青藏高原实测剖面数据管理与检索系统开发的方法与意义

李 莉,万勇泉,王江立,陈宇达

(武汉地质矿产研究所,武汉 430223)

青藏高原实测剖面数据管理与检索系统开发的方法与意义

李 莉,万勇泉,王江立,陈宇达

(武汉地质矿产研究所,武汉 430223)

青藏高原实测剖面检索数据管理与检索系统是利用 ACCESS软件建立青藏高原实测剖面数据库,采用A rcGIS软件形成了青藏高原实测剖面分布图,利用W EBGIS技术实现网络发布。该系统主要为服务对象提供实测地层剖面数据的检索与查询服务,提供地图查询、浏览、打印服务,同时还提供青藏高原地质背景知识的服务。该系统提供的服务比传统的资料服务有着更多的优点:访问范围更加广泛,平台独立,操作简单,计算模式灵活高效。

实测剖面;数据管理与检索系统开发;青藏高原

1 工作区简介

青藏高原位于我国西南部,主体平均海拔 4000 m以上,为地球上独一无二的自然地域单元,是世界级特提斯构造东段的重要组成部分,总面积达240×104km2,约占我国陆地面积的四分之一。

青藏高原是世界上海拔最高、面积最大、年代最新、并仍在隆升的一个高原,是印度板块与欧亚大陆碰撞的结果。它夹持于塔里木地台、中朝地台、扬子地台和印度地台之间,呈纺锤状。内部有一系列不同演化历史和不同源地的陆块、褶皱带相间排列,反映了特提斯的复杂演化历史[1-6]。

研究区范围涵盖整个青藏高原及其邻区,包括西藏、青海、甘肃大部、四川西部、云南西北部、新疆南部、宁夏西部等行政区范围,地理范围为北纬 25°～40°、东经 72°～106°,面积约 280×104km2,如图 1所示。

通过地质工作者多年的艰苦工作,积累了大量地质矿产资料,特别是青藏高原新一轮地质矿产大调查,全面完成了青藏高原空白区的工作,测制了大量的地质、矿产、物探及水文地质剖面,如何能运用现代 G IS技术,使广大地质工作者有效快捷的检索和利用这些剖面资料,是一个重要而迫切的课题。笔者等在青藏高原地质资料开发利用与服务工作中,对青藏高原实测剖面数据管理与数据检索系统开发方法进行了有益的探索,现从系统开发软件、数据库的建设、图形数据的整理、数据转换方法、检索浏览系统的定制开发等几个方面进行论述。

2 工作方法与流程

具体的工作流程如图 2所示。

2.1 系统开发软件

利用MAPGIS和ARCGIS软件完成青藏高原实测剖面分布图,利用ACCESS软件建立青藏高原实测剖面数据库,利用WEBGIS软件实现开发及检索系统。

图 1工作区位置图Fig.1 Localitym ap ofwo rk ing area

图 2 工作流程图Fig.2W orking flow chart

2.2 数据库的建设

数据库的数据是利用 ACCESS软件录入,剖面数据库分为两个记录表:SCPM(实测剖面记录表)、FCM S(剖面分层描述记录表)及 JPG(剖面示意图)文件夹。数据库结构见表 1和表 2。

属性数据录入:

地层代号与编码采用计算机表示,录入过程中遵循下列规则:

所测地层有两套或更多时,中间采用“/”分隔,地层厚度也是如此表示;如所测地层为全新世冲积相沉积物、晚更新世洪冲积相沉积物,表示为Qhal/Qp@3pa?l,厚度 95 cm/343 cm。

表 1 实测剖面记录表数据结构Table 1Da ta structure of record form form easured section

剖面编号作为关键词与图形进行连接,编号原则为图幅号 +三位顺序号,顺序号不足三位的,前面补“0”;如曲麻莱县幅 1号剖面,剖面编号为I46C 002004001。

2.3 图形数据的整理

所编制的青藏高原实测剖面分布图是M A PG IS数据格式。共包括 13个图层,见G IS图层说明表3。

表 2 剖面分层描述记录表数据结构Table 2 Da ta structure of record form for layer descr ip tion ofm easured section

表 3 G IS图层说明表Table 3 Descr ip tion for layer proper ty in G IS software

M A PG IS系统的地图参数为:坐标系类型:投影平面直角;椭球参数:“北京 54”;投影类型:兰伯特等角园锥;坐标单位:毫米;数据比例尺:1∶1 500 000,第一标准纬度:280 000,第二标准纬度: 370 000,中央子午线经度:890 000,投影原点纬度: 260 000。

2.4 数据转换

为了更好的将数据在网络上发布,需要将M A PG IS数据格式转换成 ARC IN FO数据格式, MapG IS数据向 A rcG IS数据转换的总体过程如图3。

(1)MapG IS文件向 SHA PE文件的转换。

(2)A rcG IS桌面应用程序 A rcMap中加载SHA PE文件。

(3)利用 SHA PE文件中的属性字段,并参照MapG IS中对应的点、线、面文件进行渲染。

(4)针对转换后比较特殊的 SHA PE文件,进行VBSc rip t脚本编程。

图 3 MapG IS数据向A rcG IS数据转换的技术流程Fig.3 T ransform flow forMapG IS data to A rcG IS data

2.5 检索浏览系统的定制开发

2.5.1 系统建设目标

通过W EBG IS技术,利用网络平台,建立青藏高原地层剖面网络服务系统,为服务对象提供地层剖面数据的检索与查询服务,提供地图查询、浏览、打印服务,同时提供青藏高原地质背景知识的服务。

通过这一系统用户可以十分直观地了解青藏高原已经完成的实测剖面的分布情况,了解每一个实测剖面的地理位置、长度、生产单位、生产日期,观看剖面图和剖面照片,了解每一地层分段的岩石特征、化石种类、岩层厚度、化石照片等等。

在建立实测剖面数据库的基础之上,编制青藏高原的实测地层剖面分布图,为专业人员提供服务。

2.5.2 系统需求

该系统需实现的功能如下:

(1)浏览器端可对相关地图进行放大、缩小、平移、索引图等功能。

(2)可分图层浏览、显示,并以图上点击、输入剖面名及相关的剖面信息等多种方式查询剖面信息。

(3)图上剖面信息可由客户端选择组合标注。

2.5.3 技术路线分析与方案配置

由于青藏高原实测剖面分布分散,故采用基于B row ser/Server分布式计算模式的W ebG IS作为应用与开发平台应该是最经济、合理的。青藏高原实测剖面的数据将会不断的增加,因此对属性数据库的网络存取也是本系统的重点,要做到属性数据库与空间数据库,静态数据库与实时数据库的完美整合。

采用基于 B row ser/Server分布式计算模式的W ebG IS的优点:

(1)客户端维护工作量很少。

(2)有利于青藏高原实测剖面数据的集中收集与处理。

(3)操作界面统一且简单,可节省培训成本。

(4)系统的扩展与升级集中在服务器端完成,浏览器可以很快地分享到系统升级带来的高效。

(5)信息高度共享,提高了相关部门协调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的制图和G IS软件。对于最终用户来说,它提供了一种更为快速、廉价的方式以获取地理信息。A rc IM S是一个理想的W ebG IS平台,所以本系统选择它作为青藏高原实测剖面检索浏览系统的收集与发布平台。

W eb server的性能对于W ebG IS应用很关键,特别在并发访问数非常高的情况下,A rc IM S可以支持多种W eb服务器,考虑到是一个原型系统,选择了Mic rosoft的 IIS(In ternet Inform ation Server)。

数据库方面,Mic rosoft的 access适合于中小型应用的数据库平台,所以本原型系统选择了它。

ASP(A c tive Server Pages)内含于 IIS中,与 IIS运行于同一进程,能更快,更有效地处理客户请求。ASP提供了更简单,更方便的数据库访问方法。

最终实现的界面见图 4。

3 意义

随着青藏高原地质调查、矿产勘查和科学研究的不断发展,积累了大量的地质调查、矿产勘查、物化遥、水工环、地质研究等方面的专业资料。由于资料量大而分散,以纸质档案为主,无法有效管理和充分利用,难以实现资料信息的共享。无论对政府部门的科学规划、合理决策,还是对具体矿山企业的矿业开发、企业发展战略等,都很有必要开展青藏高原地理信息系统的建设和应用工作。基于W EBG IS的青藏高原实测剖面检索系统比传统的资料服务有着更多的优点:

(1)更广泛的访问范围。客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据。这一特有的优势大大方便了 G IS的数据管理,使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。

(2)平台独立。无论服务器或客户机是何种机器,无论W EB G IS服务器端使用何种 G IS软件,由于使用了通用的W EB浏览器,用户可以便捷地访问W EB G IS数据,在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析,实现远程异构数据的共享。

(3)操作简单。传统的资料服务查询信息要靠人员翻阅整本报告才能查询到所需的信息。通用的青藏高原实测剖面检索系统我们可以很方便的查询所需要的信息。

(4)灵活高效的计算模式。传统的资料服务大都使用纸质介质,依靠人员查找、借阅,效率较低。青藏高原实测剖面检索系统能充分利用网络资源,将基础性、全局性的处理交由服务器执行,而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配,是一种较理想的优化模式。

总体来看,基于W EBG IS的青藏高原实测剖面检索系统反映了网络时代用户的要求,反映了信息的静态存储与动态迁移的需要。无论是 G IS的数据,还是 G IS的功能,都存在这种静态存储、动态迁移的需要。在便于管理、更新的服务端,可以提供G IS信息的管理和存储,提供高效率的功能服务单元代码的存储,能够通过W ebG IS让 G IS数据和功能单元通过浏览器在本地展现,为广大地质工作都提供了方便快捷查阅和利用剖面成果的方法。

图4 分层剖面浏览示意图Fig.4 Generalized sec tion for various layers on thew ebsite

[1]任纪舜,王作勋,陈炳蔚,等.从全球看中国大地构造 -中国及邻区大地构造图简要说明 [M].北京:地质出版社,1999.

[2]任纪舜,肖黎薇.1:25万地质填图进一步揭开了青藏高原大地构造的神秘面纱[J].地质通报,2004,23(1):1-11.

[3]潘桂棠,陈智梁,李兴振,等,1997.东特提斯地质构造形成演化.北京:地质出版社.

[4]尹集祥,邓万明,文世宣,等,1998.青藏高原及邻区中间过渡陆块前侏罗纪构造演化.见:潘裕生,孔祥儒 (主编),青藏高原岩石圈结构演化和动力学.广州:广东科学技术出版社,217-332.

[5]赵政璋,李永铁,叶和飞,等,2001.青藏高原大地构造特征及盆地演化.北京:科学出版社,102-106.

[6]西藏地质矿局.西藏自治区区域地质志[M].地质出版社,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

中国地质调查局青藏高原地质资料开发利用与服务项目(编号:1212010818114).

李莉(1967-),女,高级工程师,主要从事地质矿产勘查与地理信息专业相关研究,E-mail:L li@cgs.cn