油氣地質(zhì)數(shù)據(jù)同享體系研討范文

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作者：蘇國輝申延平孫記紅何書鋒魏合龍單位：國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室青島海洋地質(zhì)研究所國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心

全球油氣地質(zhì)信息共享系統(tǒng)通過利用ArcGISServer可以將基礎(chǔ)地理、油氣地質(zhì)等專題數(shù)據(jù)成Web地圖服務(wù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。系統(tǒng)采用ArcGISServer，主要是從以下幾個方面考慮：（1）全球油氣地質(zhì)綜合研究數(shù)據(jù)庫信息共享系統(tǒng)，不僅需要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下共享數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行高級的GIS分析，而ArcGISServer通過對ArcObjects的擴(kuò)展，將高級的GIS功能引入到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。（2）簡化開發(fā)過程和維護(hù)管理，這是因?yàn)锳rcGISServ－er提供了創(chuàng)建和配置GIS應(yīng)用程序和服務(wù)的框架，用戶可以便捷地應(yīng)用．NET或是Java等語言開發(fā)個性化應(yīng)用程序，滿足用戶各種特殊需求。（3）系統(tǒng)要求在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下支持多用戶的瀏覽，ArcGISServer能保證遠(yuǎn)程用戶在維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性的同時(shí)，直接對多用戶的Geodatabase進(jìn)行更新。（4）考慮將來的業(yè)務(wù)需求，ArcGISServer能與其他的IT系統(tǒng)集成，方便開發(fā)可伸縮的應(yīng)用系統(tǒng)。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1系統(tǒng)總體架構(gòu)

全球油氣地質(zhì)信息共享系統(tǒng)采用3層模型的邏輯體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的底層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲，維護(hù)各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源的保障，數(shù)據(jù)層主要包括了空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序與空間數(shù)據(jù)庫之間的GIS通道ArcS－DE等。通過ArcSDE能高效地存儲、索引、訪問和維護(hù)存放在DBMS中的矢量、柵格、元數(shù)據(jù)，以及其他空間數(shù)據(jù)。服務(wù)層是負(fù)責(zé)響應(yīng)客戶端請求的核心層，它接收來自客戶端的請求，并根據(jù)用戶請求類型做出相應(yīng)響應(yīng)，主要提供GIS地圖服務(wù)和Web服務(wù)。Web服務(wù)支持用戶通過網(wǎng)頁進(jìn)行瀏覽；地圖服務(wù)提供用戶訪問地圖的接口，基于ArcGISServer構(gòu)建和開發(fā)。應(yīng)用層是系統(tǒng)框架的頂層．主要是通用瀏覽器，它為用戶提供統(tǒng)一界面和交互接口。與邏輯結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的全球油氣地質(zhì)數(shù)據(jù)庫信息共享系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，如圖2所示，系統(tǒng)采用B／S（Browser／Server）結(jié)構(gòu)模式，由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器／GIS服務(wù)器／Web服務(wù)器／客戶端瀏覽器（DataServer／GISServer／WebServer／Browser）4部分組成，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以O(shè)racle和ArcSDE構(gòu)成統(tǒng)一存諸空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的環(huán)境，其中，空間信息數(shù)據(jù)庫包括全球各主要油氣地質(zhì)研究區(qū)的矢量地圖，屬性信息數(shù)據(jù)庫包括基礎(chǔ)信息、資源潛力信息以及投資環(huán)境評價(jià)信息等，通過共同的代碼（研究區(qū)號）將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)兩者的交互查詢、顯示制圖等功能。GIS服務(wù)器基于ArcGISServer，裝載并運(yùn)行服務(wù)器對象即一系列在服務(wù)器上運(yùn)行ArcObjects組件的對象、應(yīng)用或服務(wù)。Web服務(wù)器用于裝載Web應(yīng)用和Web服務(wù)，如IIS服務(wù)和ASP，這些Web應(yīng)用和Web服務(wù)需要調(diào)用運(yùn)行在GIS服務(wù)器中的對象。客戶端瀏覽器，提供用戶界面，完成系統(tǒng)與用戶的交互對話，用戶可以直接通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)基本的地圖操作、圖元信息查詢、空間分析等功能。

2數(shù)據(jù)實(shí)體分類

全球油氣地質(zhì)綜合研究的數(shù)據(jù)主要是大量的研究圖件、研究報(bào)告和地質(zhì)對象數(shù)據(jù)。如按照專業(yè)分類可以將其分為基礎(chǔ)地質(zhì)類數(shù)據(jù)，包括地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖體等；油氣地質(zhì)類包括油田、油氣藏、生儲蓋、圈閉等；資源潛力類，包括油氣田規(guī)模評價(jià)、儲量評價(jià)、資源潛力評價(jià)等；投資環(huán)境類包括投資影響因素、投資環(huán)境評價(jià)等［9］，以基礎(chǔ)地質(zhì)類和資源潛力類為例，其詳細(xì)的數(shù)據(jù)實(shí)體類圖見圖3和圖4。全球油氣地質(zhì)綜合研究數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存儲和分發(fā)，采用了兩種方式，一種是面向?qū)ο蟮拇鎯Ψ绞剑磳?shù)據(jù)以地質(zhì)區(qū)、盆地、油氣田關(guān)聯(lián)起來形成一個包含圖形和屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行整體打包存儲，并提供下載，這樣有利于研究人員的整體研究；一種是按照數(shù)據(jù)類型如矢量數(shù)據(jù)、文檔、數(shù)據(jù)表等進(jìn)行分類存儲，并提供在線瀏覽，這樣有利于具體應(yīng)用。

系統(tǒng)的功能模塊

1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的環(huán)境及控件

全球油氣地質(zhì)信息共享系統(tǒng)，采用VisualStu－dio．Net2005作為系統(tǒng)的開發(fā)工具，使用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言C＃］作為開發(fā)語言，使用B／S模式的WebForm作為系統(tǒng)交互接口；采用Oracle數(shù)據(jù)庫作為空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)一體化存儲系統(tǒng)；采用ArcSDE作為空間數(shù)據(jù)訪問引擎，ADO．NET作為屬性數(shù)據(jù)訪問引擎；基于ArcGIS的應(yīng)用程序開發(fā)框架ADF進(jìn)行webGIS開發(fā)，基本的地圖操作功能利用了ADF包含的一系列不同的控件和對應(yīng)的類，更高級的功能調(diào)用ArcGISServer和ArcOb－jects的API函數(shù)，如專題制圖利用ArcGISAPIforFlex來獲取更美觀的圖形效果。系統(tǒng)主要利用了ArcGIS的以下幾種Web控件：

（1）Map控件，提供地圖顯示及平移、縮放等功能。

（2）TableofContents控件，用于顯示地圖的內(nèi)容列表，用戶可以使用這個控件來顯示或關(guān)閉圖層。

（3）OverviewMap控件，顯示地圖的鷹眼圖。

（4）Toolbar控件，即工具欄控件，可增加或刪除用戶自定義的按鈕。

（5）PageLayout控件，進(jìn)行頁面的布局。

2主要功能模塊

針對全球油氣地質(zhì)數(shù)據(jù)庫主要是空間數(shù)據(jù)及服務(wù)共享的需求特點(diǎn)，系統(tǒng)通過空間檢索、基本地圖瀏覽、圖形—屬性的雙向查詢、緩沖區(qū)分析等網(wǎng)絡(luò)可視化表達(dá)功能的實(shí)現(xiàn)，為油氣地質(zhì)數(shù)據(jù)與服務(wù)的共享提供支持。系統(tǒng)的主要功能模塊，如圖5所示。系統(tǒng)模塊的主要功能如下：

（1）目錄檢索模塊：對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)集為單位進(jìn)行資源目錄的整理，列出目錄清單，為信息的查詢定位提供便捷的方式，同時(shí)提高信息查找的正確率，系統(tǒng)為用戶提供空間檢索和屬性條件檢索兩種不同方式，其中，空間檢索通過各研究區(qū)或地質(zhì)區(qū)進(jìn)行查詢，屬性條件檢索通過指定條件如數(shù)據(jù)集名稱、數(shù)據(jù)集類別、數(shù)據(jù)集編號等進(jìn)行查詢。

（2）信息導(dǎo)航模塊：提供樹結(jié)構(gòu)導(dǎo)航工具，方便首次使用系統(tǒng)的用戶了解系統(tǒng)提供哪些數(shù)據(jù)，用戶可以通過樹節(jié)點(diǎn)查看資料的分類情況，如一級樹節(jié)點(diǎn)下包括成果圖件、成果報(bào)告、原始資料等；系統(tǒng)可以通過節(jié)點(diǎn)的動態(tài)增加，進(jìn)一步細(xì)化資料的分類，如成果圖件節(jié)點(diǎn)下，可以包括研究區(qū)、比例尺、專題、年度等分類；同時(shí)用戶可以通過直接點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)來直接定位數(shù)據(jù)。

（3）元數(shù)據(jù)服務(wù)模塊：提供元數(shù)據(jù)目錄、XML格式元數(shù)據(jù)文件及附件的瀏覽服務(wù)，以獲取數(shù)據(jù)內(nèi)容、覆蓋范圍、數(shù)據(jù)質(zhì)量、提供方式等信息。

（4）空間數(shù)據(jù)服務(wù)：是系統(tǒng)主體部分，基于Arc－GISServer提供的MapServices，包括多個核心模塊。圖形數(shù)據(jù)顯示操作模塊提供放大、縮小、漫游、全圖、前后視圖、圖層顯示控制等，并且能獲取并顯示地圖當(dāng)前比例尺。圖形查詢統(tǒng)計(jì)模塊包括屬性查詢、點(diǎn)查詢、矩形查詢、圓形查詢和自定義查詢等，實(shí)現(xiàn)圖文雙向查詢。空間分析模塊包括空間量測、緩沖分析、疊加分析等GIS空間分析方法，空間量測包括距離量算和面積量算；緩沖區(qū)分析，包括點(diǎn)緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)，以及多邊形緩沖區(qū)的空間分析，獲取地理空間目標(biāo)的影響范圍和服務(wù)范圍；疊加分析在兩個圖層間進(jìn)行一系列的幾何運(yùn)算，達(dá)到綜合兩個圖層的目的。制圖輸出模塊實(shí)現(xiàn)圖形的打印和輸出等功能。

（5）資源潛力分析模塊：為用戶提供資源潛力信息的查詢服務(wù)，結(jié)合空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以圖表方式展示資源潛力分析結(jié)果。

（6）投資環(huán)境評價(jià)模塊：為用戶提供政區(qū)投資環(huán)境信息的查詢服務(wù)，結(jié)合投資環(huán)境影響因素進(jìn)行分析評價(jià)，展示評價(jià)結(jié)果。

（7）數(shù)據(jù)下載模塊：在用戶進(jìn)行申請后，允許用戶對已獲取授權(quán)的且在有效期內(nèi)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)包的整體下載。

（8）數(shù)據(jù)申請／審批模塊：針對可共享的資料，為用戶提供針對單條或批量數(shù)據(jù)的申請服務(wù)；同時(shí)管理用戶對其授權(quán)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)申請具有審批權(quán)限。

（9）系統(tǒng)管理模塊：包括系統(tǒng)多個后臺管理模塊，如公告管理、用戶及角色管理，訪問統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)量統(tǒng)計(jì)等模塊。用戶及角色管理模塊是為了提高訪問安全、限定用戶權(quán)限，用戶分為管理員用戶和一般用戶，管理員用戶才能具有系統(tǒng)管理的權(quán)限。統(tǒng)計(jì)模塊主要是對網(wǎng)絡(luò)訪問量、數(shù)據(jù)量及數(shù)據(jù)使用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便用戶了解系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的使用情況。

結(jié)論

基于ArcGISServer平臺，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向多層次用戶的全球油氣地質(zhì)信息共享系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全球油氣地質(zhì)信息及數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分發(fā)和共享，并提供了直觀、高效的空間信息展示服務(wù)，使得用戶能夠方便地通過瀏覽器瀏覽信息。同時(shí)利用ArcObjects進(jìn)行必要的二次開發(fā)，在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)了GIS高級功能，為專業(yè)用戶提供了方便靈活的空間數(shù)據(jù)可視化分析工具。當(dāng)然，系統(tǒng)目前還存在一些問題，主要是由于使用多個地圖服務(wù)實(shí)例，對服務(wù)器要求較高，且由于的MXD文件加載過多數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低，這些問題將在后續(xù)工作中進(jìn)一步完善。