青藏高原礦山地質環境影響調查信息系統開發與應用

發布時間：2019-09-09所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：為實現青藏高原礦山地質環境影響調查項目從論證-設計-調查-成果4個階段全過程的數據標準化、規范化錄入、使用和管理，基于Microsoft Windows XP、Windows7操作系統開發了青藏高原礦產資源開發地質環境影響調查信息系統，系統包括數據錄入、數據集成、

　　摘要：為實現青藏高原礦山地質環境影響調查項目從論證-設計-調查-成果4個階段全過程的數據標準化、規范化錄入、使用和管理，基于Microsoft Windows XP、Windows7操作系統開發了“青藏高原礦產資源開發地質環境影響調查信息系統”，系統包括數據錄入、數據集成、評價管理3個模塊。數據錄入模塊實現了各階段數據的規范錄入，數據集成模塊實現了將各個工作項目錄入數據進行集成的功能，評價管理模塊實現了對調查數據、測試數據進行自動評價并將調查礦山信息在GIS圖上進行定位、查詢及分析的功能，系統的研發和應用為礦山地質環境調查全流程實現信息化管理服務提供了平臺。

　　關鍵詞：信息系統;數據庫;礦山地質環境;青藏高原

　　中國礦山地質環境調查與研究工作始于 2001 年，信息系統的研發和建設是項目主要成果之一。最早開發的礦山信息系統是“西北地區不同類型礦山開發環境地質研究數據庫及其管理系統”，屬于信息系統開發的初級階段，數據信息以圖件為主，將其相關的屬性與其關聯，進行查詢、統計、打印等基本功能的操作[1] 。2003年中國地質環境監測院開發了“全國礦山地質環境調查信息系統”，系統注重對野外調查數據的錄入、存儲、編輯、查詢、統計、分析、報表輸出、圖形數據生成與顯示、多媒體鏈接等[2-3] 。2012年開發了“全國礦山地質環境集中開采區調查信息系統”，主要對調查礦山基本信息和各類野外調查表進行錄入、查詢和統計。各項目開發的信息系統是依據項目需求進行設計和開發的。近年隨著中國地質調查局對信息化建設工作的高度重視，礦山地質環境調查工作的信息化管理水平急需提高，以滿足調查成果信息化的需求。礦山地質環境調查從立項階段開始收集資料，編寫可行性報告、總體設計;野外調查階段需利用地形圖、遙感影像圖、記錄本、調查表、照相機、手持GPS、測距儀等資料和儀器開展工作，會形成各種原始圖件、實際材料圖、記錄資料、原始調查記錄表、照片、錄像、樣品采集記錄表、分析測試報告等;成果提交階段會繪制各種圖件、編寫成果報告及專題報告、編制圖集和畫冊、建立數據庫等，而以往開發的軟件平臺都無法實現將這些信息集成到一個平臺上進行管理的功能[4-8] ，需要開發貫穿于項目從立項到成果提交整個過程的信息化軟件平臺，將所有數據都納入該平臺，以便于管理和應用。“青藏高原礦產資源開發地質環境影響調查信息系統”的開發，實現了項目從立項到成果提交各個階段全部資料錄入的目標，包括數據錄入、數據集成、評價管理3個模塊(圖1)。數據錄入模塊實現了項目基本信息、設計階段、調查階段、成果提交4個階段各類數據的錄入、編輯、瀏覽、導入、導出等功能;數據集成模塊實現了對各個工作項目錄入的數據庫進行導入、檢查、合并，最終集成計劃項目信息系統的功能;評價管理模塊實現了對各種野外調查數據、測試數據進行自動分析和評價，調查礦山點能在GIS圖上進行定位、查詢信息及分析的管理功能。軟件系統的開發為礦山地質環境調查實現全流程信息化管理提供了平臺。

　　1 系統開發

　　軟件系統基于Mapgis6.7 的平臺進行專題圖形的數據管理與展現，開發技術使用C# 高級計算機編程語言，并結合了Office組件進行智能化研發，實現屬性數據及空間圖形數據的錄入管理及編輯。平臺利用 MVC 框架進行軟件結構設計，實現接口功能模塊化，提高了系統應用效率和后期擴展的便捷性。軟件程序可運行在Microsoft Windows XP，Vis⁃ ta，Windows7(32/64位)等通用型操作系統上。

　　系統增加了先進的插件式、模塊化及數據多源集成技術，滿足了信息化管理需求、后期系統的更新升級等擴展需要，其主要特點如下。

　　(1)MVC設計模式

　　MVC(Model-View-Control)，即將軟件系統的輸入、處理、輸出流程按照Model、View、Control的方式進行分離，一個應用被分成3個部件——模型、視圖、控制。

　　模型、視圖與控制器的分離，使一個模型可以具有多個顯示視圖。使用者在利用軟件進行數據管理應用時不再關注數據庫是如何存儲數據的，只需關注界面操作流程中的數據是如何體現的即可。這種模式提高了操作的工作效率。

　　(2)GIS專業平臺應用

　　系統基于“MapGIS 6X”系列組件作為GIS二次開發平臺，該平臺在單機應用模式下不僅速度快，而且極方便，并且該平臺支持 msi 影像數據的加載和瀏覽。系統利用集成windows應用程序功能實現跨域編輯Mapgis系列圖件功能，可在錄入系統中直接調用Mapgis程序訪問圖件信息并進行編輯操作，實現了嵌入式GIS軟件開發集成，方便了數據與圖形快速錄入、處理與展示的工作需要。

　　(3)Office智能應用

　　系統平臺從國外引進了專業的Office系列組件開發接口，該接口實現了將調查評價屬性數據快速輸出到Excel格式中的功能，并且對數據格式進行了規范化處理。此外，系統平臺經過不斷創新，目前實現了 Word 模版化輸出技術，可將數據庫中錄入的屬性數據以野外調查應用的規范化填表格式進行原樣輸出，也可以轉化為Excel表進行輸出，實現了表格規范化輸出操作，為野外調查人員的數據校驗及核實工作提供了極大的便利。

　　(4)文件存儲及影像數據瀏覽

　　因調查數據中圖件、文檔、調查表、多媒體等資料眾多，圖件表現為各種實際材料圖、遙感圖件、成果圖件。遙感圖件過大，不易存于數據庫，且不易管理和維護，因此以文件夾目錄方式進行存儲。該存儲方式優勢在于簡化數據庫，存儲方便快捷。系統集成了 Photoshop 編輯器功能，可實現在未安裝 Photoshop 軟 件 的 電 腦 中 實 現 Tif 圖 件 的 打 開 與 瀏 覽 。

　　(5)數據集成

　　在實際調查工作中為了提高工作效率，會存在多人同時進行數據的采集操作，并形成多套數據庫成果，為了滿足不同數據庫成果歸并的需求，系統中實現了多個數據庫成果合并的功能，從而形成一套完整的數據庫成果。此外，為了提高數據錄入的效率，系統中擴展了數據導入模塊，實現了各種調查數據的自動化檢驗導入操作，為使用者節省了數據處理時間，極大地提高了工作效率。

　　(6)評價管理

　　系統平臺中集成了多套調查評價算法模型，針對因采礦引起的生態環境污染及破壞進行了數據分析與評價。為了方便快速地查詢調查的礦山點信息及在圖上的分布情況，管理模塊將集成后的數據結果進行投影設定，并生成點位數據圖層，疊加顯示在系統平臺設定的地理底圖中，直觀地體現了點位數據的地理位置分布情況、自動定位，詳情查看，為評價、管理和應用提供了方便快捷的技術支持。

　　2 系統功能

　　軟件平臺共開發了3個模塊：數據錄入模塊、數據集成模塊、評價管理模塊。

　　(1)數據錄入模塊：主要對項目從立項到成果提交階段全部數據資料進行錄入，包括基本信息(圖2)、項目設計階段(圖3)、項目調查階段(圖4)、成果提交階段(圖5)4個功能模塊�；�本信息模塊包含的子菜單有調查項目基本情況表、調查礦山基本情況表、實物工作量匯總表、調查成果匯總表，分頁面視圖和網格視圖兩部分，頁面視圖表格保持原有的Word格式，網格視圖以Excel形式展示。項目設計階段模塊包括的子菜單有收集資料、立項與設計資料、項目文件，收集資料菜單存放收集的不同礦山恢復治理階段資料和其他資料;立項與設計資料菜單存放項目各年度的可行性報告、評估報告、設計和實施方案，包括圖件和Powerpoint文件;項目文件菜單存放項目各年度任務書、評審、審查意見等。項目調查階段模塊包含的子菜單有遙感數據、調查數據、調查附件、檢測報告、Excel數據導入。遙感數據菜單存放遙感影像圖、遙感解譯標志圖、野外調查用遙感圖、解譯信息調查驗證表，每個圖件都有屬性(如省、市、縣、圖件名稱、比例尺、拍攝日期、衛星數據類型、圖像分辨率、編制單位、編制日期等)，圖件打開時均與 Photoshop 軟件連接，可進行編輯;調查數據菜單存放地質環境調查表、崩塌調查表、滑坡調查表、泥石流調查表、地面塌陷調查表、地裂縫調查表、含水層破壞調查表、地形地貌景觀破壞調查表、土地資源破壞調查表、土壤污染調查表、恢復治理成效調查表及其他調查表共11種，表格以 Word 和 Excel 兩種形式存放，均可以導出。也可將已在Excel表上錄入的數據，通過字段關聯配置及數據內容檢查校驗，導入到系統中，在Word表和Excel表中自動生成內容。調查附件菜單存放調查照片、錄像，可任意導入、導出、刪除;檢測報告菜單存放水樣檢測報告、土壤樣檢測報告、其他樣品檢測報告、檢測單位情況介紹。成果提交階段模塊包含的子菜單有成果報告、成果圖件、成果附件, 成果報告菜單存放項目報告、專題報告;成果圖件菜單存放實際材料圖、遙感解譯圖、問題分布圖、現狀評價圖、保護與治理區劃圖、其他圖件等，有工程文件和 jpg 兩種格式;成果附件菜單存放照片集、圖集、多媒體、論文等內容。通過以上4個功能區(圖 6)，實現了從項目立項論證到成果提交不同階段全部資料的規范化錄入和管理。

　　數據錄入模塊特點：①任何格式的文檔都已與 相 應 的 Word、Excel、PowerPoint、Photoshop、 Mapgis、圖片、照片、視頻、pdf 軟件掛接，打開文件后直接連接到相應軟件，實現了數據的任意導入、導出、編輯、保存、打印等功能。②對 MapGIS 和 Office 進行了二次開發，增加了在 Mapgis 中將 msi 影像數據能進行添加的功能;對錄入到數據庫中的調查表可按原有 Word 格式，輸出到 Word 文檔中和以 Excel 表格的形式轉出，同時開發了將已錄入到 Excel 表中的數據，通過字段關聯的方式導入到系統中的功能。

　　(2)數據集成模塊：實現了數據合并和集成功能。數據合并(圖7)將不同人在不同電腦上錄入的數據，通過這個功能進行檢查、修改、集成，大大提高了錄入的工作效率。數據集成(圖8)用于不同數據庫的集成，通過導入數據、檢查數據、合并數據，實現項目數據的匯總，便于后期數據的管理和應用。

　　(3)評價管理模塊：首次在礦山信息管理系統平臺開發了對地質災害調查數據、土壤、地表水及地下水測試數據進行自動分析、污染評價、數據管理的功能，模塊主要由地質災害評價分析、土壤污染評價分析、地下水污染評價分析、地表水污染評價分析及青藏高原礦產資源開發地質環境影響調查與評價項目信息系統(數據管理)5個部分組成(圖9)。實現了數據庫中礦山點信息在GIS底圖上進行展示、定位、查詢及數據統計和分析的功能(圖10)。

　　3 系統應用

　　系統已應用于“青海礦業開發地質環境效應調查”、“青海礦產資源開發地質環境影響調查評價”和“西藏礦產資源開發地質環境影響調查評價”3個項目。在數據錄入模塊，錄入各種資料4346件，其中立項-設計階段301件，調查階段3749件，成果提交階段 296 件。錄入資料的格式有 Word 文檔、 Word表、Excel表、Mapgis工程文件、jpg圖件、jpg照片、錄像、pdf文件、ppt，這些資料均可以通過添加和導入的方式存放于系統中，其中野外調查填寫的 Word 表格，已在系統中進行了繪制，大大提高了表格內文字和數字的錄入效率，在 Excel 表中錄入的資料也可以通過導入的方式直接轉化成 Word 表格中的內容。所有格式的資料進入系統后，打開時全部與相應的軟件對接，實現了對文字和圖件的任意編輯、修改、保存、輸出和打印的功能。數據集成是將 3 個項目錄入的資料進行合并，其中的一個為主數據庫，將另外 2 個數據庫進行導入，運行時要進行重復數據的檢查、修改，最終集成一個數據庫。評價管理中的評價部分主要是將分析測試報告導入系統，系統會對導入的表格進行格式化處理，形成規范的表格，通過對地質災害規模、水環境和土壤環境質量標準值和評價公式進行選擇，系統會通過各種公式自動計算出測試樣品的污染物檢出率、污染物超標率、單項污染指數、污染物分擔率、綜合污染指數、單項污染超標倍數，這些數據的結果可直接用于地質災害和水土環境污染級別的評價，并為評價圖件的編制提供依據。評價管理中的管理部分，以青藏高原地理底圖為基本圖件，可將某個省的調查礦山信息全部導入，礦山點的位置以符號的形式自動定位到圖中的相應位置，通過點擊符號，礦山點有關的屬性全部以 Excel 表展示，并可將圖件和 Excel 表導出系統，進行統計和分析。此系統的應用實現了數據資料的規范錄入、操作簡便、統一到一個平臺進行管理的功能。

　　4 結 語

　　“青藏高原礦產資源開發地質環境影響調查與評價信息系統”目前在全國礦山地質環境調查項目中，是集數據錄入、評價、查詢、管理等為一體的最完備的一套信息化管理平臺，實現了項目從立項論證-設計-調查-成果提交4個階段全過程數據的標準化、規范化錄入、使用和管理，實現了對野外調查和測試數據自動分析和評價功能，實現了對礦山點信息進行定位、查詢、數據統計和分析的管理功能，為礦山地質環境調查信息化提供了實用、可操作、規范化的管理平臺，系統已應用于青海和西藏礦產資源地質環境影響調查項目，取得了良好的效果，為全國礦山地質環境調查管理實現全流程信息化打下了基礎。

　　《青藏高原礦山地質環境影響調查信息系統開發與應用》來源：《地質通報》2018年12期，作者：何芳; 劉昌鵬; 徐友寧; 劉瑞平; 喬岡。