內(nèi)蒙古地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)_博客

1、內(nèi)蒙古地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)_博客第 1 章 緒論1.1 研究背景改革開放以后，由于國內(nèi)經(jīng)濟水平的不斷提高，國家自主科研能力不斷增強，相對的科研水平得到了廣泛的提升，越來越多的信息技術(shù)手段應(yīng)用到地質(zhì)工作中。海量的珍貴地質(zhì)資料通過地質(zhì)勘查工作獲得。地質(zhì)資料是在勘探過程中獲取的描述地質(zhì)地形等的原始數(shù)據(jù)。由于采集方法標(biāo)準(zhǔn)不一，造成數(shù)據(jù)的類別五花八門，數(shù)據(jù)格式不盡相同。地質(zhì)資料所承載的信息量十分廣泛，其中囊括了地形地質(zhì)、對地遙感、物理化學(xué)、礦藏等多維度的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化電子數(shù)據(jù)。地質(zhì)數(shù)據(jù)資料目前依然存在一些圖件和文本等介質(zhì)保存的數(shù)據(jù)。如何做到更加高效的存儲、分析、數(shù)據(jù)共享，從而基于這些數(shù)量越來越多的原始

2、地質(zhì)資料，從中挖掘信息、發(fā)掘數(shù)據(jù)內(nèi)在價值，充分發(fā)揮地質(zhì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值，這都離不開功能強大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。但是根據(jù)實況調(diào)研報告分析，目前各勘察單位在地質(zhì)資料數(shù)據(jù)的管理水平上依然處于低級水平。雖然現(xiàn)在各個勘察設(shè)計單位的地質(zhì)資料隨著計算機的普及發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了電子化生成保存，如 CAD 圖件、電子文檔、數(shù)據(jù)庫等，也采用了常規(guī)的數(shù)據(jù)庫保存方式對地質(zhì)資料進行存儲，但是這僅僅是處于數(shù)據(jù)的保存階段，形式功能比較單一，地質(zhì)資料數(shù)據(jù)空間特性并未得到有效利用。因為地質(zhì)資料信息的空間性和多元性特征，以及繁瑣的結(jié)構(gòu)屬性和明顯的空間特性，一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)對于地學(xué)數(shù)據(jù)在空間地理信息基礎(chǔ)上的空間查詢和分析功能已無法實現(xiàn)

3、。目前對這一概念還未有統(tǒng)一的普遍大家認可的定義，對于不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同的行業(yè)、以及不同的專業(yè)對地理信息系統(tǒng)都有不一樣的理解。一些人認為GIS的重點是空間信息系統(tǒng)，是一種特殊并且具有關(guān)鍵作用的空間信息系統(tǒng)，對局部抑或整個地球空間結(jié)合地理分布的數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取、保存、分析處理與描述等。另外一些人則認為GIS是一個技術(shù)系統(tǒng)，用來研究管理空間數(shù)據(jù)，結(jié)合計算機技術(shù)對空間數(shù)據(jù)按照空間位置或者地理坐標(biāo)進行數(shù)據(jù)處理，通過數(shù)據(jù)的輸入、存儲，數(shù)據(jù)的分析處理以及輸出等，實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的有效管理，同時還研究探索不同空間實體之間的相互關(guān)系，為了快速獲取滿足實際應(yīng)用需求，綜合分析多參量多因素，最終的數(shù)據(jù)處理結(jié)果能夠以數(shù)據(jù)

4、或者圖形、文字等方式展現(xiàn)。綜合分析，GIS 的概念都不是以上幾句話就能夠解釋清楚的，上面的介紹也僅僅是從某些方面的介紹，我們可以簡單的定義GIS為：一個計算機系統(tǒng)，在計算機軟硬件的基礎(chǔ)上，核心工作是采用空間物體的相關(guān)特征數(shù)據(jù)進行獲取、保存、檢索、分析處理、以及表示等等用于回答用戶的問題。1.2 國內(nèi)外研究綜述1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀從時間進展來看，全球范圍內(nèi)的地質(zhì)相關(guān)研究工作者在 1970 年代就開始廣泛留意GIS 的應(yīng)用與進展。美國地質(zhì)調(diào)查局在 1970 年伊始，歷時 6 年時間，在全國各地相繼新建了超過 50 個地址信息系統(tǒng)。美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）在 1984 年與自然保護中心合作，把

5、 GIS技術(shù)當(dāng)作研究地理、地質(zhì)、水資源等一些空間信息的工具，通過幾個應(yīng)用項目的實施來檢驗 GIS技術(shù)是否有效，后來為了探索利用GIS技術(shù)的綜合研究方法、開展了更多學(xué)科、更多部門協(xié)調(diào)的研究項目。開展的幾乎所有的研究課題基本囊括了地球、空間、物理、化學(xué)、工程、計算機和制圖等各方面的專業(yè)知識跨領(lǐng)域合作研究。1986 年德國專家開發(fā)出了 DASCH 系統(tǒng)，該系統(tǒng)達成了計算機編制地質(zhì)圖件的目標(biāo)。此時英國的在威爾士中部的一項填圖課題中，采用了野外記錄本特別定制的工具，通過將所有的鉆孔、地質(zhì)測線等數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，通過輸入到地理信息系統(tǒng)并綜合光柵掃描的地形數(shù)據(jù)，根據(jù)研究人員需求采用計算機生成地質(zhì)圖。198

6、9年Navrro和Mejia等，對哥倫比亞麥知德林地區(qū)的基巖和第四紀(jì)地質(zhì)、氣候、構(gòu)造、地形地貌的形成經(jīng)歷、水文乃至土地利用率等成分實施的綜合分析，評價了該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害的危險性，采用的便是 GRASS 系統(tǒng)。在 1985 到 1989 年間，澳大利亞、加拿大和美國提出了構(gòu)建國家地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫的總體目標(biāo)，并且先后著手開展新一輪的填圖計劃。1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀近些年來，在地學(xué)研究領(lǐng)域中，隨著GIS、GPS、RS三種技術(shù)的迅速發(fā)展，其中以GIS 為核心發(fā)展技術(shù)，開辟了一個新的研究途徑用于研究地質(zhì)資料管理工作。地理信息系統(tǒng)作為新時代高新技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物，由于他在空間數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析處理等具有強大

7、的功能，與普通的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)存在很大的差別，可以勝任傳統(tǒng)技術(shù)和方法無法滿足的繁瑣的地球空間數(shù)據(jù)的獲取、分類保存、查詢檢索、分析建模和度量描述要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GIS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，極大地推動了地質(zhì)資料信息化管理的進程，GIS 成為地質(zhì)數(shù)據(jù)管理功能強大、性能高效的工具。集成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫與地理信息系統(tǒng)技術(shù)，使建立基于GIS的地質(zhì)資料信息管理系統(tǒng)成為可能，目前計算機軟硬件技術(shù)應(yīng)用于地學(xué)研究的發(fā)展趨勢就是基于 GIS的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研發(fā)與實踐。從地質(zhì)研究的基礎(chǔ)工作角度來看，GIS技術(shù)主要用于構(gòu)造形跡模擬、地質(zhì)體三維模型分析和區(qū)域地質(zhì)調(diào)查三個方面，目前已有許多的學(xué)術(shù)探討是基于GIS的地質(zhì)數(shù)

8、據(jù)信息管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計實現(xiàn)，國內(nèi)的袁艷斌等基于地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、計算機輔助圖件編繪系統(tǒng)，結(jié)合三者之間的技術(shù)特性加以分析其相關(guān)性，通過綜合考慮三峽壩區(qū)的工程地質(zhì)信息特性，研發(fā)出了三峽工程地質(zhì)信息集成系統(tǒng)，在這里 3S 技術(shù)在空間信息一體化管理中的作用得到了充分的展示。第 2 章 相關(guān)技術(shù)2.1 UI 工廠UI 工廠的產(chǎn)生過程可以總結(jié)為：通過總結(jié)大量的業(yè)務(wù)節(jié)點，對比較常見的UI 進行分類管理，對UI 類中的共有代碼進行分別抽取，基于此構(gòu)建種類不同的UI 基類。為了實現(xiàn)對 UI 工廠的基本構(gòu)件的最優(yōu)化應(yīng)用，UI 工廠綜合運用了查詢模板、單據(jù)模板、以及打印模板。UI 工廠為了使用戶的代碼

9、能夠更加清晰更加容易管理，通常會推薦相關(guān)的 UI 基類實現(xiàn)方法，例如用于統(tǒng)一界面按鈕狀態(tài)管理的ButtonManager，它的使用能夠使系統(tǒng)代碼清晰明了。有這樣一類節(jié)點，其規(guī)模經(jīng)常在幾千行代碼左右的類，它將所有與 UI 相關(guān)的代碼均放在一個客戶端UI 類中實現(xiàn)，我們可以經(jīng)常見到這樣的UI 實現(xiàn)方式的節(jié)點，這樣的類在日后的代碼管理工作中會面臨很大的困難。這種做法導(dǎo)致的另一個缺陷和不足就是增加了代碼的冗余度，提高了日后代碼維護更新的困難，因為將所有相同功能的或相似功能的 UI 實現(xiàn)代碼裝載一個類里面，其相同部分代碼均是通過復(fù)制粘貼，沒有真正實現(xiàn)部分代碼的可重用性。面對代碼冗余與堆砌的困難，UI 工

10、廠提供了解決方案策略，通過細分職責(zé)與代碼高度重用等方式解決該困境。通過詳細的分析軟件的功能模塊能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的各個功能模塊存在一定的內(nèi)聚性，這些功能模塊之間有著比較強的關(guān)聯(lián)關(guān)系，而系統(tǒng)與系統(tǒng)其他的一些功能模塊聯(lián)系則比較弱。UI 工廠根據(jù)系統(tǒng)中的功能模塊的內(nèi)聚性強度將各種功能模塊劃分成組，對每一組的功能，將其抽象出一個類，統(tǒng)一負責(zé)該組的功能20，例如在管理數(shù)據(jù)的緩存、翻頁和單據(jù)等的緩存任務(wù)時，可以抽象出一個Buffer 類來負責(zé)，而對于系統(tǒng)中所有的按鈕的管理創(chuàng)建維護等都可以抽象出ButtonManager 類來負責(zé)。為了完成系統(tǒng)中的功能，系統(tǒng)UI 設(shè)計主要包含的類有ButtonManager、

11、IController、EventHandler 等。這些名稱并不是指對象的名稱，而是指功能角色。各個類之間的關(guān)系就形如一個機構(gòu)中的各個職能部門，每個部門都有其自身的職責(zé)，互相協(xié)調(diào)合作。下面詳細列舉幾個系統(tǒng)實現(xiàn)相關(guān)的類，掌握這些類對于 UI 工廠的理解至關(guān)重要。2.2 Oracle 11g關(guān)系數(shù)據(jù)庫是目前應(yīng)用最為廣泛的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，Oracle 研發(fā)的Oracle 數(shù)據(jù)庫在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中屬于佼佼者。Oracle 11g是甲骨文公司在2007年推出數(shù)據(jù)庫軟件，Oracle 11g的功能數(shù)量超過400多項。與其他數(shù)據(jù)庫和過往版本相比，Oracle 11g具有了大不相同的特性。而且，Oracle 11g

12、在安全性上進行了許多改進，性能大大加強。提升了Oracle透明數(shù)據(jù)的加密功能，還把透明加密功能延伸到了卷級加密以外。由于Oracle 數(shù)據(jù)庫11g版本具備表空間加密功能，索引整個表、索引和所存儲的其他數(shù)據(jù)的加密可以采用這種方式，也可加密存儲在數(shù)據(jù)庫中的大型對象。Oracle 數(shù)據(jù)庫 11g 相比于其他版本具有一些獨特的性質(zhì)，分別體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理部分、PLSQL部分以及其他部分。下面介紹一部分的特點：（1） 數(shù)據(jù)庫重演（Database Replay），此特性可以捕獲整個數(shù)據(jù)的負載，同時傳輸?shù)揭粋€從備份一伙 standby 數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建的測試數(shù)據(jù)庫上，接著重演負責(zé)以測試系統(tǒng)優(yōu)化后的功效。（2）

13、自動內(nèi)存優(yōu)化（Auto Memory Tuning），數(shù)據(jù)庫9i時，加進了自動PGA 改善；10g 的時候，進一步增加了自動 SGA 優(yōu)化功能32，而在 11g 版本中，全表的自動優(yōu)化通過只設(shè)定一個參數(shù)就能對所有的內(nèi)存實現(xiàn)，只需要將剩余的內(nèi)存數(shù)量通知 Oracle，Oracle 數(shù)據(jù)庫就能夠根據(jù)剩余內(nèi)存自主動態(tài)的對內(nèi)存進行分配，同時也可以手動設(shè)定內(nèi)存分配大小的閾值，這樣很輕松地便實現(xiàn)了PGA、SGA、操作系統(tǒng)進程的內(nèi)存分配。（3） 資源管理器（Resource Manager），通過設(shè)置某些文件的文件類型、文件優(yōu)先級以及 ASM 磁盤組，Oracle11g 的資源管理器除了可以對 CPU 進行

14、管理控制外還能對系統(tǒng)的IO進行管理。（4） 結(jié)果集緩存（Result Set Caching），通過這個特點，許多程序的性能被大大地提高，比如在一些 OLAP 系統(tǒng)中或者 MIS 系統(tǒng)，大量的select count（*）;形式的查詢被執(zhí)行，以往可以使用查詢重寫技術(shù)或者物化視圖來提高這些查詢的性能，但是在 11g中，為了加速可以將查詢結(jié)果暫時緩存，只需添加一個 /*+result_cache*/的提示就能完成，如此查詢性能便得到了大大的提高。與此同時帶來了另外必須關(guān)注的是數(shù)據(jù)完整性問題，Oracle 中數(shù)據(jù)一致性是采用一致性讀的方式確保的，在新版的環(huán)境中，是從緩存中讀取數(shù)據(jù)以提高讀取性能，而并

15、不是通過從回滾段讀取，當(dāng)然11g關(guān)于這個問題顯然已經(jīng)處理好了，因為采用單獨緩存的方式，實施別的任務(wù)時，任何別的操作都不能干擾結(jié)果集中的數(shù)據(jù)，因此確保數(shù)據(jù)的完整性。（5） 對象依賴性優(yōu)化，對函數(shù)或視圖依賴于表的情況進行了改進，以往如果一張表被視圖或函數(shù)嚴(yán)重依賴，當(dāng)這張表結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，函數(shù)抑或視圖都將變成 invalid。11g 對此進行了優(yōu)化，根據(jù)相關(guān)性判斷是否發(fā)生改變。（6） 優(yōu)化正則表達式，正則表達式最初是在10g中被添加的，這一特性給開發(fā)人員提供了大大的方便，在11g中，對此進行了優(yōu)化改良，引入 regexp_count 函數(shù)，不僅如此還改進了其他的正則表達式函數(shù)。第3 章 需求分析 .

16、 143.1 地質(zhì)資料信息化管理需求 . 143.2 現(xiàn)狀分析 . 143.3 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) . 15第4 章 系統(tǒng)設(shè)計 . 214.1 系統(tǒng)總體設(shè)計 . 214.1.1 系統(tǒng)的概念模型 . 22第5 章 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試 . 435.1 系統(tǒng)運行環(huán)境配置 . 4第 5 章 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試5.1 系統(tǒng)運行環(huán)境配置支撐地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)單位內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)（Inter）。為保證機密地質(zhì)資料的安全，按照國家有關(guān)規(guī)定，內(nèi)網(wǎng)與國際互聯(lián)網(wǎng)之間完全分開，并由此形成內(nèi)網(wǎng)（運行地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)）和外網(wǎng)（運行資料檢索子系統(tǒng)）兩部分。運行地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)在局內(nèi)部設(shè)置為一個封閉的子網(wǎng)，管理服務(wù)系統(tǒng)的計算機禁止介入

17、外設(shè)。系統(tǒng)的硬件網(wǎng)絡(luò)主要包括系統(tǒng)運行服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、交換機、硬件防火墻等。具體配置如下：（1） 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器： DELL PE 6600 1臺，4個2.2G CPU，4G 內(nèi)存，2個36G高速硬盤，一個千兆網(wǎng)雙網(wǎng)卡。（2） 數(shù)據(jù)存儲：4TB 以上存儲容量。（3） 交換機：深圳中興通訊股份有限公司的中興 ZXR10-3904 路由交換機。（4） 防火墻：東方龍馬公司生產(chǎn)的 WLMA-100TX3 工作組級防火墻。（5） 帶寬：局域網(wǎng)內(nèi)為100M，外部網(wǎng)絡(luò)為10M。支撐系統(tǒng)運行的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.3所示：系統(tǒng)軟件平臺的配置針對地質(zhì)資料管理、借閱服務(wù)系統(tǒng)、資料檢索系統(tǒng)、系統(tǒng)維護及系統(tǒng)管

18、理子系統(tǒng)綜合考慮。第 6 章 結(jié)論隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，電子采集技術(shù)的進步，目前對地質(zhì)資料的管理依然處于過去的時代，與信息時發(fā)表展嚴(yán)重脫軌，結(jié)合現(xiàn)代信息化管理技術(shù)，對地質(zhì)資料進行信息化管理，采用新型的管理模式迫在眉睫，為了能夠更好地服務(wù)于地質(zhì)工作，建立信息化地質(zhì)資料管理系統(tǒng)勢在必行。本文針對地質(zhì)資料的保管利用，分析了對地質(zhì)資料管理的詳細功能需求，探索實踐地質(zhì)資料信息化;過程方法，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)基于 GIS 技術(shù)的可視化地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)，并且針對內(nèi)蒙古地質(zhì)資料特征進行了測試運行。論文從研究背景出發(fā)，分析了國內(nèi)外地質(zhì)資料信息化管理的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。闡述了與系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行了需求分析，分析了系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能模塊，以及系統(tǒng)對于性能的