（通信与信息系统专业论文）省级矿产地信息管理系统的研究与实现.pdf

华中科技大学顽士学位论文 摘要 地质矿产资料是地质找矿、资源保护、资源利用和资源开发领域中最重要同时 也是最基础的信息。由于我国现有的地质矿产数据库存在数据集成度低、可刹用程 度不高、社会服务水平低等缺点，能真正服务于资源的开发、利用和研究的系统非 常少，整体上离地矿信息产业化还有很大差距。本文研究的目的就是开发一套基于 g i s 技术、面向空间地质信息管理和多层次应用的省级地学信息管理系统，它兼容现 有矿产地数据的国家和行业标准，实现了地质矿产数据的输入输出、查询、更新、 剪裁成图等功能。该系统的研制成功，将为云南矿业生产经营者、管理者和投资者 提供了强有力的信息支持，必将促进云南矿业的进一步发展。 论文在分析国内外地质矿产数据管理现状的基础上，论述了云南省1 ：5 0 万矿产 地信息管理系统的需求分析、数据库设计，并详细介绍了系统的主要功能模块和关 键技术实现方法。针对不同层次用户的应用需求，在系统开发中采用了c s 与b s 混合的网络结构，并通过应用程序与数据库用户双重登录的二级安全认证方式，保 证了敏感数据的安全。针对矿产地数据的特点，对空间数据和属性数据分别实现了 灵活多样的查询方式，其中模糊空间检索和模糊属性检索极大地提高了用户特别是 非专业人员快速获取相关信息的能力；以矿产地编号和空间坐标为桥梁，实现了空 间数据和网络属性数据的有机关联，极大地方便了空间和属性数据的查询和维护。 论文最后对系统的完善及应用方向进行了讨论。 关键词：g i s 信息管理系统矿产地云南省 华中科技大学硕士学位论文 摘要 地质矿产资料是地质找矿、资源保护、资源利用和资源开发领域中最重要同时 也是最基础的信息。由于我国现有的地质矿产数据库存在数据集成度低、可利用程 度不高、社会服务水平低等缺点，能真正服务于资源的开发、利用和研究的系统非 常少，整体上离地矿信息产业化还有很大差距。本文研究的目的就是开发一套基于 g i s 技术、面向空间地质信息管理和多层次应用的省级地学信息管理系统，它兼容现 有矿产地数据的国家和行业标准，实现了地质矿产数据的输入输出、查询、更新、 剪裁成图等功能。该系统的研制成功，将为云南矿业生产经营者、管理者和投资者 提供了强有力的信息支持，必将促进云南矿业的进一步发展。 论文在分析国内外地质矿产数据管理现状的基础上，论述了云南省l ：5 0 万矿产 地信息管理系统的需求分析、数据库设计，并详细介绍了系统的主要功能模块和关 键技术实现方法。针对不同层次用户的应用需求，在系统开发中采用了c s 与b s 混合的网络结构，并通过应用程序与数据库用户双重登录的二级安全认证方式，保 证了敏感数据的安全。针对矿产地数据的特点，对空间数据和属性数据分别实现了 灵活多样的查询方式，其中模糊空间检索和模糊属性检索极大地提高了用户特别是 非专业人员快速获取相关信息的能力；以矿产地编号和空间坐标为桥梁，实现了空 间数据和网络属性数据的有机关联，极大地方便了空间和属性数据的查询和维护。 论文最后对系统的完善及应用方向进行了讨论。 关键词：地理信息系统信息管理系统矿产地空间分析 1 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h eg e o l o g i c a la n dm i n e r a ld a t ai st h em o s ti m p o r t a n ta n df o u n d a t i o ni n f o r m a t i o nf o r g e o l o g i c a lp r o s p e c t i n g , r e s o u r c e sc o n s e r v a t i o n ，r e s o l m c e su s ea n dd e v e l o p m e n t d u et ot h e s h o r t c o m i n g so fc h i n a s e x i s t i n gg e o l o 西c a ta n dm i n e r a ld a t a b a s ei nt h el o wl e v e lo f d a t ai n t e g r a t i o nr a t e ，u t i l i z i n gd e g r e ea n ds o c i a ls e r v i c e ，i ti se x t r e m e l yf e wt os e r v et h e r e s o u r c e sd e v e l o p m e n ta n dr e s e a r c hw h i c hh a sb r o u g h tt h ev e r y b i gd i s p a r i t yi nt h e w h o l et ot h eg e o l o g ya n dm i n i n gi n f o r m a t i o ni n d u s t r y t h eg o a lo f t h i sp a p e ri st od e v e l o p ap r o v i n c e - l e v e lg e o l o g i c a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do ng l s ( g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m ) t e c h n o l o g yw h i c hf a c e ss p a t i a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n d m u l t i - l e v e la p p l i c a t i o n i ti sc o m p a t i b l et ot h ee x i s t i n gs t a t ea n dp r o f e s s i o ns t a n d a r d a n d h a sr e a l i z e dt h ef u n c t i o no fi n p u t ，o u t p u t ，i n q u i r y , r e n e w a la n dt r i mf o rg e o l o g i c a la n d m i n e r a ld a t a t h es u c c e s s f u ld e v e l o p m e n to ft h es o f t w a r es y s t e mw i l lp r o v i d ep o w e r f u l i n f o r m a t i o ns u p p o r tf o ro p e r a t o r s ，m a n a g e r sa n di n v e s t o r sw h oa r ei n t e r e s t e di ny u n n a n s m i n i n gi n d u s t r y ，a n dc e r t a i n l yp r o m o t ef u r t h e rp r o g r e s st oy u r m a n sm i n i n ge c o n o m y b a s e do na n a l y z i n gt h ep r e s e n ts i t u a t i o no fd o m e s t i ca n df o r e i g ng e o l o g i c a ld a t a m a n a g e m e n t ，t h i sp a p e rh a sd i s c u s s e dt h ed e m a n da n a l y s i s ，d a t a b a s ed e s i g no ft h e i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mf o ry u n n a np r o v i n c i a l1 ：5 0 0 0 0 0m i n e r a lp r o d u c i n g a r e a 8 m e a n w h i l e ，i th a sd e t a i l e d l yi n t r o d u c e dt h es y s t e m sm a i nf u n c t i o nm o d u l e sa n d e s s e n t i a lt e c h n i c a lm e t h o d s a i m i n ga tt h eu s e r sa p p l i c a t i o nd e n a a n do f d i f f e r e n tl e v e l ，t h e s y s t e mh a sa d o p t e dc sa n d t h eb sm i x e dn e t w o r ks t r u c t u r ea n dd u a la u t h e n t i c a t i o ns t y l e t og u a r a n t e et h es e c u r i t yo fs e n s i t i v ed a t a i nv i e wo ft h ed a t ae h a r a e t e r i s t i e so fm i n e r a l p r o d u c i n ga r e a s ，i th a sr e a l i z e dd i v e r s ei n q u i r yw a y sf o rs p a t i a la n da t t r i b u t ed a t a a m o n g w h i c ht h ef u z z yi n q u i r yo fs p a t i a la n da t t r i b u t ed a t ae n o r m o u s l ye n h a n c e st h ea b i l i t yf o r u s e r ss p e c i a l l yn o np r o f e s s i o n a l st og a i nc o r r e l a t i o ni n f o r m a t i o n t a k et h es e r i a ln u m b e ro f m i n e r a lp r o d u c i n ga r e a sa n ds p a c ec o o r d i n a t e sa st h eb r i d g e ，i th a sr e a l i z e dt h eo r g a n i c c o n n e c t i o nf o rs p a t i a la n da t t r i b n t ed a t aw h i c hh a sg r e a t l yf a c i l i t a t e dt h ei n q u i r ya n d m a i u t e n a n c eo f t h e m t h ep a p e rh a sf i n a l l yd i s c u s s e dt h ei m p r o v e m e n ta n da p p l i c a t i o nf o r e g r o u n do nt h e s y s t e m k e y w o r d s ：g i s ，i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，m i n e r a lp r o d u c i n ga r e a s ， s p a t i a la n a l y s i s i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：缈年。月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 一。 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密口。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作黼：始锹勰溯魏勿馋 日期：力铲。月沙日 日期：卢，。月r 同 华中科技大学顽士学位论文 1 绪论 地质矿产资料是地质找矿、资源保护、资源利用和资源开发领域中最重要同时 也是最基础的信息。1 9 9 2 年以来，我国在地学领域已投入了巨额资金建立了一大批 涉及地、物、化、遥的基础地学空间数据库，然而，如何更好地、系统地管理这些 数据库，使它们更有效地服务于社会，在国家经济建设和科研、生产等各个领域充 分发挥作用，是目前许多地学信息工作者急需思考和正在探索的问题。 1 1 国内外研究现状 从国外的情况来看“。3 1 ，如美国、加拿大、法国、英国、澳大利亚以及俄罗斯等， 都已建立并部分实现了地质矿产数据信息的联机检索或商业化服务。美国联邦地调 所( u s g s ) 经过3 0 年的努力，先后建立了许多重要的数据库，如美国国家资源库、全 国煤炭数据库、全国水文数据存储检索系统、海洋地质数据库、地球化学与岩石分 析数据库等等。在这些数据库中存入全美国数万个矿床和矿点的信息，数十万处钻 孔和野外露头的观测数据资料。u s g s 的所有产品信息都可以在其网络站点上获取， 其中，部分数字化产品可以直接通过网络下载。而且，对于每一种产品，特别是地 图和遥感影像，由于数据量相当庞大，他们都开发了相应的搜索软件，使用户可以 方便地找到自己想要的产品。英国地调所( b g s ) 也先后建立了陆地钻孔数据库、水文 钻孑l 数据库、全国重力库、全国地球化学库、石油数据库、世界矿山数据库、矿产 地址索引库等。许多发展中国家也正着手或已经进行所谓的地质矿产资源清单计划。 我国从七十年代末至九十年代初，原地矿系统以科研项目带动建设有各种数据库 系统，在部分省地勘局和地质科研部门建立了各自不同的以属性库为主的地质矿产 数据库。1 9 9 2 年始，我国地质调查信息化建设，重点主要放在国家基础地矿数据库 建设上，全国性的数据库建设首先开展了全国地层数据库( 1 9 9 2 年) 、全国( 大中型) 矿产地数据库( 1 9 9 7 年) 和中比例尺全国区域地质图数据库建设( 1 9 9 5 年) 等，同 华中科技大学硕士学位论文 时也部署开展了一批小比例尺全国地质、矿产、水工环、物化探成果( 图件) 的综 合性系列产品数据库的建设。2 0 0 0 年始，回溯性国家基础地质数据库建设全面部署， 基本包含了解放以来原地矿系统完成的国家基础性、公益性地质资料的数字化及系 列数据库建设，如全国l ：2 0 万比例尺区域地质图、区域水文地质图系列空间数据 库建设、l ：5 力比例尺区域地质图、1 ：5 万重点城市一经济开发区水工环综合地质 图系列空间数据库建设、全国自然重砂、同位素地质测年、岩石分析测试等数据库 建设“1 。国家的这一项重要举措的实施，标志着我国的基础地学数据库建设工程已跨 入生产一服务阶段。 但总的说来，我国的地质数据库建设仍处于初级阶段，能真正服务于资源的开发、 利用和研究的系统非常少，整体上离地矿信息产业化还有很大差距，尤其是在互联 网的网上商业服务更为缺乏。主要存在如下一些问题： 1 数据集成度低。由于已建基础数据库大多分库建设，数据整合程度较低，信 息管理水平不高，而从所涉及的各类用户的需求情况及资源信息系统发展的趋势来 看，仅仅考虑地质矿产是远远不够的，对一个进行资源勘查、找矿研究的工作者来 说，必须对相关地区的地、物、化、遥各种信息及地区的经济、交通等投资环境都 需要进行详细的了解和研究，才能作出比较可靠的结论。 2 可利用程度不高。目前的建库方式实际上只是“数据搬家”，即将地图上的信 息简单地搬到了计算机上，并没有真正建立数据之间的关联，因此，难以进行进 步的数据开发利用，更谈不上深层次的数据挖掘。 3 没有相对系统的公益性和社会性地质矿产信息提供，目前虽然有许多与地质 矿产有关的由各级政府、大专院校、企事业研究院所建立的国际互联网站，他们也 提供一些相关的信息，但是大多仅仅只是一些涉及法律、法规和新闻性质的信息。 4 社会服务水平低。现在的系统只能满足简单的出图和基本的数据查询，不能 满足日益复杂和迫切的社会服务的需求。 纵观国内、外地质数据库建设的状况，可以看出基于大型数据库的多源地质矿产 数据库在地矿产领域有着迫切的需求，其应用前景广阔：并且随着国家矿产安全形 势的日益严峻和国际矿产合作的需要( 如，云南省2 0 0 5 年已启动“中南半岛六国矿 - _ _ _ _ 一 2 华中科技大学硕士学位论丈 产资源信息系统建设研究”项目) ，地质矿产数据库的建设一定会得到长足的发展。 1 2 选题来源和研究意义 1 2 1 选题来源 论文的选题来源于云南省国土资源厅项目“云南省l ：5 0 万地质矿产信息系统”， 论文所研制的“云南省l ：5 0 万矿产地信息管理系统”是该项目的一个子系统，目的 是对整个项目的数字化成果实现计算机科学管理“3 。 1 2 2 研究意义 目前地质勘探工作与经济活动越来越紧密，矿产资源勘探与开发逐渐成为地方甚 至国家发展的重要基础，科学数据的积累也成级数增加，必须对这些数据进行有效 的管理，才能够在科学研究中发挥作用。 云南省拥有丰富的矿产资源，素有“有色金属王国”之称。随着矿业支柱产业的 兴起和发展，各层次用户对地质矿产信息的需求不断增加。同时，已建设的基础地 学数据库，更面临着不断完善、提高管理水平和促进优化服务等问题。为了有效地 管理地质矿产勘查资料，提高矿产地质资料利用程度和使用价值，以满足各级地方 政府、开发部门、资源管理部门、勘查部门需要，建立一个能管理全省范围内各矿 产地的信息管理系统是很有必要的。 地理信息系统( g i s ) 作为当前国内外研究的一个热门学科，它的应用已逐渐渗 入到越来越多的领域，它能解决与空间位置有关的信息查询和管理问题。而矿产地 数据与地理位置有着密切关系”1 ，利用g i s 技术建立起一个矿产地信息管理系统，当 用户需要查询某个成因矿种以及与这些矿相关联的地质背景时，系统能够迅速提供 有效的信息；当研究者需要得到该地区矿种类型以及与各种矿种产出条件的时空谱 系时，系统能够把必要的信息快速整理出来，从而可以较好地利用地质勘探的历史 数据，并把它们作为地质研究之时发现的基础。另外，通过矿产地信息的发布，可 以为地方政府招商引资提供一个窗口。 华中科技大学硕士学位论文 1 3 研究目标和内容 13 1 研究目标 依据国家及行业标准，以云南省l ：5 0 万地质矿产空间数据为基础资料，以大中 型数据库s q ls e r v e r2 0 0 0 为平台，以m a p g i s 为工具，以v i s u a lc + + 为开发语言， 研发套面向空间地质信息管理、面向多层次应用的矿产地信息管理系统，在地学 空间信息数据库的综合管理方面进行理论和实践探索，使地学基础信息数据得到更 有效的管理和充分的应用。 1 3 2 研究内容 研究内容主要包括如下几个方面： 1 根据国家和行业标准，并结合云南省矿产勘查与管理工作的实际，设计和建 立矿产地基础数据库。 2 建立多层次用户数据共享和用户安全认证机制。 3 采用高效的空间数据库访问技术，实现空间和属性数据的存取和维护。 4 面向实际应用，实现空间和属性数据灵活多样的检索与统计。 5 以矿产地编号和空间坐标为桥梁，建立空间数据和网络属性数据的关联，并 运用空间裁减和投影变换技术，生成新的图形。 4 华中科技大学顽士学位论文 2 1 需求分析 2 需求分析与数据库设计 按照软件工程的思想嘲，在编码前应对系统进行需求分析。 2 1 1 系统建立背景 为适应国土资源主管部门和地质勘察、矿产开发管理部门的需要，由云南省地 调院等相关部门经过前期繁重细致的工作，取得大量的实测资料，建立了矿产地数 据库，这些数据已经部分输入计算机，以便能有效地保存这些地质矿产勘察资料， 提高矿产地质资料利用程度和使用价值，使得区域性矿产资料系统化，也同时为地 理信息系统推广应用准备条件”1 。 建立矿产地数据库的最终目的是能够快捷、方便地查询、检索矿产有关资料， 为此，就需要建立一个信息管理系统来对这些矿产资料数据进行管理，而结合了g i s 技术的信息管理系统，将不仅仅只限于提供数据管理的功能，而能将矿产地数据充 分利用，进一步挖掘其中潜在的一些信息，为生产决策提供服务和支持。 2 1 2 系统功能分析 系统开发的总体任务是实现地质矿产信息管理的系统化、规范化和自动化，提 高矿产地质资料的管理效率和使用价值。要求系统以云南省l ：5 0 万地质矿产图空间 数据库数据为研究基础及管理的对象，采用图形化的用户界面，面向不同层次用户， 提供具有多种检索与统计、报表生成与打印等处理功能。系统完成的主要功能有： 1 用户认证 包括应用程序用户登录和数据库用户登录。前者决定用户所能操作的软件功能， 后者是用户登录数据库所需的身份认证。 2 文件输入输出 包括各种点、线、区文件及脚本工程文件的输入和输出，查询结果的报表打印等， 华中科技大学硕士学位论文 它是其它模块进行数据处理的入口和出口。为了方便不同用户的需求，数据文件的 来源和去向有两种选择：在本地计算机上以传统的文件方式进行存取，在网络服务 器上以数据库的方式进行存取。随着计算机网络的普及和数据共享的需求，将海量 地学数据存取在网络数据库中，有助于数据的远程访问和一致性管理。 3 图层管理 通过一个三态树来控制文件的分组和选择，方便用户组织文件。 4 空间数据检索与统计 对m a p g i s 的图形文件提供多种功能的空间位置检索，既可检索特定范围的矿产 地各种属性的空问分布特征，又可以矿产地编号为桥梁，对网络数据库中矿产地数 据的详细属性在限定空间范围的情况下进行组合条件检索与统计。 5 剪裁成图 根据按空间检索的结果剪裁图形并加上图框，也可根据矿产地属性数据的检索结 果自动生成新的矿产地图形。 6 属性数据检索与统计 可以通过条件检索( 条件可组合) 和条件统计( 条件可组合) 对网络数据库中的 矿产地属性数据进行灵活的检索与统计。 7 数据管理 包括图形、图像数据的上载、下载、删除、基础属性数据管理等功能。 8 报表打印 可以对空间位置查询得到的矿产地及其属性进行打印，也可以对网络查询的矿产 地各种属性及其统计结果进行打印，打印功能齐全，可以调节打印纸张，程序根据 属性字段和数据长短自动调节表格的宽度，可以设置表头等信息。 9 系统维护模块 包括用户管理、m a p g i s 数据源管理和m a p g i s 环境设置。 2 1 3 系统功能设计 综上所述，得到如图2 1 所示的系统功能模块结构图。 华中科技大学顽士学位论文 基 刮 嘶 型 细 魁 】； 墨 嫩 磐 斟丑、皿 副 蒜 曙 跨 湖匪 匠 鼬 瓤 丑、 凄鼎 螺 百 畦畦 噼 o 鲁 帕 旨 羔 = 卷 剖 轼辍 辐辐 鳎婆毯 舡 剐 _k 卜盈田略 抽 釜婪 莲 逝篮鼗赫 鞭圃圃盈 圃蓬蓍 瓤 谢 意 辎 馨 碘 团罐固 毽 龄链 韶砸壬h 辍 巷 掣 蜒 l 妥 血j 蠡罨 癣 谁簧士 强蝼 糊 翅 螺籁赣 鞋 强牲屋 划 k伥 辐 鞴赫槲哩b 卷 拱一 靶 躅螋 蝌 磊爆 掣 碘 嗵 蚓钽 - j 盥l | 抽刮端式 龄 器 嫂 剖 餐 哺 出 妊趟 赛 趟 址 扯 世 j j 杖 铽 州 钭 辞 矾 掣 裂 丑 百 hh 撂 舞 * ( ， * 岳 址 泉 嚣 烛 星 。 钗 睾 蝼 r 谁 瞒 掣 藩蒯 嗡 辎 皿、 划 目 啶 皿 s 伍 匠 醛 世 旺旺 咯 捌 裂 盔 晕 姆 g 掣 镒 雷 螺 惴 “ 圈 7 华中科技大学硕士学位论文 2 1 4 多层次用户查询管理 本系统针对不同的用户群体来提供信息，用户类型大致可以分为以下四类“3 ：互 联网用户、相关行政部门首长、专业用户、系统管理员，不同用户具有不同查询访 问权限，以保证信息的安全。 ( 1 ) 互联网用户：此类用户可通过互联网检索云南国土资源网站上的公益性和 社会性地质矿产信息信息。这些信息往往只是提供给公众的数据库信息的索引及简 略图。这些用户包括国内和国外、境外商人、公司、企业家和个体投资者，通过这 些信息，用户可以了解矿产有关情况，以决定其投资和投标行为；这既是创造良好 公平竞争环境的政务公开的一个方面，也是吸引社会和国内外投资的一个窗口。 ( 3 ) 相关行政部门首长：此类用户需要决策用信息查询及其他原因了解内部有关 情况，以查询为主，分类和实时性较强。这些是通过国土资源厅提供的专线查询终 端或局域网进行的。 ( 4 ) 相关专业用户：这些用户负责对其相关的图件、属性数据、矿产地信息进行 定期维护，他们也可以对相关的信息进行查询、分析或者生成上报的文件。这些是 通过局域网及专用客户软件进行的。 ( 5 ) 系统管理员：他们负责对整个数据库信息进行定期维护，包括计算机网络安 全和数据安全等。这些也是通过局域网及专用客户软件进行的。 2 1 5 系统网络结构 信息系统的网络结构一般有c s 和b s 两种模式。在安全性要求高，交互性强， 处理数据量大，且地点固定、计算机分布范围小的情况下，应选用c s 模式；在安 全性和交互性要求不高，用户地点分布范围广的情况下，可选用b s 模式。但在实 际应用中，一个系统很可能同时具备以上特征，其中有些功能模块是在内部运作的， 适合采用c s 结构：而有些信息需向外发布，适合采用b s 结构i 引。在云南省矿产地 信息管理系统的的设计开发中，空间数据和用户权限的管理功能采用c s 体系结构， 易丁二实现复杂的空间查询和优秀的用户界面，面向企业和社会服务的自助式查询功 能采用b s 体系结构，能够在i n t e r n e t 上实现发布和查询矿产地信息。两种结构的 华中科技大学硕士学位论文 应用程序存取同一个数据库，互相配合成为一个混合式的系统。其体系结构如图2 2 所示【9 i 。 2 1 7 软件界面 c ，s 系统 uu ( ：一1 系统数据库 图2 2 系统网络结构图 用户界面是应用程序的最重要的部分之一，它是应用程序功能的直接体现。从用 户的角度来看，界面就是整个应用程序，因为幕后正在执行的代码与他们无关。优 秀的应用程序离不开设计良好的用户界面，省级矿产地信息管理系统的界面需采用 简单、明了、易用的w i n d o w 图形化界面，界面上的控件使用w i n d o w s 的标准控件。 系统界面毫无疑问都应遵循w i n d o w s 应用程序界面设计的一般原则：直观性、一 致性、灵活性、舒适性、正确性 1 0 1 。 华中科技大学硕士学位论文 2 ，1 8 软硬件环境 因为系统是在客户机服务器网络结构的基础上开发的基于g i s 的数据库系统， 因此必须根据系统特点与功能要求选择合适的系统运行的软硬件环境。 其硬件环境包括主机、数据存贮设备、输入输出设备等。根据本系统的特点， 要求能进行空间数据的网络存取和查询，因此要求服务器端最好是高档次的专用微 机服务器。客户机器的最低配置建议为：p e n t i u m1 6 6 以上微机，内存6 4 m ，硬盘存 贮空间1 0 6 ，输出设备有打印机即可。 其软件环境是指运行本应用程序所必需的各种系统级软件平台，本系统服务器端 的操作系统应为：w i n d o w s2 0 0 0 2 0 0 3s e r v e r ，数据库系统为：s q ls e r v e r2 0 0 0 ( s p 3 ) ； 客户端的操作系统：w i n d o w s 9 5 及以上，并具有正常访问m a p g i s6 5 的权限。 2 2 数据库设计 2 2 ，1 数据库需求分析 在仔细分析调查有关地质矿产管理信息需求的基础上，得到如图2 3 所示的系统 所处理的主要数据流程图。 数据库的建设参照了中国地质调查局2 0 0 2 年修改颁布的全国矿产地数据库项目 工作标准矿产地数据库建设工作指南( 以下简称“指南”) 。“指南”共规定 矿产地数据文件格式1 1 个、数据项1 8 0 项，并给出每个数据项的定义和填写说明， 确定了图件采集的技术要求、工作流程及质量标准。结合云南省矿产勘查工作现状 和管理工作实际，又考虑国际交流与友好合作需要，在“指南”规定数据文件格式 基础上，此次作少量数据项的增补和调整，主要增加了现行按经济意义、可行性评 价阶段和地质可靠程度表示的储量资源量，同时补充矿产地元数据文件采集格式， 它适用于云南省矿产地数据库中固体矿产的数据采集、建库及信息交换。 o 华中科技大学硕士学位论文 图2 3 系统数据流程图 本数据库的建设主要引用以下标准： ( 1 ) 中国地质调查局工作标准矿产数据库建设工作指南，2 0 0 1 6 ( 2 ) 中国地质调查局工作标准地质图空间数据库建设工作指南2 0 版，2 0 0 1 6 ( 3 ) g b 2 2 6 0 9 9 中华人民共和国行政区划代码 ( 4 ) g b t9 6 4 9 8 8 9 8 地质矿产术语分类代码 ( 5 ) g b t2 8 0 1 8 l 全数字式日期表示法 ( 6 ) d d b 9 7 0 l 数字化地质图图层及属性文件格式 ( 7 ) d z 5 8 原地质矿产部单位代码 华中科技大学硕士学位论文 2 2 2 数据库组成 本系统的数据在后台数据库中以数据表的形式存在，按数据信息的类型它可分为 3 个部分： 1 安全信息表：它用于存放用户安全信息。如：包括用户名、密码，用户级别等 用户认证信息，即用户对允许访问的数据的权限信息。 2 管理信息表：存放元数据信息，它对数据的规范、组织、数据的输入输出等 方面进行了说明和规定。 3 数据信息表：按用途又可分为空间信息表和公共信息表，空间信息表存放存 放各类地质、矿产数据；公共信息表存放公用信息，如代码表存放各类专业代码信 息，接口信息表存放不同系统间的连接信息。 矿产地数据库结构见图2 4 ，系统所用到的主要数据表结构见附录b 。 图2 4 矿产地数据库结构 1 2 华中科技大学硕士学位论支 3 系统开发中的关键技术 在矿产地信息管理系统的研究与开发中，需要对所使用的计算机各种技术进行选 择，本章对数据访问、图像的网络存取等技术作了简单的介绍，同时也对系统实现 过程中所涉及的一些关键技术问题进行了探讨。 3 1 数据库访问技术 3 1 1 概述 数据库访问技术，即数据库给应用程序提供的数据访问接口技术。目前w i n d o w s 平台上常见的数据库访问技术有o d b c ( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 、m f c o d b c ( m i c r o s o f tm i c r o s o f tf o u n d a t i o nc l a s s e so d b c ) 、d a o ( d a t aa c c e s so b j e c t s ) 、 r d o ( r e m o t ed a t ao b j e c t s ) 、o l ed b ( o b j e c tl i n ka n de m b e d d i n gd a t a b a s e ) 、 a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t s ) 等。这些技术各有自己的特点，它们提供了简单、灵 活、访问速度快、可扩展性好的开发技术 1 ”。 作为数据库访问技术的先驱或者是早期的统一技术规范来说，o d b c 目前也在广 乏地使用，o d b c 是客户应用程序访问关系数据库时提供的一个标准接口，对于不同 的数据库，o d b c 提供了一套统一的a p i ( 应用程序接口) ，使应用程序可以访问任何 提供了o d b c 驱动程序的数据库。目前所有的关系数据库都提供了o d s c 驱动程序， 这使o d b c 的应用非常广泛，基本上可用于所有的关系数据库。但出于o d b c 只能用 于关系数据库，使得利用o d b c 很难访问对象数据库及其它非关系数据库。然而o d b c 是一种底层的访问技术，可以使客户应用程序从底层设置和控制数据库，完成一些 高层数据库技术无法完成的功能。 直接使用o d b ca p i 编写应用程序要编制大量代码，为了方面程序的编写，在 v i s u a lc + 十中提供了m f co d b c 类，对o d b c 进行了封装，使o d b c 编程的复杂性大大 降低，但同时也损失了对底层的灵活控制，因此它属于高层数据库接口。 d a o 是一组m i c r o s o f ta c c e s s j e t 数据库引擎的c o m 自动化接口。d a o 直接与 华中科技大学硕士学位论文 m i c r o s o f ta c c e s s j e t 数据库通信，通过j e t 数据库引擎，d a o 也可以同其它数据 库进行通信。d a o 同o d b c 相比更容易使用，但不能提供o d b ca p i 所提供的底层控制， 因此它也属于高层的数据库接口。m f c 对d a o 的自动化接口做了进一步的封装，叫做 m f cd a o 类，是微软提供的用于操作j e t 数据库时性能最好的技术接口之一。 r d o 最初是作为o d b ca p i 的抽象并为v i s u a lb a s i c 程序员提供的编程对象，因 此r d o 与v i s u mb a s i c 密切相关。由于r b o 直接使用o d b ca p i 对远程数据源进行 操作，而不象d a o 要经过j e t 引擎，所以r d o 可以为使用关系数据库服务器的应用 程序提供很好的性能。 o l ed b 对o d b c 进行了两个方面的扩展：一是提供了一个数据库编程的o l e 接口， 即c o m ；二是提供了一个用于关系型和非关系型数据源的接口。与o d b ca p i 一样， o l ed b 也属于底层的数据库编程接口，它结合了o d b c 对关系型数据库的操作功能， 并进行了扩展，有更好的健壮性和灵活性，具有很强的错误处理能力，能够同非关 系型数据源进行通信。利用o l ed b 进行软件开发应该包括两类软件：o l ed b 客户程 序和o l ed b 供应程序。o l ed b 客户程序是使用o l ed b 接i z i 的应用程序，o l ed b 供 应程序是实现o l ed b 接口并与数据库服务器通信的d l l 。在功能上，o l ed b 同o d b c 驱动程序相同，不过o l ed b 实现的是c o m 接口，而不是a p i 接口。 a d o 对o l ed b 进行了高一层次的封装，它简化了o l ed b ，属于高层的数据库接 口。使用a d o 的应用程序既可以通过a d o 访问数据也可以直接通过o l ed b 访问底层 数据。同o l ed b 相比，能够使用a d o 的编程语言更多。a d o 提供了一个自动化接口， 使v b s c r i p t 和j a v a s c r i p t 等脚本语言可以使用a d o 。另外，a d o 在关键的i n t e r n e t 方案中使用最少的网络流量，并且在前端和数据源之问使用最少的层数，所有这些 都是为了提供轻量、高性能的接口“。因此，在矿产地信息管理系统的丌发中广泛 采用了a d o 数据库接口技术。 a d o 开发中的使用模型见图3 1 。 1 4 华中科技大学硕士学位论文 o l ed bo l ed b 客户程序 供应程序 0 l 使用a d ol 斗脚 ： l 参lm s d a s o l d l l i l 客户程序r e l 使用o l e 令i m s d a s q l d l l d d b 的数， b 据库应 i m s j t c a 3 5 d l l 用程序 图3 1a d o 开发使用模型 使用a d o 进行数据存取，是通过调用其内部对象提供的方法和属性来完成的， 图3 2 是a d o 对象模型。c o n n e c t i o n 、c o m m a n d 和r e c o r d s e t 对象是a d o 对象模型 的三个主要对象。c o n n e c t i o n 对象通过连接串与远程数据源建立连接，c o m m a n d 对 象用于发布命令和参数化的s q l 语句，r e c o r d s e t 对象则代表从数据源返回的结果集。 图3 2a d o 对象模型 一 1 5 圈器 华中科技大学硕士学位论文 3 1 2 在v is u a ic + + 中用a d o 访问s o ls e r v e r 数据库 a d o 对象编程模型是由一个动作序列组成。a d o 提供了一组类，可以简化在c + 十 代码中建立这种序列的处理。a d o 编程模型中的一般步骤为”】： ( 1 ) 连接到一个数据源 ( 2 ) 指定对数据源的一个查询 ( 3 ) 执行该查询 ( 4 ) 把查询数据检索到一个能够在c + + 代码中很容易访问的对象中 ( 5 ) 如果需要，则更新该数据源，以反映对该数据的编辑 ( 6 ) 提供检测错误的一般方法 一般来说，我们需要使用上面提到a d o 编程模型中的所有步骤。但是a d o 具 有很强的灵活性，根据需要也可以只使用模型的一部分。 在v i s u a n lc + + 程序代码中使用a d o 有两种方法“：一种方法是源代码中包含 a d o 头文件( a d o i d h 和a d o i n t h ) ，并把a d o 输入库a d o i d 1 i b 加到连接器的 输入中；另一种方法是使用v i s u a lc + + 的# i m p o r t 指令，通过# i m p o r t 指令使用a d o 库，可以使用较少的代码获得同样的a d o 功能，即在头文件中加入下面代码( 一般 在s t d a f x h 中) ： 确黼曦灏赣麓鬻戮遴鞠鳓潮鬻醺鞴夔蒸渤l 璃鳓觚譬静 麓鳞戮溺藕溺溺瓣辩蔫麟瞵 然后初始化a d o 库环境( 一般在i n i t l n s t a n c e 0 函数中) ： 雾您蟋藤蘸阐瓣函媾缀簿潍翱 彝藕隧糍壤 | 在s q ls e r v e r 服务器上建立好登录用户后，a d o 与s q ls e r v e r 连接时，既可 以使用o d b c 的o l ed b 提供者m s d a s q l ，也可以选择s o ls e r v e r 的o l ed b 提供者 1 6 华中科技大学硕士学位论文 s o l o l e d b 。m s d a s q l 提供者允许a d o 对象框架使用已有的o d b c 驱动程序，而s q l o l e d b 则直接与s q ls e r v e r 相连，这两个o l ed b 提供者都可以使用a d oc o n n e c t i o n 、 c o m m a n d 和r e c o r d s e t 对象，并且它们都可以采用有数据源d s n ( d a t as o u r c en a m e ) 连接和无数据源d s n 连接“。 下面将给出在v i s u a n lc + + 中用a d o 访问s q l $ e r v e r g 艮务器的两种方式的程序片 段“6 1 ”。程序中涉及的些变量定义及初始化如下( 同名变量的说明对其它程序片段 也有效) ； 二翰燃孵溺瀚糍潮隧鳓 蕈酾每舞罐瓣瘸觥 耍舔霸簿溯巍纛黎麟越；，辩繇静獭 骥翱潼鬻鞣瓣黪鹣囊囊蒌誊茹鬻霸鳓嘲酾霜菹慰黪鞫津 锤醪锈鸶翁黼辩垂萋鬻辫雾碧罐 囝睡彰热龋濑鹱鬟零零拳警”9 穗潮峨瀚鳓鳞霸 赫霸蛹缫簇翥遂囊薹瑟彗。薹瑟赣裁黼擎壤羲踟 镳裁篓鬃翻麟鍪藜蘸囊舞鞠鞘缝 商鬻鞫囊蔺黼鬻缵鬻| 饕；| 鎏鋈藕磷鸯黼鳓j 属黻翻馥5 幽鳓 攀颡魏醺篱鹬耩瓣臻霞荔纛瓣礴鞫獭搿鳓琵霆朗鳓 上述变量中，m _ s e r v e r n a m e ，ms z d s n ，m _ s z l o g ，m _ s z p s w 的值是通过人一机交互 获取。 1 使用有数据源d s n 连接 使用有数据源d s n 连接，需要事先建立数据源，在登录时，则不用输入服务器名， 即服务器位置是透明的，直接通过数据源名来处理网络数据库中的数据。程序代码 如下： 察囔淹麓国鞫遴鬻鲷馥遴国鹾霸嘲懿麓鎏囊蓊瓤豫螽缫茧磋氧昀酸 鹳麴鳓鼙鬻黼鬻翡蓬鹫遴鳞鳝鬻黧籀 若不指定提供者，则缺省提供者为m s d a s q l 。 2 使用无数据源d s n 连接 使用无数据源d s n 连接，不需要事先建立数据源，但在登录时，需要输入服务器 1 7 华中科技大学硕士学位论文 名( 若不在一个局域网网段则需要输入s q ls e r v e r 服务器的i p 地址) ，通过该s q l s e r v e r 服务器的登录用户来操作相应的数据库。另外