资料管理系统，一体化地质资料管理系统及数据中心初步设计

一体化地质资料管理系统及数据中心初步设计

刘国华(辽宁省国土资源厅信息中心)摘要 本文设计了成果、原始、实物和重要钻孔数据库汇交和借阅的一体化全流程信息化管理，涵盖了汇交报盘、接收检查、电子阅览室、共享服务平台和地质资料数据中心建设等内容，对目前地质资料信息化应用存在的问题进行了初步分析，提出了相应的解决思路和办法。关键词 一体化 地质资料 信息化 数据中心0 引言2002年国务院颁布了《地质资料管理条例》(国务院令第349号)，2003年国土资源部发布《地质资料管理条例实施办法》(国土资源部令第16号)，实施办法中明确指出：全国地质资料馆，省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门的地质资料馆和地质资料保管单位负责建立和维护地质资料信息服务系统。从2002年起，围绕地质资料信息化管理基础工作，国土资源部陆续下发了《国土资源部关于开展成果地质资料电子文件汇交工作的通知》(国土资发〔2002〕93号)、《国土资源部关于印发＜实物地质资料管理办法＞的通知》(国土资发〔2008〕8号)、《国土资源部关于加强地质资料汇交管理的通知》(国土资发〔2010〕32号)、《国土资源部关于印发＜推进地质资料信息服务集群化产业化工作方案＞的通知》(国土资发〔2010〕113号)、《国土资源部办公厅关于进一步加强原始地质资料管理的通知》(国土资厅办发〔2012〕57号)和《国土资源部关于开展全国重要地质钻孔数据库建设工作的通知》(国土资发〔2013〕88号)。在国土资源部的统一领导下，经过多年努力，全国地质资料信息化服务能力和管理水平大幅提升，已初步构建完成了以地质资料汇交监管平台、共享服务平台、电子阅览室、油气委托管理平台、钻孔数据库和管理信息系统为内容的“五平台一支撑”格局。但在深入开展以“五平台一支撑”格局的地质资料信息化管理体系建设方面，在执行部制定的地质资料汇交管理制度及相关标准、规范方面，省级层面还有许多问题需要解决：一是成果、原始和实物地质资料目录数据库基础信息内容和标准需要统一。根据一个项目地质工作的不同阶段，成果、原始和实物地质资料反映的内容是截然不同的，但是该项目地质资料目录数据库的基础信息应该是统一和共用的。如项目名称、汇交人及联系方式、工作性质、工作程度、起始截止时间、工作区起始截止经纬度、项目编号或矿权许可证号、项目来源、原始资料保存单位和实物资料保存单位等。成果、原始和实物地质资料目录数据库应该以统一和共用的目录信息为基础，分别叠加不同的专用目录信息，进而形成前后一致、先后关联的成果、原始和实物地质资料目录数据库。二是重要地质钻孔数据库建成后的更新与实物地质资料目录清单汇交衔接问题。《国土资源部关于开展全国重要地质钻孔数据库建设工作的通知》(国土资发〔2013〕88号)中要求，对于新汇交的电子类地质钻孔资料，汇交人应将地质钻孔“三图一表”转换生成规定格式电子文件，各省(区、市)国土资源主管部门应利用系统软件将新汇交的数字化后的地质钻孔“三图一表”和重要地质钻孔数据信息著录重要地质钻孔数据库，并及时更新和维护重要地质钻孔数据库及其服务平台。但是，在实际的工作过程中，由于馆藏机构大多不具备专业技术人员，著录重要地质钻孔数据工作难以得到很好的实施，并且重要地质钻孔数据库后期更新维护工作与实物地质资料目录清单汇交工作相脱节更会带来许多的麻烦。可以探讨的解决办法是，开发集实物地质资料目录清单与重要地质钻孔数据库后期更新于一体的实物地质资料汇交报盘系统，由汇交人组织填报实物地质资料目录清单、“三图一表”电子文件和重要地质钻孔属性数据，经馆藏机构检查验收后，直接导入实物地质资料数据库和重要钻孔数据库。三是一体化电子阅览室建设问题。要扩展电子阅览室可以调阅的内容和调阅方法，在成果地质资料电子阅览的基础上，增加原始资料、实物资料和重要钻孔数据库的电子阅览。要在以项目为单元调阅的基础上，增加以区域范围为单元的调阅方法。本文通过一体化的设计思路，面向建立完整的汇交、借阅工作流程和地质资料数据中心，探索解决目前地质资料管理过程中存在的问题。1 一体化地质资料管理信息系统1.1 一体化地质资料汇交验收地质资料包括成果资料、原始资料和实物资料。从汇交的角度来说，实物资料的汇交主要以实物地质资料目录清单为主，按照2013年88号文件，重要钻孔数据库的更新也应纳入实物资料的汇交范畴，与实物地质资料目录清单一并汇交。因此，一体化地质资料汇交验收包括一体化汇交报盘、一体化汇交验收和一体化汇交凭证。1.1.1 一体化汇交报盘一体化汇交报盘是整个地质资料信息化管理的基础和起始原点，是解决汇交工作存在问题的核心，对于后续的电子阅览室建设、共享服务平台建设和数据中心建设至关重要。图1 为一体化汇交报盘数据内容。图1 一体化汇交报盘数据内容一体化汇交报盘系统以项目为单元，按照内容和标准统一的原则生产地质资料汇交的电子数据，充分体现资料的完整性和关联性。(1)目录数据库其中地质资料目录基础信息为成果、原始和实物地质资料目录数据库中共用的信息，如：项目名称、汇交人及联系方式、工作性质、工作程度、起始截止时间、工作区起始截止经纬度、项目编号或矿权许可证号、项目来源、原始资料保存单位和实物资料保存单位等。成果地质资料目录信息为成果目录数据库的专用信息，原始地质资料目录信息为原始目录数据库的专用信息，实物地质资料目录信息为实物目录数据库的专用信息。通过专用目录信息叠加目录基础信息，即可产生相应成果、原始和实物目录数据库。(2)资料信息成果地质资料信息包括文字、图、表等7类信息和涉密情况登记表。原始地质资料信息包括底、测、观、探、样、试、录、像、综、文等10类报告和涉密情况登记表。实物地质资料信息包括实物地质资料目录清单和重要钻孔数据，重要钻孔数据包含三图一表、项目信息表、钻孔基础信息表、钻孔属性信息表、钻孔岩心属性信息表和涉密情况登记表。其中钻孔岩心属性信息表需标注实物资料保管的详细信息。(3)汇交报盘标准汇交报盘数据分为可编辑数据和不可编辑数据，可编辑数据包括目录数据信息、项目信息表、钻孔基础信息表、钻孔属性信息表、钻孔岩心属性信息表、涉密情况登记表，可编辑数据标准依据国家规范格式。不可编辑数据包括成果地质资料的文字、图、表等信息，原始地质资料的底、测、观、探、样、试、录、像、综、文等10类报告信息，重要钻孔数据的“三图一表”，不可编辑数据采用PDF格式。(4)报盘数据合规性检查报盘系统自动关联报盘数据，设置必填项，统一汇交资料的项目区域坐标系，对偏离项目区域的钻孔坐标进行自动告警。1.1.2 一体化汇交验收一体化汇交验收流程如图2所示。图2 一体化汇交验收流程(1)汇交接收和分发馆藏机构前台受理接收汇交人提交的一体化报盘数据，按类别标注接收的数据，打印受理通知单，分发相关角色检查，启动办理时限控制。将接收的数据按类别标注是一个重要环节，标注分为“首次接收”、“再次接收”、“补正”、“合格”4种状态，“首次接收”、“再次接收”由前台人员标注，“补正”、“合格”由检查人员标注。通过状态标注，确保二次汇交时，前台人员只需导入补正修改的文件，同样，检查人员只需要检查补正修改的文件。(2)资料检查和汇总意见检查人员接收前台分发的报盘文件，对于检查通过的文件标注“合格”状态，未通过的文件标注“补正”状态，填写补正意见。检查意见经汇总后，由前台人员向汇交人发出补正通知，其中补正时间不计入办理时限控制。(3)打印汇交凭证和数据入库对于验收合格的汇交资料，一方面由前台打印汇交验收合格通知书，另一方面将网上报盘数据自动导入地质资料数据中心，并直接供电子阅览室调阅。1.2 一体化地质资料电子阅览室1.2.1 扩展电子阅览室的内容现阶段电子阅览室以成果资料调阅为主，伴随原始、实物和重要钻孔数据库的一体化汇交，电子阅览室应完整反映和调阅成果、原始、实物和重要钻孔数据库资料。1.2.2 统一报盘信息和电子阅览室的数据标准统一报盘信息和电子阅览室的数据分类，报盘信息和电子阅览室采用相同的数据组织结构和数据标准，确保汇交检查合格的数据能直接为电子阅览室调用。1.2.3 改进电子阅览室的调阅模式1)提供成果目录数据库查阅方式。提供以档案号、项目名称、工作性质、工作程度、矿权许可证号、矿种等信息为索引的查阅方式。2)提供按照勘查区块查阅方式。参照勘查区块管理方式，将行政辖区划分经纬度查阅区块，选择相应区块，即可调阅出该区块下的所有资料。3)提供自定义范围查阅方式。通过在行政区底图上任意编辑区块，查阅该区块下的所有资料。1.3 一体化地质资料共享服务平台一体化地质资料共享服务平台依托互联网建设，内网可公开共享信息定期导入地质资料共享服务平台。一体化地质资料共享服务平台提供如下服务：1)主动公开的地质资料发布服务。2)成果、原始和实物地质资料目录数据库查询服务。3)按照经纬度区块方式或自定义范围方式，提供地图检索查询服务。4)馆藏机构和地勘机构实物岩心(标本、样品、光片、薄片等)保存管理系统。5)实物筛选管理系统。6)汇交服务，如汇交预订、补正通知、汇交查询、汇交公告、催交提示等。7)微信查询服务。2 一体化地质资料数据中心按照全国国土资源“一张图”及其核心数据库建设要求，地质资料数据中心按照目录数据库、图文地质资料数据库和专题数据库三大类进行建设，空间数据采用1980西安坐标系、1985国家高程基准、高斯-克吕格投影。2.1 数据内容2.1.1 目录数据库目录数据库包含成果资料目录数据库、原始资料目录数据库、实物资料目录数据库和重要钻孔目录数据库，各个目录数据库中的基础信息必须是统一和共用的，如项目名称、汇交人及联系方式、工作性质、工作程度、起始截止时间、工作区起始截止经纬度、项目编号或矿权许可证号、项目来源等。通过工作区起始截止经纬度和工作程度等信息，建立反映地质勘查区域特征的空间目录数据库，目录数据库中需要建立与成果图文数据库、原始图文数据库、实物数据库和钻孔数据库的索引，实现空间、目录、图文信息的关联。2.1.2 图文地质资料数据库图文地质资料数据库包括成果地质资料图文数据库、原始地质资料图文数据库和实物数据库等。2.1.3 专题数据库专题数据库包括重要钻孔数据库、地质工作程度数据库、矿产地数据库、1：20万地质空间数据库、区域重力数据库、区域地球化学数据库、1：20万自然重砂数据库、1：20万数字水文地质图空间数据库、矿产资源规划数据库、地质勘查规划数据库、矿产资源利用现状调查、矿产资源潜力评价、探矿权/采矿权核查、矿业权设置方案数据库和矿业权登记数据库等。2.2 应用方式地质资料数据中心主要提供通过空间属性查阅地质资料的功能，具体如下：2.2.1 快速浏览通过切片技术，提供对空间目录数据库和各种专题数据库的快速浏览，提供单一数据浏览、数据对比浏览(多窗口对比)、数据叠加浏览(在一个窗口中展现多层图形叠加效果并通过设置图层透明度实现对比)等3种浏览模式，且具备距离丈量、面积计算、属性信息查询等功能。2.2.2 空间查询通过区块或自定义范围，查询和展示该空间下的目录数据库和专题数据库，输出资料清单和属性信息报告。3 系统技术框架一体化地质资料管理系统及数据中心采取工作流和服务方式构建，工作流用于汇交管理和借阅管理，服务方式须符合国土资源“一张图”及其核心数据库建设要求(图3)。图3 一体化地质资料管理系统及数据中心架构示意图数据层：包括目录数据库、图文数据库和专题数据库，其中目录数据库和图文数据库为非空间数据库，专题数据库为空间数据库，需要将目录数据库配置空间属性。同时建立空间和非空间的数据服务管理平台，实现服务的注册、发布、授权和监控等功能。平台层：提供工作流管理、表单管理、角色管理、权限管理、组件管理和图形分析等功能。应用层：包括一体化地质资料汇交验收管理系统、汇交监管系统、借阅管理系统、电子阅览室、数据中心浏览查询展示系统和数据交换系统，其中数据交换系统一方面与外网共享服务平台进行数据交换，另一方面实现与全国地质资料馆的数据交换。4 结束语当前，地质资料管理工作任务繁重，既要进行历史资料的数字化和重要钻孔数据库建设，又要开展原始资料和实物资料的汇交工作。因此，应用现代信息技术对地质资料进行一体化管理是当前地质资料管理工作的必然选择。解决思路就是“立新补旧并举”，关键在“立新”，通过一体化地质资料管理系统及数据中心的建设和应用，避免产生新的“欠账”，为“补旧”赢得时间。但围绕一体化地质资料管理系统及数据中心的建设和应用，还有许多问题需要探讨，本文仅仅是在总体框架下进行了初步设计，希望从事地质资料管理工作的同行共同深入研究。

实物地质资料管理信息系统研究

李英康 马思民 刘太平 杨贵生 任香爱 赵晓青（国土资源实物地质资料中心）摘要 本文通过对实物地质资料管理系统现状的调查和实物地质资料管理工作流程的分析，建立了实物地质资料数据库，确定了数据库管理系统的功能，开发了实物地质资料管理信息系统，为国家实物地质资料库的正常运行提供了初步的计算机管理平台。关键词 实物地质资料；数据库；管理系统一、前言在50多年的地矿勘查工作中，产出了大量的实物地质资料（岩矿心、各类标本、光薄片、样品等），是地质资料的重要组成部分，按照国务院发布的《地质资料管理条例》的要求，将纳入国家统一管理范围。为此，国土资源部成立了实物地质资料中心和启动了国家实物地质资料中心库的建设。实物地质资料中心将在国务院地质矿产主管部门的领导下，依法接收、保管重要的实物地质资料，向社会提供公益性服务。为配合国家实物地质资料中心库的建设，2002年开始中国地质调查局组织开展了实物地质资料的筛选、采集、管理、服务方面的研究工作，其目的是在国家实物地质资料中心库建成后，能够让各类重要的、有代表性的实物地质资料有计划、分期、分批地入库，尽快建立起能够反映中国地质条件与突出特点，代表中国地质工作成果与水平的现代化实物地质资料管理与服务的馆藏机构。为了利用以计算机为核心的现代技术管理国家实物地质资料中心库，开展了实物地质资料管理信息系统研究，即根据实物地质资料管理工作的各个环节：汇交/提交、验收、整编（偏重实物描述、背景资料整理）建档、入库、服务、维护等，建立以管理数据为主，实物说明数据为辅的实物地质资料数据库，用于保存国家实物地质资料中心库内的实物地质资料数据。并通过开发实物地质资料数据库管理系统，为国家实物地质资料中心库的正常运行，提供计算机管理平台。二、系统结构与功能模块整个系统按实物地质资料的管理工作流程，采用分组、分块模型建立实物地质资料的管理信息系统（图1）。图1 系统管理模型图管理系统的功能模块大致划分如图2。图2 系统功能模块示意图1）系统登录模块：按照不同用户的权限，进行用户身份验证。2）业务管理模块：用于开展业务工作和日常管理工作，包括事件添加、修改、删除、查找模块，事件跟踪模块，数据统计、报表与打印模块及帮助模块。其中事件跟踪模块用于：①对预汇交事件进行跟踪，提醒管理人员通知应该汇交资料单位办理汇交业务；②对保密期的资料进行跟踪，当到达解密日期时，提醒管理人员办理解密手续，提供利用。3）系统维护模块：包括数据备份、数据恢复、用户权限管理功能等，用于保障系统和数据的安全。4）数据存取模块：用于存取数据库中的数据。5）数据加密模块：用于对重要的数据进行加密，如用户密码、在保护期内的实物数据等。为了实现管理、利用数据库中的信息，实物地质资料数据库管理信息系统具有下列功能：1）数据输入：包括数据的添加、修改、删除、保存。2）数据输出：各种数据表和查询结果的输出，格式为Excel表。3）数据抽查：用于数据核对、检查，保证数据录入的质量。4）数据浏览：包括不同数据表、单条记录和图像的显示。5）数据查询：包括条件查询（提取数据表中的特定字段组成单一、复合的查询条件），关联查询（利用不同数据表之间存在的关联关系进行查询，例如查询一个项目包含的多个钻孔，钻孔包含的岩心数量等）。6）字段搜索：因在条件查询中，要用到某些字段的值，而这些字段的数据是在数据录入中，才保存到数据库的，因此需要通过“字段检索”过程，建立数据检索字典。7）数据统计：主要是抽取不同数据表中的数据，进行汇总，编制报表等，通过保存的Excel表格制作。8）打印输出：包括管理业务工作中，各环节需要打印的表格，如数据表、图像等。9）系统管理：包括用户管理、文件管理、提示信息管理等。10）提示帮助：包括系统使用说明，数据录入提示，各种统一编号的使用范围和使用情况，下拉菜单式“选择数据”录入，利用数据字典中的数据录入等。11）字典管理：在系统建设中，已经根据国标、行标编制了系统的数据字典，例如，地质工作程度、行政区代码、钻孔类型、密级等，以及需要系统管理员进行添加、修改等维护性的管理。三、系统数据库实物地质资料管理信息系统的数据库，以保存实物资料管理数据为主、实物说明数据为辅。即除存储实物地质资料汇交、验收、整编、建档、入库、利用、服务等管理性的数据之外，还存储部分说明性的数据，诸如产出条件、来源、保存价值、成果简介等，共同作为实物地质资料管理信息系统的基础数据源。数据库概念模型采用关系型数据库——行、列表格形式，利用软件 Access 97/ SQL Server 2000建立数据库，共定义了39个数据表（表1）。表1 实物地质资料数据表定义与说明续表在数据库标准化研究中完成了数据库文件结构的描述，包括所有字段的名称、标识、数据类型、长度、数据约束及其命名。建立数据库的总体框架，包括基本表、索引、数据表视图等。描述数据表之间的关系，编写数据字典等。四、管理信息系统建立实物地质资料管理信息系统的主要目的是为国家实物地质资料库的正常运行，提供计算机管理平台，并通过网络向用户提供服务。为了体现管理系统的灵活性、方便性、实用性，整个实物地质资料管理信息系统的组成如表2所示。表2 实物地质资料管理信息系统组成表1.系统运行环境微机主频P4，最低1G，硬盘40～60G，内存256M，显示器分辨率1024×768。系统服务器采用双心IBM服务器。数据著录子系统采用Windows 2000 XP操作系统，信息服务子系统采用Windows 2000 Server操作系统，浏览器（Browser）/服务器（Server）结构，浏览器为 Internet Explorer 5.0及以上版本。数据存储采用SQL Server 2000，Access数据库。2.数据著录子系统重点开发数据维护、浏览、检索查询、输出、数据统计、分析功能。主要用于实物地质资料中心对实物地质资料管理。由于网络系统在数据处理过程中，存在着客户端与服务器不断请求—应答—处理—返回结果的复杂过程，导致系统的运行速度慢、时间长，并且网络语言在开发数据处理程序时，需要进行前后台脚本代码的交叉编写，增加了系统开发的难度。因此，为方便实物地质资料数据的组织、检查，计算处理采用VB6.0通用语言开发实物地质资料数据著录子系统。系统中的图像显示采用MapObject控件。MapObject是美国ESRI公司提供的一个免费的地理信息系统图形、图像显示、编辑插件，能够显示各种图形、图像。在工程中引用后，编写一个独立模块，就可以在不同的窗体、模块中随时调用，非常方便。1）用户系统操作界面由功能控制按钮（大）、窗体调入按钮（小）和音乐控制组成（如图3）。单击不同的大按钮后，中间区域的小按钮将随之改变，点击小按钮将显示对应的数据窗体。单击“音乐”开启音乐播放，单击“关闭”停止音乐播放。图3 用户系统操作界面2）数据浏览界面由三部分组成：主数据显示窗体（a）、超长数据显示窗体（b）和数据关联工具栏（c）（见图4）。3）主数据显示窗体从上至下由6部分组成：工具栏（a）、标题（b）、单条记录显示（c）、记录抽查与“统一编号”使用提示（d）、记录集数据表（e）、条件选择数据查询（f）（见图5）。4）数据输出见图6，点击窗体顶部工具栏上的“输出”按钮，给定文件后按“保存”，把当前记录表中的所有数据保存为Excel文件。双击输出窗体，可以激活保存的Excel表格。5）图像浏览界面，采用地理信息系统控件MapObject2 开发。具有图像打印输出、图像添加、放大、缩小、漫游等功能（见图7）。图4 数据浏览界面图5 用户数据操作界面3.信息服务子系统在Windows 2000 Advanced Server操作系统上，基于浏览器（Browser）/服务器（Server）结构，采用html超文本链接语言，VBScript、JavaScript脚本语言，ASP技术，开发系统的数据浏览、数据检索查询功能。不开发数据维护功能和数据处理、计算功能。主要用于内部人员、外部来访人员的数据查询、浏览以及提供社会化服务。图6 数据输出界面图7 图像浏览界面网络条件下的信息服务子系统建在国土资源实物地质资料中心局域网上。通过一个数据库服务器，接收客户端对数据库信息的查询操作，经服务器端的ASP程序处理后，把结果返回到客户端的浏览器，以实现实物地质资料服务网络化（见图8）。1）用户操作界面由系统使用说明、实物地质资料库简介和树目录形式的数据管理菜单组成，用于完成对实物地质资料数据、图像的显示和检索查询任务（见图9）。图8 网络服务系统工作流程示意图图9 用户操作控制界面2）整个数据浏览、查询页面由7 部分组成，即控制栏（1）、标题栏（2）、单条记录显示（3）、记录集显示（4）、分页控制（5）、下拉菜单查询（6）、页脚（7）（见图10）。①控制栏，返回控制界面，调用数据查询页面；②标题栏，说明数据表的显示内容；③单条记录显示，查看某条记录的详细内容；④记录集显示，采用分页显示所有数据，点击自动编号改变单条显示；⑤分页控制，控制记录显示的条数，分页显示记录；⑥下拉菜单查询，多条件查询控制；⑦页脚，返回系统主页。3）数据关联查询，数据条件查询。五、讨论在实物地质资料管理信息系统研制、开发过程中，由于实物地质资料的管理体制、机构不够健全，组织尚未到位，国家实物地质资料库刚刚开始筹建，实物地质资料管理工作的流程比较模糊。通过调研国内石油系统的岩心库和查阅国外的一些资料，参考他们的管理系统拟订了实物地质资料管理信息系统开发方案。初步建立一个能够保存实物地质资料数据，进行数据管理、浏览、查询的系统。由于实物地质资料的整个管理工作程序、工作流程是在这2～3年的不断摸索、不断研究中推进的，所以实物地质资料管理信息系统也是在边研究、边开发的情况下进行的。严格来说未按计算机自动办公系统的流程开发实物地质资料管理信息系统。图10 数据浏览查询界面随着实物地质资料的管理机构逐步建立、完善和实物地质资料管理研究工作的不断细化，实物地质资料管理信息的功能需要进一步的优化、完善，主要体现在两个方面：其一，随着管理工作环节的不断增加，已开发的单机环境系统不能满足多人同时进行操作的需求，在独立计算机上无法建立多用户平台，需要在网络环境建立多用户操作平台；其二，已开发的网络环境系统，仅实现了数据浏览、检索查询功能，没有开发数据录入等维护、输出功能，也不能满足按照实物地质资料管理工作环节、流程进行分块（汇交与验收、整编与建档、信息编录、入库、利用服务）管理的要求，即多个用户同时进行数据录入等工作，因此需要把已开发的网络环境系统进行优化、完善，以满足多个用户同时进行数据录入的需要。基于上述原因，实物地质资料管理信息系统需要按照实物地质资料的管理工作环节、流程，升级成分块管理的、多用户的B/S（浏览器/服务器）结构的计算机办公系统，由汇交与验收、整编与建档、信息编录、入库、服务利用、权限管理、信息提示等模块构成B/S结构的网络型实物地质资料管理办公平台。在实物地质资料服务方面，按照国土资源部“关于建立健全地质资料网络服务体系”通知的要求，需要进行实物地质资料信息服务的需求分析和实物地质资料信息服务网络建设，将有助于提高实物地质资料社会化服务、利用的水平。