水电工程地质信息管理系统研究

张春峰，王小兵，贾新会

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安　710065)



水电工程地质信息管理系统研究

张春峰，王小兵，贾新会

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安710065)

摘要：针对水利水电工程地质数据具有数量庞大、分布不均匀、结构复杂、更新频繁等特性，为了便于地质信息的规范存储、管理和高效应用，遵从传统地质分类表格的规定，符合现行工程地质作业指导文件的相关规定，采用水平分类和垂直分类的树形层次结构来组织地质数据，以工程名称、工程阶段、工程部位和专业内容为主线构建地质信息管理系统。该系统不仅实现了地质信息的规范存储和有效管理，而且实现了数据库信息的资源共享，为工程决策提供及时有效的数据支持，同时为工程地质数据信息提供科学有效的管理平台。

关键词：水电工程;工程地质;地质数据库;信息管理;信息化

0前言

随着中国水利水电工程建设的快速发展，地质行业广泛开展水电工程地质勘察，产生了大量的工程地质资料、数据，这些数据是中国社会发展的重要战略资源，保管好、利用好是每个地质行业工作者的职责，但由于这些地质数据的有效性是无限的且增长过于剧烈，以至于出现“资料数据爆炸性增长”的现象[1]。传统的纸质文档不利于管理、查询和利用，不便于数据更新和维护，所以如何有效地存储、管理、并充分利用这些海量数据，便成了国内外地质学者和工作者共同关心的问题[2-6]。与国外相比，中国地质数据库管理工作还只是刚刚起步，主要存在以下几个问题[7-9]：① 尚有相当数量宝贵的地质数据和资料没有建立数据库；② 已建设的地质数据库数据环境基本上属于应用数据库范围，建设方式大多数是简单的利用现成的商业化软件来装载数据，很少进行高层次的二次开发和利用[10]；③ 大量的地质数据分布在不同系统、不同地区、不同部门，由于缺乏数据交换机制，数据需要重复多次采集与输入，信息及时反馈难、共享差，产生“信息孤岛”[11-13]，造成地质数据资源的极大浪费。尽管如此，许多地质数据库的建立和应用已经取得了明显的经济效益和社会效益。所以，实现工程地质资料的数字化，建立地质数据库，研制相应的应用管理系统，对实现水电工程地质资料的科学管理、综合分析、直观显示、有效传输和网络共享，对水电工程地质界获得及时、实用和有效的相关地质信息至关重要[14-15]。根据西北勘测设计研究院发展需求研制开发了工程地质信息管理系统，旨在加快本院工程地质数据库的信息化系统建设。

1地质信息管理系统

地质信息管理系统是实现信息化建设的基础[5-6]，数据库结构和功能设计以工程地质工作实际需要为出发点，采用水平分类和垂直分级共同组成树形层次结构来组织地质数据，既体现了工程需要，也考虑了实际工作流程的应用方便。地质数据库是管理地质信息和实现三维可视化的基础[14]，包括工程资源管理模块和文件管理模块，该软件涵盖地质、勘探、物探和试验等资料的管理系统。在数据库中可以对不同工程、不同阶段、不同工程部位的对象进行查询和统计，有效地实现数据管理和维护。系统功能设计思路及应用流程如图1、系统功能结构如图2所示。

图1　系统设计思路及应用流程图

1.1系统功能和特点

地质信息管理系统不仅具备传统数据库的数据管理、查询统计、分析和存储等功能[5]，而且具有为地质三维建模和分析输出数据格式，实现了数据一次性输入、多次应用，大大提高日常工作效率。开发过程考虑了地质人员的工作性质实现了离线和在线2种工作模式进行入库和管理，实现了数据库的分布式访问，其中离线操作方式方便野外地质人员在没有网络的情况下对工程现场调查和勘探数据及时入库，可以正常使用数据库查询、统计和成果输出等基本功能，有效地对地质信息数据进行管理；在线模式下管理员通过用户管理和角色管理赋予相应的工程和数据库操作权限来操作，有效地保证了数据的正确性和完整性，满足前方现场新采集数据向后方服务器数据库的更新。

图2　地质信息管理系统结构图

1.2系统模块基本操作

图3　工程地质数据管理信息系统界面图

地质信息管理系统由数据库、录入、成果输出、系统、程序 5 个模块组成，每个模块内包含数量不等的图标命令(图3)，具体功能设计上既服从实际地质工作流程，也打破了专业分工的制约。

(1) 数据库：包括连接、在线/离线2个图标命令，前者定义登录方式，即在线登录中心数据库还是离线登录本机数据库；后者定义数据传递方式，即在线上传到服务器端、还是离线从其他离线数据库导入。

(2) 录入：包括工程、工程阶段和工程部位3个图标，分别用于创建新的工程、选择工程阶段、创建新的工程部位，构成数据管理器的目录和骨架。

(3) 成果输出：该系统可以输出常用图件及表格，钻孔柱状图、节理统计图、钻孔平硐坑井统计表格等。

(4) 系统：包括参数定义、角色管理、用户管理3个图标，其中参数定义是对每个工程的相关术语进行统一定义与管理。比如，同一地层的名称必须唯一，由授权用户定义，无权限的用户只能选择定义的结果。角色管理包括创建新角色、选择现有角色编辑和删除角色，根据流程创建或选择一个角色并授权其应具备的权限；用户管理包括创建新用户、选择一个用户进行编辑、删除、锁定或者解锁用户以及修改当前用户密码，在编辑一个用户时，可以分配其角色并赋予相应工程的操作权限，一个用户也可以拥有多个不同的“角色”。

(5) 程序：窗口管理和退出系统，前者通过进行界面右侧浏览器的显示/隐藏设置，顾名思义，后者是退出数据库系统。

其中系统模块所包括的角色管理和用户管理是对不同用户数据库操作权限进行管理，该系统在在线工作模式下可以实现角色管理和用户管理2项权限管理功能，对不同用户的操作权限进行控制。

1.3角色管理

图4　角色管理名称定义及描述管理界面图

根据实际工程需要由系统管理员创建角色，也可以对已经存在的角色进行编辑或删除等操作，不同角色具有不同数据库操作权限，管理员通过配置这个权限，控制其访问功能菜单的行为。

角色管理采用流程式操作，用户根据需要可以勾选任意一个选项，但允许用户(管理员)进行的操作方式存在差别。在对话框中可以对已有的角色名称和描述进行修改(图4)，还可以在表单管理界面对访问权限进行设置(图5)。目前该信息管理系统包含基本信息、钻孔数据、平硐数据、地质点数据、测试数据、物探数据、地应力、文件管理和系统设置共9个表单文件，鉴于数据库涉及到多个专业方向，如物探、地质、测试等，具有角色管理权限的用户可以通过对用户设置专业需要的表单并赋予相应的只读、读写和拒绝访问的权限实现不同专业的不同用户的数据库操作权限。地质专业根据实际需要角色分配及描述见表1。

1.4用户管理

系统管理员可以在用户管理中创建一个新用户、选择一个用户编辑、删除和锁定/解锁用户以及修改当前用户密码等操作。

图5　角色管理表单文件管理界面图

分配角色权限描述系统管理员对地质信息管理系统具有一切权限地质工程师具有地质专业数据录入、修改、成果输出、查询与统计、二维图件输出和系统设置查看等操作。项目主任对项目具有文件管理、参数定义、导入导出数据、数据库编辑修改和工程信息查看等操作。分院副总工对项目具有数据编辑修改、参数定义和信息查看等操作。西北院总工具有查看项目基本信息和成果输出权限。工程参考工程参考角色只能对分院其他项目具有只读功能,不能修改。一般用于初期数据库建立过程中参考数据录入的方式

在用户管理中选择一个用户赋予相应的角色，给予该用户可操作的工程。此外，用户还有一定的工程访问权限，管理员可以通过配置用户的工程控制其访问工程的行为。当用户需要在线使用中心数据库，需要对用户设置一定的权限，程序通过添加和编辑角色等功能实现。

用户管理采用流程式对话框，创建或者编辑用户权限时可根据工号、姓名等关键字进行操作(图 6)。管理员根据实际需要在已创建角色和工程列表中勾选相应的角色和工程赋予所创建或选定的用户(图7)，允许该用户对指定工程在角色权限范围之内进行操作。

图6　用户管理-用户信息对话框图

图7　用户管理操作对话框-角色配置图

2结语

(1) 根据水电工程地质数据的特点和实际工程需要，采用C/S和B/S两种开发模式，研制开发了地质信息管理系统，形成了规范通用的地质数据分类方法，实现了工程地质资料与地质数据的数字化存储和计算机信息化管理。支持离线和在线2种工作方式，离线模式确保地质工作者在断开网络的环境下亦能正常使用系统进行业务操作，进而保证了地质工作的高效性；在线模式增强了系统在水电工程地质应用的健壮性和实用性，不仅实现了数据库信息的资源共享，而且提高了大量地质数据的数字化存储、管理及分布式访问效能。

(2) 系统的角色管理和用户管理有效地控制了用户的权限，很好地处理了数据的同步以及不同用户对数据库的操作冲突，实现了对水电工程地质数据库有效的管理，在实际生产任务中提高了工作效率。

(3) 该系统不仅具备传统数据库的功能，而且可以为地质三维建模和分析提供数据来源，能够很方便快捷地应用于建立三维地质模型，实现了数据一次性输入，多次应用，为数字水电建设、综合地质研究、企业信息化建设等提供统一的、标准化的安全数据平台支持。

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Study on Geological Information Management System of Hydropower Engineering

ZHANG Chunfeng, WANG Xiaobing, JIA Xinhui

(Northwest Engineering Corporation Limited, Xi'an710065,China)

Abstract:Aiming at the geological data of water resources and hydropower engineering which feature large quantity, uneven distribution, complicated structure and frequent updating, the tree structure of horizontal classification and vertical classification is applied to manage the geological data and build the geological information management system with project name, development phase, project component and dedicated contents as the main line to conveniently and properly store, manage and efficiently apply the geological data, follow regulation of the conventional geological classification forms, and satisfy relevant regulations of the engineering geological guidance documents. This system realizes not only the proper storage and effective management of the geological data but also the resource sharing of the data base information, providing the engineering decision-making with prompt and effective data support as well as the scientific and effective management platform for the engineering geological information data.

Key words:hydropower engineering; engineering geology; geological data base; information management; informationization

中图分类号：TV221;TP311.52

文献标识码：A

DOI:10.3969/j.issn.1006-2610.2016.01.004

作者简介：张春峰(1985- )，男,河南省睢县人，助理工程师，主要从事地质勘察、地质三维建模和地质数据库研究与应用，并参加三维激光扫描等工作.

收稿日期：2015-03-03

文章编号：1006—2610(2016)01—0014—04