建立常州市工程地質數據庫智能系統框架的探討

孫 君

(常州市規劃設計院，江蘇常州 213003)

建立常州市工程地質數據庫智能系統框架的探討

孫 君

(常州市規劃設計院，江蘇常州 213003)

基于ArcGIS信息集成平臺和Oracle數據庫，構建了常州市工程地質數據庫智能系統框架，對長期分散積累的工程地質數據進行收集整理、挖掘利用，開發了工程地質數據科學管理和輔助決策功能，集工程地質數據管理與發布、工程地質數據處理、工程地質數據分析、地下空間規劃分析、地下工程可視化與分析子系統于一體，可為城市規劃、城市建設和決策，提供工程地質依據。

工程地質；地理信息系統；數據庫；軟件開發

0 引言

近年來隨著經濟的高速發展，常州市工程建設的步伐和規模都以前所未有的速度展開，同時也積累了豐富的工程地質資料。這些資料主要以文字、數據及圖表形式儲存于分散的單項工程中[1]，未經過標準化整理及歸一化，數據分散，標準不一，信息檢索、數據共享難度大[2～4]，不能滿足城市規劃、城市建設對城市工程地質信息標準化、系統化、可視化及多樣化的需求[5]。因此，建立適合常州市地區工程地質特點的數據庫系統顯得迫切而重要。

我院于2008年申請了常州市工程地質數據庫智能系統建設指令性項目，該系統屬于巖土工程信息系統(Geotechnical Engineering Information System GEIS)范疇[6]，旨在ArcGIS平臺下，以Oracle數據庫為核心，以服務于規劃為主題，以定量分析為依托，提供工程地質數據的科學管理和輔助決策分析功能[7]。

本文對常州市工程地質數據庫智能系統概況進行了簡要介紹，并就系統建設的構架設計、功能設計進行了探討。

1 數據庫系統概況

1.1 建設平面范圍

系統建設的平面范圍將與城市整體規劃、常州市基礎地理信息系統統一，初定為380km2的范圍，即滬寧高速公路、沿江高速公路、西繞城高速公路三路合圍范圍內，詳見圖1。除此之外還包括常州市規劃軌道交通一號、二號線南北延長段。根據現有常州市基礎地理信息系統成果，系統地圖精度采用1：500及1：1000的地形底圖。

圖1 系統建設平面范圍示意圖

1.2 建設總體要求

系統建設結合 數字常州 的內容，旨在整合區域地質資源，對已有城市工程地質資料進行加工、管理和分析，推進城市地質工作標準化和數字化。建設總體要求具體包括如下方面：

(1)系統建設必須滿足科學性、先進性、實用性、安全性和穩定性，功能設計滿足操作簡便、界面友好。

(2)系統研發與建設需要在GIS框架下進行，根據常州市規劃設計院現有條件，系統基于ArcGIS系列平臺和Oracle數據庫（基礎地理數據從規劃局信息中心SDE中調用）。

(3)實現工程地質數據與地下管線網數據（來自規劃局信息中心ArcGIS數據）的無縫連接，并讓地下空間數據的內容在系統中得到有效應用，以便為規劃決策提供服務。

(4)作為 數字常州 的組成部分，本系統的工程地質數據需要建立科學的、標準化的編碼系統，以便實現數據共享。

1.3 系統數據來源

（1）基礎地理數據：包括各種比例尺的矢量格式的地形圖，多種分辨率、多時相遙感影像等，格式一般為DWG、JPG等。

（2）地質調查數據：包括地質鉆孔及測試數據，物、化探數據等，各種地質調查成果圖件。數據采用二維數據表格Excel格式或文本格式。

（3）地面沉降動態觀測數據：常州市測繪院保留有1980年以來的常州地面沉降觀測數據，數據格式采用Excel格式或文本格式。

（4）工程勘察資料檔案：包括很多紙質圖件，文檔數據，也包含電子化錄入理正系統的電子數據，是系統的重要數據來源。

2 系統架構設計

（1）系統總體架構

系統總體架構如圖2所示：應用服務器、WEB服務器、數據庫服務器作為本系統的基礎服務器組成；存儲設備考慮磁盤整列并與數據庫服務器及應用服務器相連接，用于存儲工程地質數據庫以及工程地質資料庫；外部訪問通過防火墻隔離，采用Webservice調用接口與其它系統實現數據共享；系統使用者可通過安全認證使用WEB信息的查詢與檢索。

圖2 系統總體架構圖

（2）系統技術路線

系統可分為三層架構：數據層、業務層與表現層[8]，如圖3所示。

數據層是整個系統的數據提供者，包括工程地質數據庫以及工程地質資料庫，同時還需引入常州市基礎地圖庫、常州市地下管線網數據庫以及需要引入外部數字與常州相關的數據庫。

業務層是整個信息基礎平臺數據資源整合中心與核心業務功能提供者，可實現數據關聯分析、地下空間建模及可視化、虛擬展示與決策分析等功能。

表現層面向最終用戶，通過系統的安全控制機制及安全認證方法，為最終用戶提供基于B/S架構的各種應用服務，實現用戶管理工程地質數據、查看工程地質資料、虛擬瀏覽地下空間、進行空間分析、獲得專題分析圖表、輔助規劃決策分析的最終需要。

圖3 系統分層架構示意圖

（3）系統數據庫設計

本系統的數據庫基于Oracle數據庫管理系統創建，包括GIS矢量庫、GIS影像庫、原始資料數據庫、坐標系數據庫、系統管理庫、區域分析數據庫、三維模型數據庫等。如圖4所示：

圖4 系統數據庫示意圖

3 系統功能設計

常州市工程地質數據庫智能系統在軟件功能上主要包括以下子系統：工程地質數據管理與發布子系統、工程地質數據處理子系統、工程地質數據分析子系統、地下空間規劃分析子系統、地下工程可視化與分析子系統，如圖5所示。

圖5 系統功能設計示意圖

4 結語

本文簡要介紹了構建以ArcGIS為平臺，Oracle數據庫為核心的常州市工程地質數據庫智能系統框架的過程。

系統建成后可為城市建設、城鄉規劃提供工程地質指導性建議，為大型項目的選址、城市地下空間合理開發利用提供基礎資料。但數據庫系統的改進和完善是一項循序漸進的任務，同時也是下一階段的工作重點。

對系統構建技術方案和系統功能設計的探討，旨在拋磚引玉，豐富巖土工程信息系統建設的理論與實踐。

[1]張 弭,姚炳祥,周建群.杭州市工程地質數據庫的研究開發與應用[J].城市勘測,1999(4):38～41.

[2]張龍起.石家莊市工程地質地理信息系統建設與應用[J].城市勘測,2008(6):141～145.

[3]黃 輝,劉紅毅,李宇昕.基于WebGIS的地質勘查項目數據庫的建立[J].礦產與地質,2006,20(3):287～290.

[4]吳 恒,肖明貴.關于建立城市工程地質勘察資料數據庫雛議[J].勘察科學技術,1988(4):38-41.

[5]李安波,閭國年,孟萃萃等.城市地質空間信息系統研究與建設[J].計算機應用研究,2007,24(3):132～134.

[6]繆林昌,潘華良,沙躍進.建立巖土工程信息系統的設想[J].江蘇地質,2008,32(1):25～28.

[7]常州市工程地質數據庫智能系統總體設計方案[R].上海:同濟大學,上海同巖土木工程科技有限公司,2008.

[8]吳沖龍.地質信息技術基礎[M].北京:清華大學出版社,2008.

Study on Frame Construction of Geotechnical Engineering Database Intelligent System for Changzhou City

SUN Jun

(Changzhou City Planning and Design Institute, Changzhou, Jiangsu Province 213003)

Based on ArcGIS information integration platform and oracle database, frame of geotechnical engineering database intelligent system for Changzhou city is built, and the long-term dispersed and accumulated engineering geology data is collected and utilized. Function of scientifc management and decision-making on basis of geotechnical engineering data is developed, which contains subsystems of geotechnical engineering data managing and releasing, geotechnical engineering data processing, geotechnical engineering data analyzing, underground space planning and analyzing and under ground projects visualizing and analyzing. This intelligent system can provide geotechnical engineering reason for urban planning, urban construction and policy making.

Geotechnical engineering; Geographic Information System; Database; Software development

TP311.138

A

1007-1903(2010)04-0012-05

孫 君(1983- )，男，漢，江蘇揚州人，工學碩士，主要從事巖土工程設計工作。Email:sunjun_czpad@163.com