可直接在瀏覽器上訪問，技術(shù)調(diào)查人員操作方便，大大提高了礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查的工作效率，為礦山建設(shè)項(xiàng)目提供基礎(chǔ)信息。但由于礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)量大，本文系統(tǒng)在細(xì)節(jié)上仍存在不足，數(shù)據(jù)使用沒有達(dá)到真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅符合山西省礦山行業(yè)的使用規(guī)范，如需大范圍推廣，還要調(diào)整數(shù)據(jù)使用規(guī)范。