基于ArcGIS Engine的工程地质信息系统开发
2014-02-08孙晓茹
孙晓茹
(大连市勘察测绘研究院有限公司，辽宁大连 116021)
1 目的和意义
本工程地质信息系统利用GIS技术可完成工程地质资料的数据录入、管理、存储、检索多种定位方式、平面图查询生成等值线，建立区域地质结构模型形象的表达区域地质构造单元的空间展布特征以及各种地质参数，建立集数字化，信息化，可视化为一体的空间信息系统，并可编绘工程地质多种因素图。该系统将工程地质、水文地质资料信息化，使岩土资料得到更充分更快捷利用，指导政府科学地、合理地规划性开发利用国土资源，为进行环境地质评价提供科学依据。
2 系统功能设计
(1)地图操作
地图操作部分包括基本的地图操作功能，包括:放大、缩小、自由缩放、漫游、鹰眼、全图显示、设定比例尺、刷新、图层控制、地图量算等。
(2)数据存储与管理
这部分主要是建设工程项目勘察数据、地质数据的录入和编辑，包括:工程项目基本信息、工程项目审查信息、钻孔空间数据、钻孔钻探及原位测试数据、剖面线、报告文本、岩土试验数据、地质基本信息的录入与编辑等。
实现对数据库的访问，实现增加、删除、修改等编辑功能及查询功能。
(3)钻孔管理
钻孔管理包括增加原始钻孔、移出钻孔的管理、移出非工程钻孔、浏览原始工程钻孔的信息、浏览图形平台中工程钻孔的信息、钻孔统一图层管理。
(4)钻孔定位
钻孔定位主要分为点击查询和条件查询。
点击查询:点击图上的工程、钻孔或不良地质，查询该工程、钻孔或不良地质的信息。
工程条件查询:条件查询是根据选择的条件，如工程名称、坐标、建设单位、工程性质等的一个或多个不同条件，进行单一查询或组合查询，从数据库中查找符合条件的工程项目，并在地图上快速定位，可通过点击了解该项目的信息;同时，可打开钻孔图层，查询该工程的钻孔信息。
(5)自动成图系统的实现
生成钻孔平面图、钻孔柱状图和工程地质剖面图，生成各种等值线。
(6)导入数据
将理正格式的数据导入系统。
(7)数据导出
导出理正数据库，导出成单个工程的理正数据库。按照查询条件导出，写成一个工程的理正数据库文件。
3 系统总体架构及功能分析
3.1 系统流程图(如图1)
图1 系统流程图
3.2 用户管理
添加、删除、修改，及用户登录等，如图2所示。
图2 用户管理
3.3 钻孔数据管理(如图3)
图3 钻孔管理
4 模块开发
4.1 数据库
(1)数据库框架(如图4所示)
图4 数据库主要关系图
(2)数据库的选择
根据需求，系统主要处理地质数据、钻孔数据、坐标信息数据。包括了空间数据和非空间数据。所以系统采用了ArcSDE+SQLServer存储全部的空间数据和非空间数据，进行空间数据和属性数据一体化管理。
空间数据库:主要包括一些基础地理数据，例如行政区、水系、交通等;地质数据，例如水位信息、钻孔数据等。
属性数据库:主要包括业务数据，例如工程编号，工程地址等相关信息。
数据表之间主要通过钻孔编号和工程编号进行连接查询。
本系统调用ArcGIS Engine的接口功能，调用esri-ArcCatalog、esriArcCatalogUI．olb 、esriArcGlobe 、esri-ArcMap、esriArcScan 、esriArcScene 、esriCarto、esriCatalog、esriSystemUI等大量的动态链接库，进行系统开发。
(3)数据库设计
创建数据库，根据数据库设计创建数据表。并将原有数据导入数据库中。主要包括建设工程项目勘察数据、地质数据的录入和编辑。工程项目基本信息、工程项目审查信息、钻孔空间数据、钻孔钻探及原位测试数据、剖面线、报告文本、岩土试验数据、地质基本信息的录入与编辑等，并导入已有的理正数据。
准备工作:
①创建SDE数据库。
②在SDE数据库中手动创建用户信息表、字段表，坐标系为基础数据库的坐标系。
③用程序按照字段表创建工程信息表、土层信息表、水位信息表、标贯信息表、动探等信息表。
④在数据库中将理正的字段对照表导入到SDE中，形成对照表。
⑤理正数据中X=X，Y=4000000+X(为了转换成大连城建坐标)，导入数据。
4.2 钻孔平面图模块生成设计
钻孔数据的结构是钻孔平面图绘制的基础。钻孔信息由钻孔元数据和钻孔本体数据两部分组成。钻孔元数据是指钻孔的工程信息和钻孔的编录信息。如钻孔方位、孔号、勘探线信息、孔口高程、深度、钻机资料、编录人员、测井人员等。钻孔本体数据主要是和钻孔信息直接相关的岩芯性质数据，如岩层信息、测井信息、岩芯采样信息等。这类信息种类多、结构复杂，是钻孔柱状图生成的关键数据。
实际上，并不是每一个钻孔都具有以上所有的信息，不同的钻孔数据会根据各自的勘探用途和应用需要往往只具备以上部分信息。而且，城市勘察、石油、水文、煤炭、基础地质等不同行业的钻孔具有各自的明显行业特征和制图规范，其钻孔的语义结构也有所不同。
钻孔录入关键:
(1)首先打开一个项目，点击系统下方的“钻孔录入”标签页，点击右侧固定按钮，将页面固定在屏幕上，并且可以通过拉伸调整其页面大小。
(2)如图5所示，即为工程编号为“2008－KC111”的项目录入钻孔，录入界面下面的表格将项目当前的所有钻孔显示出来。在录入界面填写“勘探点(钻孔)编号”等属性，点击“新加”按钮，即完成新钻孔的录入。
图5 钻孔平面图
(3)“清除”按钮，即将当前录入页面清屏，便于录入新的钻孔。
(4)“编辑”按钮，首先在录入界面的表格中选择一个钻孔，其信息即显示在钻孔录入界面中，可以对其中的某一项或某几项信息进行修改，然后点击“编辑”即可。
(5)“删除”按钮，同“编辑”按钮，需要选择一个钻孔，然后点击“删除”，此钻孔的信息、及与其相关的土层、采样等数据都将被删除，无法恢复，此按钮应慎用。
关于钻孔录入部分的说明:
钻孔的属性信息项是根据前期沟通定下来的，属性项可以调整:不需要的项可以删除，同样，有遗漏的可以添加;
“勘探点类型”、“施钻方法”、“钻机类型”等下拉选项还没加进去，其他属性项的值如果也是几个固定值的话，可以将其改成为下拉框。
4.3 系统关键功能截图
(1)系统功能中生成的钻孔柱状图如图6所示:
图6 柱状图
(2)系统功能中生成的剖面图如图7所示:
图7 剖面图
5 小结
在信息日益重要的今天，城市工程地质信息管理有着广泛的应用前景，它集中了城市历年的地质资料，使分散在各个勘察单位的勘察信息不再是信息孤岛;有利于勘察人员直接利用现有的勘察资料，减少建设项目不必要的重复投资，实现资源利用最大化。
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