基于大数据背景下的三维地质模型数据交换格式研究

2019-05-24杨东旭张书弘

中国金属通报 2019年3期

杨东旭，张书弘

（辽宁有色勘察研究院有限责任公司，辽宁沈阳 110000）

目前，国内有关地质方面工作的信息建设相对落后，因为思想陈旧，比较重视短期效益等因素，三维地质模型数据交换落后于其他国家，对于数据资源管理、分析的能力还很弱[1]。大部分的工作单位仍在使用传统软件进行制作平面图，原因是二维的规范成熟，操作相对容易，三维建模技术要求高，软件不够成熟，所以通过二维软件出来的结果更难于数据交换、共享。在地理信息系统中，包括很多数据，这些数据涵盖地质、物探、化探等很多不同的领域，而且不同软件建立的模型想要实现共享非常困难，要想实现这些数据的共享，就必须对其交换格式进行研究。在地质工作发展中，相关单位已经意识到三维建模的重要性，加大了对三维模型的使用，同时加大了对三维数据模型数据交换格式的研究，通过三维数据模型减少不同环节之间的数据转换间造成的浪费。在地质工作中，三维地质模型具有可视性、确定性和可修改性的特点，是地理信息系统中的核心。在大数据背景下，三维地质数据交换的技术越来越成熟，已经被广泛应用于地质工作中，三维地质建模专业性强、复杂程度高，对于不同建模软件建的模型格式不同，实现数据转换、资源共享困难，可见数据交换格式的研究非常重要。数据交换格式的核心是信息的标准化，在数据交换过程中，如果没有合适的方法，对数据分析、模块处理，代价是很高的，会使数据浪费，散乱孤立存在。

在大数据的背景下，地质模型数据的交换得到了新的发展，大数据能够将许多异构的数据和系统进行计算，省去了很多运作过程，具有很强的决策力和洞察发现力，对海量和高增长率的信息资产具有很强的适应下，在大数据背景下，造福了人类，能够对过去数据进行分析，并且能够展望未来。基于此，对在大数据背景下的三维地质模型交换格式进行研究，提出交换格式的方法[2]，解决信息数据不能交换的问题，为地质工作做出贡献，以下是具体方法。

1 数据交换格式方法设计

1.1 数据提取

通过对收集到的各专业数据库的结构进行分析，得知数据之间存在一些差异，在进行数据搜索时要根据以下步骤进行搜索：第一，检索想要交换的文件，对文件名进行映射获取；第二，把映射到的文件进行检索，通过映射到的文件进行搜索，确定想要提取的数据，在读取数据时要注意当搜索字段与对应搜索表的字段，不存在时，就不用继续查询这段字段的数据，返回数据库进行查询；第三，解析数据格式[3]，每个数据都有相应的数据段的格式信息，数据存储都有特定的意义，按照行为单位进行解析。数据抽取的流程如图所示：

图1 数据提取流程图

如图1，是对数据提取的流程图，在进行数据抽取时，先打开资源库，然后进行分类符读取，如果出现同名文件，就进行细致读取，读取属性数据[4]、空间数据，在进行读取分隔符，直到抽取到所需数据。

表1 数据差异分析

表1是对在数据提取时遇到相同源长的数据名，分析了其数据之间存在的差异，分析数据差异能够更准确提取目标数据。

数据交换第一步就是对数据进行提取，数据提取是后续工作的基础。

1.2 坐标变换

在数据提取后，将提取的数据对象的物理坐标的节点信息显示在电脑中，默认左上角为原点，下面为Y轴方向，右面为X轴方向，变换步骤如下：

（1）通过比较导入系统文件的坐标边界，达到覆盖边界区域的最小矩形区域，设置矩形的中心点为A（），宽度为W，高度为H，计算之间比值，取其中较大者为缩放的比例系数；

（2）物理坐标变换公式为∶

（3）作图区相对坐标点变换公式为：

通过坐标变换和数据提取，来完成数据的交换格式，来完成所要完成的工作。

1.3 实现数据交换

在大数据背景下，数据交换格式的研究对地质工作起推动作用，在数据库中对海量信息进行读取、坐标处理后[5]，来实现地质模型数据交换。提出NBV方法，其公式为：

其中，为数据资源的参数，其中，n 为数据结构的参数，N为交换参数，本次计算不做定向分析。

在数据交换中，使用NBV方法能够实现不同资源的数据转换，对不同数据进行格式转换处理，使用者根据自己所需，进行数据读取、建立坐标系，最后通过NBV方法完成数据交换，对于不同软件所建造的模型，通过NBV方法都能够转换，达到使用者的要求。这种方法有效的控制成本，并减少了资源浪费，实现在大数据背景下的三维地质模型数据交换格式的研究。从大数据背景下看，模型数据的交换是非常有必要的，增加了地质工作的速度，提供了更准确的数据参考，一定程度上具有推广意义。

2 实验论证分析

为确保NBV方法的有效性，进行实例论证。结果表明，NBV方法能够更好地对地质模型数据进行交换，并且难度不高，操作简单，以下是实例论证。

实例分析通过对某地质工作企业中的地质模型数据交换进行检测，对比结果见表2。

表2 信息资源共享对比图

表2从资源数据读取、时间、交换多少对传统交换方法和新型资源共享方法进行了对比，从表中可以明确看出传统的交换方法数据读取时间较少，时间长，交换有效率低，而新型交换方法，数据读取多、时间花费少、交换有效率高。由此可见，新型交换方法能够节省时间、增加读取的数据、增加了交换的有效率，很大程度上能够促进地质工作的进展。