建立常州市工程地质数据库智能系统框架的探讨

孙 君

(常州市规划设计院，江苏常州 213003)

建立常州市工程地质数据库智能系统框架的探讨

孙 君

(常州市规划设计院，江苏常州 213003)

基于ArcGIS信息集成平台和Oracle数据库，构建了常州市工程地质数据库智能系统框架，对长期分散积累的工程地质数据进行收集整理、挖掘利用，开发了工程地质数据科学管理和辅助决策功能，集工程地质数据管理与发布、工程地质数据处理、工程地质数据分析、地下空间规划分析、地下工程可视化与分析子系统于一体，可为城市规划、城市建设和决策，提供工程地质依据。

工程地质；地理信息系统；数据库；软件开发

0 引言

近年来随着经济的高速发展，常州市工程建设的步伐和规模都以前所未有的速度展开，同时也积累了丰富的工程地质资料。这些资料主要以文字、数据及图表形式储存于分散的单项工程中[1]，未经过标准化整理及归一化，数据分散，标准不一，信息检索、数据共享难度大[2～4]，不能满足城市规划、城市建设对城市工程地质信息标准化、系统化、可视化及多样化的需求[5]。因此，建立适合常州市地区工程地质特点的数据库系统显得迫切而重要。

我院于2008年申请了常州市工程地质数据库智能系统建设指令性项目，该系统属于岩土工程信息系统(Geotechnical Engineering Information System GEIS)范畴[6]，旨在ArcGIS平台下，以Oracle数据库为核心，以服务于规划为主题，以定量分析为依托，提供工程地质数据的科学管理和辅助决策分析功能[7]。

本文对常州市工程地质数据库智能系统概况进行了简要介绍，并就系统建设的构架设计、功能设计进行了探讨。

1 数据库系统概况

1.1 建设平面范围

系统建设的平面范围将与城市整体规划、常州市基础地理信息系统统一，初定为380km2的范围，即沪宁高速公路、沿江高速公路、西绕城高速公路三路合围范围内，详见图1。除此之外还包括常州市规划轨道交通一号、二号线南北延长段。根据现有常州市基础地理信息系统成果，系统地图精度采用1：500及1：1000的地形底图。

图1 系统建设平面范围示意图

1.2 建设总体要求

系统建设结合 数字常州 的内容，旨在整合区域地质资源，对已有城市工程地质资料进行加工、管理和分析，推进城市地质工作标准化和数字化。建设总体要求具体包括如下方面：

(1)系统建设必须满足科学性、先进性、实用性、安全性和稳定性，功能设计满足操作简便、界面友好。

(2)系统研发与建设需要在GIS框架下进行，根据常州市规划设计院现有条件，系统基于ArcGIS系列平台和Oracle数据库（基础地理数据从规划局信息中心SDE中调用）。

(3)实现工程地质数据与地下管线网数据（来自规划局信息中心ArcGIS数据）的无缝连接，并让地下空间数据的内容在系统中得到有效应用，以便为规划决策提供服务。

(4)作为 数字常州 的组成部分，本系统的工程地质数据需要建立科学的、标准化的编码系统，以便实现数据共享。

1.3 系统数据来源

（1）基础地理数据：包括各种比例尺的矢量格式的地形图，多种分辨率、多时相遥感影像等，格式一般为DWG、JPG等。

（2）地质调查数据：包括地质钻孔及测试数据，物、化探数据等，各种地质调查成果图件。数据采用二维数据表格Excel格式或文本格式。

（3）地面沉降动态观测数据：常州市测绘院保留有1980年以来的常州地面沉降观测数据，数据格式采用Excel格式或文本格式。

（4）工程勘察资料档案：包括很多纸质图件，文档数据，也包含电子化录入理正系统的电子数据，是系统的重要数据来源。

2 系统架构设计

（1）系统总体架构

系统总体架构如图2所示：应用服务器、WEB服务器、数据库服务器作为本系统的基础服务器组成；存储设备考虑磁盘整列并与数据库服务器及应用服务器相连接，用于存储工程地质数据库以及工程地质资料库；外部访问通过防火墙隔离，采用Webservice调用接口与其它系统实现数据共享；系统使用者可通过安全认证使用WEB信息的查询与检索。

图2 系统总体架构图

（2）系统技术路线

系统可分为三层架构：数据层、业务层与表现层[8]，如图3所示。

数据层是整个系统的数据提供者，包括工程地质数据库以及工程地质资料库，同时还需引入常州市基础地图库、常州市地下管线网数据库以及需要引入外部数字与常州相关的数据库。

业务层是整个信息基础平台数据资源整合中心与核心业务功能提供者，可实现数据关联分析、地下空间建模及可视化、虚拟展示与决策分析等功能。

表现层面向最终用户，通过系统的安全控制机制及安全认证方法，为最终用户提供基于B/S架构的各种应用服务，实现用户管理工程地质数据、查看工程地质资料、虚拟浏览地下空间、进行空间分析、获得专题分析图表、辅助规划决策分析的最终需要。

图3 系统分层架构示意图

（3）系统数据库设计

本系统的数据库基于Oracle数据库管理系统创建，包括GIS矢量库、GIS影像库、原始资料数据库、坐标系数据库、系统管理库、区域分析数据库、三维模型数据库等。如图4所示：

图4 系统数据库示意图

3 系统功能设计

常州市工程地质数据库智能系统在软件功能上主要包括以下子系统：工程地质数据管理与发布子系统、工程地质数据处理子系统、工程地质数据分析子系统、地下空间规划分析子系统、地下工程可视化与分析子系统，如图5所示。

图5 系统功能设计示意图

4 结语

本文简要介绍了构建以ArcGIS为平台，Oracle数据库为核心的常州市工程地质数据库智能系统框架的过程。

系统建成后可为城市建设、城乡规划提供工程地质指导性建议，为大型项目的选址、城市地下空间合理开发利用提供基础资料。但数据库系统的改进和完善是一项循序渐进的任务，同时也是下一阶段的工作重点。

对系统构建技术方案和系统功能设计的探讨，旨在抛砖引玉，丰富岩土工程信息系统建设的理论与实践。

[1]张 弭,姚炳祥,周建群.杭州市工程地质数据库的研究开发与应用[J].城市勘测,1999(4):38～41.

[2]张龙起.石家庄市工程地质地理信息系统建设与应用[J].城市勘测,2008(6):141～145.

[3]黄 辉,刘红毅,李宇昕.基于WebGIS的地质勘查项目数据库的建立[J].矿产与地质,2006,20(3):287～290.

[4]吴 恒,肖明贵.关于建立城市工程地质勘察资料数据库雏议[J].勘察科学技术,1988(4):38-41.

[5]李安波,闾国年,孟萃萃等.城市地质空间信息系统研究与建设[J].计算机应用研究,2007,24(3):132～134.

[6]缪林昌,潘华良,沙跃进.建立岩土工程信息系统的设想[J].江苏地质,2008,32(1):25～28.

[7]常州市工程地质数据库智能系统总体设计方案[R].上海:同济大学,上海同岩土木工程科技有限公司,2008.

[8]吴冲龙.地质信息技术基础[M].北京:清华大学出版社,2008.

Study on Frame Construction of Geotechnical Engineering Database Intelligent System for Changzhou City

SUN Jun

(Changzhou City Planning and Design Institute, Changzhou, Jiangsu Province 213003)

Based on ArcGIS information integration platform and oracle database, frame of geotechnical engineering database intelligent system for Changzhou city is built, and the long-term dispersed and accumulated engineering geology data is collected and utilized. Function of scientifc management and decision-making on basis of geotechnical engineering data is developed, which contains subsystems of geotechnical engineering data managing and releasing, geotechnical engineering data processing, geotechnical engineering data analyzing, underground space planning and analyzing and under ground projects visualizing and analyzing. This intelligent system can provide geotechnical engineering reason for urban planning, urban construction and policy making.

Geotechnical engineering; Geographic Information System; Database; Software development

TP311.138

A

1007-1903(2010)04-0012-05

孙 君(1983- )，男，汉，江苏扬州人，工学硕士，主要从事岩土工程设计工作。Email:sunjun_czpad@163.com