基于Web的礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

總第109期西部探礦工程seriesNo.1092005年第6期WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGJun.2005文章編號:1004—5716(200506—0097—04中圖分類號:P96文獻標(biāo)識碼:A基于Web的礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)郭小先(西部礦業(yè)股份有限公司,青海西寧810001摘要:介紹了運用基于Web數(shù)據(jù)庫方法,采用B/S體系結(jié)構(gòu),使用當(dāng)前先進的系統(tǒng)平臺、可視化的開發(fā)工具和基于組件對象的軟件工程技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)化、智能化案。關(guān)鍵詞:Web數(shù)據(jù)庫;數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);解決方案;礦產(chǎn)資源1建設(shè)目的、協(xié)調(diào)和實施等工作。參建單位包括公司所屬各地質(zhì)勘查公司和大型礦山企業(yè)。通過簽定協(xié)議書的形式確定參建單位的義務(wù)、責(zé)任和權(quán)利。對外可邀請有關(guān)科研單位或高等院校聯(lián)合進行開發(fā)和建設(shè)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理采取集中與分散相結(jié)合的方式。信息中心主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體規(guī)劃、兼容與協(xié)調(diào),全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的設(shè)計,共享數(shù)據(jù)庫的維護,并對分散在各地勘公司和礦山企業(yè)的信息處理工作給予指導(dǎo)。將原始數(shù)據(jù)的采集、編輯等功能分布在各工作站。既保持了系統(tǒng)規(guī)劃與數(shù)據(jù)庫的集中管理,又保證了及時、靈活采集的數(shù)據(jù)的完整性和一致性。4.3建設(shè)方式、資料的基礎(chǔ)上,,建立礦床資源模型,,開展礦山生產(chǎn)和科研管理。實時動態(tài)管理礦產(chǎn)資源,進行礦產(chǎn)資源評價和礦業(yè)權(quán)管理,輔助公司領(lǐng)導(dǎo)的經(jīng)營決策。實現(xiàn)科學(xué)化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和體系化的企業(yè)資源管理新模式。2總體目標(biāo)充分考慮公司未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要和系統(tǒng)的前瞻性,采用B/S體系結(jié)構(gòu),使用當(dāng)前先進的系統(tǒng)平臺、基于組件對象的軟件工程技術(shù)、可視化的開發(fā)工具,開發(fā)出一套較為完善的適用于(有色礦山企業(yè)實現(xiàn)礦產(chǎn)資源管理可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、體系化的信息解決方案。3主要建設(shè)內(nèi)容系統(tǒng)采用元數(shù)據(jù)集中建庫、信息資源分散采集的模式。信息中心負(fù)責(zé)元數(shù)據(jù)建庫并提供集中檢索和查詢服務(wù)。各參建單位在本地建立起本公司的局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及計算機制圖系統(tǒng),遵循本項目制定的礦產(chǎn)資源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提交統(tǒng)一格式的元數(shù)據(jù),信息中心組織完成資源模型建立和礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)開發(fā),以及系統(tǒng)建成以后的日常維護和二次開發(fā)。礦產(chǎn)資源信息的訪問權(quán)限由信息中心控制。4.4安全策略①礦山原始資料數(shù)據(jù)庫及三維可視化建模;②礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng);③信息中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和各工作站網(wǎng)絡(luò)及計算機制圖系統(tǒng);④礦產(chǎn)資源信息發(fā)布Web系統(tǒng)。4建設(shè)方案4.1系統(tǒng)總體架構(gòu)和功能4.1.1總體架構(gòu)加強數(shù)據(jù)庫安全性控制,嚴(yán)格控制用戶權(quán)限,通過使用數(shù)字方式加密訪問數(shù)據(jù)庫;采用設(shè)備冗余技術(shù)、負(fù)荷分布技術(shù)以及系統(tǒng)重新組合技術(shù)加強數(shù)據(jù)庫可靠性控制;通過系統(tǒng)日志嚴(yán)密監(jiān)控系統(tǒng)運行等提供完整的信息安全解決方案。5系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)體系:基于Internet技術(shù)的B/S架構(gòu)。系統(tǒng)框架:(1數(shù)據(jù)層:采用SQLServer2000+Surpac+MapGIS實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲和管理。(2邏輯層:采用WebDB+WebGIS+WebMIS技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯。(3應(yīng)用層:對數(shù)據(jù)庫核心業(yè)務(wù)的支持,實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的具體應(yīng)用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu):WebDB/WebGIS/WebMIS多層結(jié)構(gòu)。設(shè)計思想:先進性、實用性、可擴充性、可維護性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性。4.1.2系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計采用開放、先進的主流技術(shù),最大限度滿足礦山資源管理需求(見圖1。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)四部分構(gòu)成。5.1數(shù)據(jù)庫5.1.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供多源地學(xué)數(shù)據(jù)及礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)的輸入、存貯、管理、查詢、分析、輸出的自動化功能以及礦山生產(chǎn)及科研管理、企業(yè)經(jīng)營管理和企業(yè)決策支持功能。4.2組織管理原始數(shù)據(jù)分為屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)兩大類。原始資料數(shù)據(jù)庫包括地質(zhì)、測量、采礦和圖形四大類基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫。屬性數(shù)據(jù)采集方法:鍵盤、鼠標(biāo)、數(shù)字測圖系統(tǒng)直接輸入,也可以通過外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。空間數(shù)據(jù)采集方法:掃描矢量化輸入、數(shù)字化儀輸入、外部數(shù)成立“西部礦業(yè)礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)項目工作組”。信息中ternet的分布式GIS解決方案———MAPGISIMS。遵循GIS標(biāo)據(jù)轉(zhuǎn)換輸入等。空間數(shù)據(jù)最終以GIS標(biāo)準(zhǔn)格式入庫,通過ODBC可與存儲在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)的屬性數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)(見圖2。準(zhǔn),采用分布式GIS軟件技術(shù),采用多層體系結(jié)構(gòu)和多種分布式對象技術(shù)的綜合使用(CORBA,DCOM、JAVA來為建立編輯及查詢圖形信息提供了一體化解決方案。Web數(shù)據(jù)庫三層結(jié)構(gòu)具有強壯的數(shù)據(jù)操縱和事務(wù)操縱能力,以及數(shù)據(jù)的安全性和完整性約束。對客戶端而言,通過IE瀏覽器便可以引發(fā)IMS。通過空間數(shù)據(jù)引擎系統(tǒng)和SQLServer數(shù)據(jù)庫可進行無縫聯(lián)結(jié),實現(xiàn)圖形和屬性庫的統(tǒng)一和組織管理。提供了空間事務(wù)處理功能和對多用戶并發(fā)控制。5.2,格式錄入數(shù)據(jù)庫,GIS,保證海量數(shù)據(jù)的處理與存空間數(shù)據(jù)庫管理采用MapGIS+SQLServer2000方式,即“空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)”。就是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)存儲管理方案。與傳統(tǒng)文件方式相比,空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢,包括海量數(shù)據(jù)管理能力、圖形和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲、多用戶并發(fā)訪問(包括讀取和寫入、完善的訪問權(quán)限控制和數(shù)據(jù)安全機制等。5.3數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)MIS的開發(fā)與應(yīng)用直接體現(xiàn)著一個企業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的范圍和深度。西部礦業(yè)礦產(chǎn)資源MIS不同于傳統(tǒng)的MIS,該系統(tǒng)的主要作用是合理的組織多源、異構(gòu)的礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù),有效的整合多元的信息資源,實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式和不同系統(tǒng)之間的信息共享與交換,并為遠程用戶提供多種服務(wù)功能,是整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)的重點和技術(shù)難點。5.3.1礦產(chǎn)資源MIS總體結(jié)構(gòu)三個層次:企業(yè)決策支持層、企業(yè)經(jīng)營管理層、生產(chǎn)現(xiàn)場管理層。三個應(yīng)用分系統(tǒng):企業(yè)決策支持分系統(tǒng)、企業(yè)經(jīng)營MIS、現(xiàn)圖2原始資料數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作流程場生產(chǎn)管理分系統(tǒng)。兩個支撐環(huán)境:計算機網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境、數(shù)據(jù)庫管理支撐環(huán)境。一個中心:信息中心為整個公司提供ASP服務(wù),將三個層次,三個應(yīng)用分系統(tǒng),兩個支撐環(huán)境統(tǒng)一在一個數(shù)據(jù)平臺上,在保證信息資源共享的同時實現(xiàn)信息的安全管理。針對遠程異地數(shù)據(jù)管理、遠程業(yè)務(wù)管理的應(yīng)用需求,設(shè)計采用WebMIS模式。WebMIS是連接數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)頁的中間件,采用B/S結(jié)構(gòu),通過在普通網(wǎng)頁文件中使用特定的中間件解釋擴展標(biāo)記實現(xiàn)對指定數(shù)據(jù)庫的記錄顯示、增加、刪除、修改、查找、篩選等功能。5.3.2體系結(jié)構(gòu)MIS采用Browser/Web/DataBase的三層體系結(jié)構(gòu)。Web5.1.2數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件采用全面集成大型國際礦業(yè)軟件———Surpac和國內(nèi)先進的GIS———MapGIS。Surpac以地、測、采原始數(shù)據(jù)處理、三維建模、儲量計算、地質(zhì)統(tǒng)計分析、礦山設(shè)計、采礦管理等為主,同時也具有圖形自動生成功能。MapGIS提供圖形管理和多種空間分析等功能。5.1.3Web數(shù)據(jù)庫采用ASP技術(shù)、數(shù)據(jù)捆綁技術(shù)和JavaScript技術(shù)來實現(xiàn)Web數(shù)據(jù)庫功能。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用三層結(jié)構(gòu)的Web數(shù)據(jù)庫訪問模式。以Web服務(wù)器作為中介,把瀏覽器和數(shù)據(jù)源連接起來,在服務(wù)器端執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的操作?？蛻舳耸褂肐E瀏覽器,采用ASP與ADO查詢技術(shù),遠程訪問服務(wù)器。5.1.4WebGIS服務(wù)器接受請求,通過應(yīng)用程序服務(wù)器執(zhí)行一個Java服務(wù)器端小程序Servlet并返回其輸出,從而實現(xiàn)與客戶機進行信息資源的交互。5.3.3設(shè)計模式為了實現(xiàn)遠程查詢、瀏覽圖形空間數(shù)據(jù),采用新一代基于In2在B/S結(jié)構(gòu)的Web應(yīng)用中,中間層采用基于模型視圖控制器(MVC的設(shè)計模式。模型層用來實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯,視圖層用來顯示用戶界面,控制器層主要負(fù)責(zé)視圖層和模型層之間的控制關(guān)系。所有的請求都被發(fā)送給作為控制器的Servlet,它接受請求,并根據(jù)請求信息將它們分發(fā)給適當(dāng)?shù)腏SP來響應(yīng)。同時,Servlet還根據(jù)JSP的需求生成JavaBeans的實例并輸出給JSPGIS技術(shù),遠程獲取服務(wù)器的數(shù)據(jù),管理和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。5.5開發(fā)技術(shù)VisualStudio.NET2003+Exchange+IIS+SQLServer2000+MapGISIMS+FrontPage2003。5.6技術(shù)路線環(huán)境。JSP可以通過直接調(diào)用方法或使用UseBean的自定義標(biāo)簽得到JavaBeans中的數(shù)據(jù)。這種設(shè)計模式很好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)層與表示層的分離,使開發(fā)工作更加容易和迅速。5.3.4數(shù)據(jù)存取技術(shù)①充分利用SQLServer2000數(shù)據(jù)管理的功能對屬性和空間數(shù)據(jù)進行操作,同時利用海量數(shù)據(jù)管理、事務(wù)處理、記錄鎖定、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)倉庫及Internet無縫連接等功能,實現(xiàn)屬性與空間數(shù)據(jù)一體化集成。②采用成熟的B/S結(jié)構(gòu),。③采用分布式GIS軟件技術(shù),MIS與流,、軟件、可移植性、可靠性,。5.7技術(shù)難點在數(shù)據(jù)的存取方面,采用JSP/Servlet+JDBC的技術(shù),即客戶端不產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫查詢命令,客戶端上的瀏覽器通過URL和中間層的Web服務(wù)器建立連接。Web服務(wù)器主要負(fù)責(zé)接收本地或遠程瀏覽器的HTTP數(shù)據(jù)請求,然后中間層的Servlet收到請求后,通過執(zhí)行程序中的SQL語句,利用JDBCA對給JSP,器。這樣,,同時提高了數(shù)據(jù)庫的訪問效率。5.4計算機系統(tǒng)5.4.1系統(tǒng)平臺(1軟件平臺。①Server端:Windows2003Server、IIS、Ex2changeServerVisualStudio.NET2003、SQLServer2000、Surpac+NetworkLicenceManager、MapGISIMS、Office2003等。②Browser端:Windows2000Professional、Surpac+許可證、Map2GIS等。(2硬件平臺。①Server端:服務(wù)器、交換機、路由器、網(wǎng)關(guān)、①基礎(chǔ)信息標(biāo)準(zhǔn)的建立及數(shù)據(jù)庫規(guī)劃。②基于多源、異構(gòu)地學(xué)數(shù)據(jù)及礦產(chǎn)資源原始數(shù)據(jù)的管理信息系統(tǒng)開發(fā)。實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式和不同系統(tǒng)之間的信息共享與交換,并為遠程用戶提供多種操作功能的重要服務(wù)。③礦床數(shù)學(xué)模型的建立和三維可視化(資源模型研究。④系統(tǒng)各級用戶權(quán)限設(shè)置(不同礦山、不同部門及個人用戶。擬采用的解決途徑:①開展更廣泛的調(diào)研,挖掘出已有的成熟技術(shù);②在招標(biāo)中提出需求,由軟件開發(fā)商解決;③設(shè)立項目子課題,邀請或者聯(lián)合有研究基礎(chǔ)的單位攻關(guān)。6實施步驟防火強、集線器、磁盤陣列等。②Browser端:應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器、圖形工作站、網(wǎng)關(guān)、防火強等。5.4.2計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采取先建設(shè)礦產(chǎn)資源元數(shù)據(jù)庫,收集整理原始數(shù)據(jù),后建立集中礦產(chǎn)資源信息檢索、查詢服務(wù)平臺的步驟。共分四個階段:第一階段:系統(tǒng)規(guī)劃階段(2004年10月～2004年12月:①調(diào)研國內(nèi)外(有色礦業(yè)公司數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r,對信息需求進行總體分析,確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案、技術(shù)路線和項目實施方案等。②對系統(tǒng)建設(shè)所需各類資源進行估計與安排。③形成西部礦業(yè)礦產(chǎn)資源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并規(guī)范提交統(tǒng)一元數(shù)據(jù)格式。④引進Surpac軟件及其它系統(tǒng)軟件。第二階段:啟動實施階段(2005年元月～2005年12月:①收集、整理、分析和錄入原始資料數(shù)據(jù),建立原始資料數(shù)據(jù)庫。②建立資源模型,實現(xiàn)多源地學(xué)信息的三維可視化。第三階段:滾動發(fā)展階段(2005年6月～2007年6月:①建設(shè)集成化、網(wǎng)絡(luò)化的礦產(chǎn)資源MIS。第四階段:系統(tǒng)運行階段(2007年10月～:①測試系統(tǒng)性能,不斷完善系統(tǒng)功能,直至達到良好的運行效果。②數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶培訓(xùn)。③系統(tǒng)評價,工程竣工驗收。(下轉(zhuǎn)第101頁為滿足遠程訪問服務(wù)器,處理大量數(shù)據(jù),同時保證高響應(yīng)速度的要求,信息中心內(nèi)建100M/1000M全雙工快速以太網(wǎng),1000M快速以太網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器和各級交換機,并通過VPN網(wǎng)關(guān)和防火強接入Internet。數(shù)據(jù)服務(wù)器選用高性能的IBM/HP小型機,采用雙機雙控容錯系統(tǒng)。操作系統(tǒng)選擇Win2dows2003Server系統(tǒng),保證運行環(huán)境的具有高度的安全性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)通訊協(xié)議采用TCP/IP。工作站以100M全交換網(wǎng)絡(luò)連接二級交換機,保證網(wǎng)絡(luò)訪問大量數(shù)據(jù)庫瀏覽的需要。信息中心服務(wù)器并入公司局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),與現(xiàn)有的應(yīng)用服務(wù)器和WWW服務(wù)器形成服務(wù)器集群(采用分隔的內(nèi)外網(wǎng)(Internet/In2tranet設(shè)計、硬件式防火強、ISP提供的DDN專線接入方案與Internet相連。各工作站內(nèi)部建立100/1000M快速以太網(wǎng),工作站以100/1000M全交換網(wǎng)絡(luò)連接級交換機,滿足遠程訪問服務(wù)器、處理大量數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)訪問大量數(shù)據(jù)庫瀏覽的需要。5.4.3Web系統(tǒng)①建設(shè)西部礦業(yè)“數(shù)字礦山”或“數(shù)字西部礦業(yè)”網(wǎng)站。通過Internet向全球發(fā)布信息,獲取所需的信息。與全球用戶進行快速信息交流。②建立WWW服務(wù)器、遠程文件傳輸和電子郵件的收發(fā)。③通過WebMIS提供的功能服務(wù),集成WebDB+Web28025號孔曲線的谷值出現(xiàn)在1994年,峰值出現(xiàn)在1996年,以后統(tǒng)”的觀點,并且有所重點地對小泊泉組子系統(tǒng)用地下水位資料進行補、逕、排條件識別,加深了對神頭泉巖溶水系統(tǒng)的了解。持續(xù)下降。這三個孔距離不遠,但地下水水位動態(tài)特征明顯不同,推理得之三個孔水位被三套不同的補、徑、排關(guān)系所控制,對比前人的“三個巖溶水子系統(tǒng)”的觀點再結(jié)合它們所處的大致區(qū)域,則這三孔分別屬于不同子系統(tǒng),即三個子系統(tǒng)的確存在。比較801、8014、8025號孔這三個孔較分散的分布在神頭泉巖溶水系統(tǒng)的東南部,各孔地下水位在1987～1999年期間的動態(tài)表現(xiàn)出了幾乎一致的協(xié)調(diào)性,諸如801VS8014地下水位,801VS8032地下水位,801VS8025地下水位。若對比同一大致時刻的上述各孔水位,則發(fā)現(xiàn)8032號～801號～8025號四孔水位值依次降低:8032號801號平均高出約40～60m,801號比8025號平均高出約1.2m。我們可以分析認(rèn)為801號～8025號同處于一個相對平緩的逕流帶上,8032號孔則處于這一逕流帶的補給區(qū),通過水文地質(zhì)條件分析得之,8032號～8014較,,,801,還向8014號孔方向。該區(qū)確定了補給與逕流,對于其排泄,根據(jù)地下水的流向,801與8025號孔的水位動態(tài)相似(圖3,及804、8024與8025號孔的不協(xié)調(diào),再結(jié)合區(qū)域上水平導(dǎo)水的馬邑斷層北端恰好為小泊泉組的出露點。正如前人得出的結(jié)論一樣:小泊泉組為小泊泉組子系統(tǒng)的排泄區(qū)。3結(jié)論參考文獻:[1]王宏進,王增輝.神頭泉巖溶地下水及泉流量變化規(guī)律探討[J].中3801、8025國煤田地質(zhì),1998,10(增.[2]韓行瑞,魯榮安,李慶松.巖溶水系統(tǒng)—山西巖溶大泉研究[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.[3]王大純,張人權(quán),等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:.地質(zhì)出版社,1995.[4]陳愛光,徐恒力.地下水系統(tǒng)與地下水系統(tǒng)分析[R].中國地質(zhì)大學(xué)水文地質(zhì)教研室,1987.[5]沈照理,朱宛華,等.水文地球化學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.根據(jù)以上論述,驗證了以前學(xué)者們提出的“三個巖溶水子系(上接第99頁[1]周山芙,汪星明,趙蘋.管理信息系統(tǒn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