Question

实物地质资料管理信息系统研究

Answer 1

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。