顺德市城市地质勘查信息系统

<H2 align=center>顺德市城市地质勘查信息系统</H2>
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<P align=center>广州中科盛博信息技术有限公司</P>
<P>       </P></DIV>
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<TABLE  height=855 cellSpacing=0 cellPadding=0 width="85%" border=0>

<TR>
<TD vAlign=top width=692 height=1710>
<P><P></P><P></P><b>1、系统概述</b>
<P><b>    </b>目前广泛应用于地质工程行业的软件大多都是基于CAD开发的，这些软件大大提高了工作效率和出图质量，但同时也还存在着一系列的问题，如数据采集与输入，资料存贮管理，资料查询与可重用性，信息共享与交流，协同工作，绘图与报告撰写效率，信息发布等方面均存在着不足。

     以上不足的核心问题在于数据的组织与协同工作的组织。采用GIS技术与大型数据库相结合，可以同时存贮工程资料等属性信息和工程图件等图形；GIS与数据采集系统的接口可以直接将观测数据录入数据库中，如工程场区的地质图可以绘图输入或者由通用格式转入数据库；工程地质勘察成果可以通过对原始数据的加工输出为通用数据格式，如*.dxf图形格式以及*.doc和*.xls等文档格式；网络的应用使得有权限的成员可以访问查询服务器数据库中的历史资料及现时工程的进展情况，同时还可以根据工作流参与协同工作，最大可能避免重复性劳动及提高工作效率；报告报表及制图、信息发布等可以直接提取数据库中的数据，方便快捷。所以解决问题的办法是通过GIS平台与大型数据库平台结合开发出基于GIS的城市地质工程信息系统。
<b>
2、系统软件平台选择</b>
<P>    我们选用了SuperMap Objects是新一代的GIS开发平台，他具有很多先进的特性：
<P>    1) SuperMap Objects是全组件式的地理信息系统开发平台。
<P >2) SuperMap Objects是基于Windows系列操作系统的网络化的GIS软件产品。</P>
<P >3) SuperMap Objects拥有强大的GIS功能，包括地图显示、查询；图形与属性数据编辑；GPS支持、地图排版、输出、DEM模型建立、三维渲染等。</P>
<P >4) SuperMap Objects通过空间数据引擎SDX支持关系型数据库SQL Server和Oracle管理空间数据。</P>
<P align=left>    采用对象关系数据库MS SQL Server 2000管理空间数据，可以实现海量空间数据存贮与管理、事务处理(Transaction)、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能；并可利用扩展的SQL语言对空间与非空间数据进行操作，同时方便地实现长事务和版本管理；避免了采用文件管理空间数据带来的空间对象被人为分割的问题，使得空间数据在物理上是边缘和无缝的；同时，使用网络环境甚至Internet环境访问空间数据更为方便；改变了原有GIS中图形与属性分离的概念，反映空间对象的几何图形数据作为一个属性字段（BLOB字段）与其它非空间属性存贮于关系数据表的一行中，可以方便地定义空间对象之间、空间对象与非空间对象之间的关联关系和规则，能更好地对现实世界建模。</P>
<P align=left><FONT face=宋体><b>3、系统功能模块</b></FONT></P>
<P align=left><B>(</B><B>1) 设计思路</B></P>
<P >作为城市规划管理信息化的一个重要组成部分，以及城市地质勘察在顺德市城市发展中的重要地位日益突现，顺德市地质工程地理信息系统的建设具有非常重要的意义。在设计上，充分依托空间信息技术，以GIS作为信息集成平台，既充分发挥GIS的空间信息管理技术优势，又与计算模型、制图技术等紧密结合。系统建设中基础数据库先行，规划空间信息数据与一般属性数据的集成管理，把专业应用中需要的地层分类信息、图例信息等整合到数据库中统一管理；应用系统以制图及报表报告制作与输出作为主线，其它的系统功能均围绕这一主线展开；通过建设高速稳定局域网络发挥协同工作功能优势，服务器端对客户端的工作进行协调、对客户端产生的数据进行集中管理。城市地质工程地理信息系统融入了先进的系统架构与信息技术，能大大提高工程效率，完成以往手工及基于CAD的信息系统所不能完成的功能。</P>
<P align=left><B>(2) 系统技术构架</B></P>
<P align=left><B>    1) 逻辑结构设计</B></P>
<P >顺德市城市地质工程地理信息系统总体逻辑结构框架是一个开放性的三层结构：数据服务层、逻辑应用层和表现层。数据服务层提供数据存储管理的服务，主要是SQL Server数据库存储管理基础地质数据、工程基本情况数据、钻孔信息数据、工程勘察专题数据和元数据。逻辑应用层是实现系统功能应用的核心，包括制图输出、报表制作与输出查询统计等诸多功能。表现层通过人机交互接口与实际操作人员进行交互，实现逻辑应用层所提供的功能。</P>
<P align=center><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/xtljjg.jpg" border=0></P>
<P align=center> 图1 系统逻辑结构图</P>
<H4 >2) 数据库设计</H4>
<P >数据库的设计原则主要考虑空间数据及空间数据与非空间数据关联，并遵从一般的关系数据库设计原则。对顺德市地质勘察数据库设计提出如下原则：</P>
<P >u        采用面向对象的数据库设计方法，采用UML语言作为建模工具；</P>
<P >u        空间数据采用SuperMap Objects的数据源特点来构造，并遵从OpenGIS的基于SQL的简单空间特征规范；</P>
<P >u        空间数据库的设计要进行规范化处理，减少数据冗余和确保数据的一致性；</P>
<P >u        要建立元数据和数据字典；</P>
<P >u        建立安全及备份机制。</P>    城市地质数据库系统包括基础地质数据库、工程项目信息数据库、钻孔信息数据库、工程勘察专题数据库、以及数据字典以及元数据等内容（见图2）。
<P align=center><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/xtsjkjg.jpg" border=0></P>
<P align=center>图2 系统数据库结构</P>
<P align=left><b><FONT face=宋体>4</FONT></b><FONT face=宋体><b>、系统组成和功能</b></FONT></P>    系统的组成图3所示。数据编辑子系统提供了地质工程勘察数据的录入与编辑功能，是工程项目数据入库的主要手段；工程勘察成果管理子系统是系统应用的核心，包括了制图及报告报表的制作与输出；查询统计子系统是对工程项目信息及工程勘察成果的查询统计及分析；数据维护子系统对包括各种数据格式的输入输出、数据库的优化管理等；系统管理维护子系统是包括用户管理和数据字典管理，保证系统的正常运行与定制。
<P>    以下简单介绍各个子系统的功能 。</P>
<P>(1) 数据编辑子系统</P>    数据编辑是基于可视化地图（系统中提供1<B>:</B>10000精度地形图），进行工程项目信息、勘探孔及分层、试验数据编辑录入，相关的还有地图浏览查询、图层控制、工程和场区的定位、勘探孔的自动标注。（如图4所示）
<TABLE>

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<P align=center><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/xtzc.jpg" border=0></P></TD>
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<P align=center><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/sjlrbj.jpg" border=0></P></TD></TR>
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<P align=center>图3 系统组成</P></TD>
<TD>
<P align=center>图4 数据录入编辑</P></TD></TR></TABLE>
<H3 >(2) 工程勘察成果管理子系统</H3>
<P >制图输出包括勘探点平面布置图、柱状图、剖面图和等值线图（地层等厚、等高）四种图件的自动制图和打印输出，还提供图面整饰，柱状图和剖面图转换成dxf的功能。此子系统充分利用了SuperMap Objects制图组件所提供的功能。</P>
<H4 >1）平面图</H4>
<P >根据指定比例和已录入钻孔、场区、剖面等数据自动生成勘探点（钻孔）平面布置图,地形图可直接引用数据库中的1:10000地图，也可以直接进行编辑。提供丰富的地图布局元素和完备的预览、打印输出功能，平面图可保存到数据库中或输出为dxf等其它格式文件。</P>
<H4 >2）剖面图</H4>
<P >可根据剖面线或任意连线，自动生成工程地质剖面图，内容包括钻探地层数据，动、静探曲线，水、土样试验信息，设计标高，基础标高示意等；能自动进行地层连线或手工连线，方便的编辑功能能够处理各种复杂情况；可保存到数据库中或以dxf格式输出。（如图5所示）</P>
<H4 >3）柱状图</H4>
<P >根据录入的地层或异常层信息自动生钻孔柱状图，内容包含地层成因、地层厚度，岩样、土样以及标贯试验信息。可根据钻孔属性选择生成静探试验成果图或动探试验成果图。可编辑，可保存到数据库中或以dxf格式输出。（如图6所示）
<TABLE>

<TR>
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<P align=center><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/pmt.jpg" border=0></P></TD>
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<P align=center><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/zzt.jpg" border=0></P></TD></TR>
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<P align=center>图5 剖面图</P></TD>
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<P align=center>图6 柱状图</P></TD></TR></TABLE>
<H4 >4）等值线图</H4>
<P >可自动生成地面等高线、各岩土层埋深等高线、各土层等厚线等等值线；可编辑，可保存到数据库中或以DXF格式输出。</P>
<P >报表报告：包括自动或半自动输入工程勘察常规相关报表和工程勘察报告（如图7所示），以减少人工操作的工作量。包括：完成工作量一览表、土层物理力学性质试验报告表、土层物理力学性质统计表、载荷试验成果表、载荷试验汇总表及曲线图、场地各岩土层建议值一览表、液化判别表、岩石芯样单轴抗压强度试验报告、静力触探实验成果统计、勘探点主要数据一览表、水质分析报告表和工程勘察报告等。</P>
<H3 >(3) 查询分析子系统</H3>
<P >在可视化地图上，进行工程项目、场区、勘探孔的定位浏览，查询工程、场区和勘探孔的详细信息，勘探孔柱状图和剖面图等。</P>
<P >地图浏览与查询是GIS最常用最具特色的功能活动，城市地质工程地理信息系统以电子地图为主索引，可视化浏览查询工程勘察、地层信息等，实现图文一体化管理。图8所示为工程信息查询。</P>
<TABLE>

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<TD align=middle><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/bbsc.jpg" border=0></TD>
<TD align=middle><IMG src="http://www.supermap.cn/maindoc/simchin/application/0zhyy/DZKC/sddz/zhxxcx.jpg" border=0></TD></TR>
<TR>
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<P align=center>图7 报表输出</P></TD>
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<P align=center>图8 工程信息综合查询</P></TD></TR></TABLE>
<H3 >(4) 数据维护子系统</H3>
<P >包括对基础地形、地质数据和工程数据的维护，通过简单的操作，即可实现现有大比例尺地形、地质数据的录入和编辑以及工程勘察成果的输出。</P>
<P >通过丰富的数据接口实现基础地质数据，包括地形图、地质资料等的输入也更新，从而满足工程项目日益增长的需要；接收数据采集工具所记录的工程信息，直接输入到系统的工程项目中；把以往由其它软件产生的历史数据转入到系统中，使其价值得以利用；把工程勘察成果（图件、报表报告等）用通用的格式进行输出，实现信息共享与交流。</P>
<P >通过对数据库采用一定的优化及备份策略，使系统得以稳定高效的运行，并防止珍贵的工程数据丢失。数据维护作为系统的一个重要功能，可以帮助生产单位永久保存最有价值的基础数据和工程信息，以及工程勘察成果。</P>
<H3 >(5) 系统管理维护子系统</H3>
<P >包括数据字典维护和用户权限管理。</P>
<P >通过数据字典可提供地层数据字典、系统数据库备份与恢复、颜色对照表、数据字典表、年代地层数据、标贯试验杆长修正系数等维护操作。</P>
<P >用户权限管理提供对部门、用户、角色以及权限的管理。</P>
<P align=left><b><FONT face=宋体>5</FONT></b><FONT face=宋体><b>、</b></FONT>结语</P>
<P>     城市地质工程地理信息系统的优点在于建立了钻孔地质资料数据库，加强了绘图的功能以及自动报告报表的功能等。钻孔的资料可广泛用于城市规划、旧城改造、交通、水利、地震监测等领域，同时也可以把地质工程的一些信息由政府部门通过网络公布出来，服务于公众。</P></TD></TR></TABLE></DIV>

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