基于GIS的地熱資源信息管理系統的設計與實現

劉 兵

(北京城建勘測設計研究院，北京 100101)

基于GIS的地熱資源信息管理系統的設計與實現

劉 兵

(北京城建勘測設計研究院，北京 100101)

地熱作為一種可再生清潔能源日益受到全世界的廣泛關注。為提升地熱資源管理手段，提出利用GIS技術管理地熱資源信息的方法，建立地熱資源信息空間數據庫，在此基礎上進行系統研發，實現地熱資源申請審批、計費管理、檔案管理等工作的現代化，減少繁雜的人工操作，提高管理工作效率，同時通過對地熱空間數據的查詢與分析，為地熱管理部門進行地熱規劃、管理提供輔助決策信息。

地熱;GIS;管理系統

地熱作為一種可再生清潔能源日益受到全世界的廣泛關注。我國地熱資源儲量豐富、分布廣泛。同時我國中低溫地熱資源每年直接利用的能量在近20年來一直穩居世界第一;地源熱泵所利用的淺層地熱能在短短10 a多的時間內已躍居世界第二。預計“十二五”期間，隨著國家對清潔能源推廣力度的加大，地熱資源開發利用將掀起一輪新的高潮，地熱利用與管理的能源服務產業也將獲得長足發展。但是，與傳統資源一樣，地熱資源的開發與利用也存在各方面的問題，如:管理手段落后，智能程度低;開發與利用不協調;資源的有效利用與優化配備不足等。如何實現地熱資源的可持續開發和利用，保證資源和環境的協調發展，已成為一個亟待解決的問題。

利用GIS技術手段建立地熱資源信息管理系統是解決以上問題的一個新手段。通過建立地熱空間數據庫，結合GIS技術，建立地熱資源信息管理系統，供地熱資源管理部門及時了解地熱資源開發利用情況、掌握地熱資源動態開采信息，加強對地熱資源的開發與利用工作，從而實現對地熱資源的信息化管理，為地熱資源開發、管理及宏觀調控提供決策支持。

1 系統設計

系統遵循統一的標準規范，采集與整理基礎空間、專題、圖檔屬性及文件等數據構建地熱資源管理數據庫，以GIS技術為手段，結合數據庫管理技術和圖檔管理技術等，實現統一標準下的資源整合和應用系統集成，面向用戶提供地熱資源地理數據展示、空間分析、圖檔管理、各類數據查詢統計等服務。

1.1 系統框架

系統總體上分為四層，即軟硬件支撐層、數據層、基礎構件層和業務應用層。其中軟硬件支撐層為整個系統的運行提供軟硬件支撐環境;數據層包括各數據庫以及提供數據庫訪問的數據驅動工具及數據引擎;基礎構建層提供基于地熱資源數據的管理和分析工具;應用層包括GIS應用及辦公管理應用兩個子系統。系統總體結構如圖1。

圖1 系統總體結構

1.2 數據庫結構

地熱資源管理系統是一個集業務管理、空間決策服務于一體的綜合性空間信息系統，系統數據包含基礎地理、遙感影像、熱井信息、業務審批等各類數據資源，其數據庫包括如下幾個方面的內容:

1.2.1 基礎空間數據庫

地理空間數據庫主要包括大比例尺全要素地形數據、熱田分布數據、水文地質數據、遙感影像數據及其他基礎數據等，為整個系統提供精確的空間參考框架。

1.2.2 專題數據庫

專題數據庫主要包括熱井分布圖、鉆孔柱狀圖以及通過監測設備獲取的取水流量、回水流量、溫度、熱量、水位、設備狀態等開采動態數據，為地熱資源管理提供空間位置信息及熱井監測信息綜合利用與分析提供支撐。

1.2.3 管理數據庫

管理數據庫主要包括企業信息(如企業名稱、地址、聯系方式、開戶行及賬號等)、申請與批復信息、計費信息及其他管理數據等，為地熱資源的辦公管理提供數據支撐。

1.2.4 文件系統

文件系統主要為原始檔案資料信息。

2 系統實現及主要功能

2.1 開發環境

根據地熱資源信息管理工作的特點，系統的實現考慮了實用性、可靠性及可擴展性的應用需求，采用關系數據庫SQL Server2000作為數據庫管理平臺，將經過標準化的矢量數據、圖文數據、屬性數據等資料儲存其中，以 ArcSDE連接作為空間數據支撐環境實現空間數據與屬性數據的一體化管理。系統基于ArcGIS進行二次開發，采用C#語言。

2.2 主要功能

2.2.1 地熱資源信息管理子系統

1)熱井地圖定位

提供多種熱井定位功能實現定位，并可對定位名址及范圍進行所見即所得的編輯工作，定位方式主要有:按名稱進行模糊查詢與定位、按圖幅定位、按坐標定位及選中熱井定位。

2)信息查詢

提供圖文互查功能，實現屬性數據和空間數據的雙向互動檢索(圖2)。按屬性進行查詢時，可自定義查詢種類及組合查詢字段對指定區域內的數據進行查詢等。空間數據的查詢包括了點選、框選、圈選、多邊形等多種等方式。

圖2 系統界面及信息查詢

2.2.2 地熱資源行政管理子系統

1)申請與審批

在GIS應用的基礎上，加入MIS相關功能，實現地熱資源開發利用的審批信息化，在采礦許可證頒發、熱井申請的排他審查等過程中充分利用GIS功能，快速、準確地輔助審批，提高辦公效率，減少差錯。

2)計費管理

通過調用熱井監測系統數據，實時獲取、存儲熱井用水信息，與企業信息匹配，實現地熱資源利用的計費管理工作(圖3)。同時可通過定義階梯等級范圍及計費標準實現地熱資源的階梯計費管理，從而達到提高地熱資源利用效率的目的。

圖3 監測信息調用

3)統計分析與報表生成

提供數據統計與報表生成功能，用戶可以自定義數據統計的對象(如按行政區域)、時間段和統計的內容及統計算法，統計報表可根據需求制作格式;提供所見即所得的預覽、打印及電子格式輸出功能。

4)圖檔管理

地熱資源信息的圖檔資料主要包括管理的原始檔案資料等信息，如已歸檔的勘察資格證、取水許可證、采礦權登記證、企業法人營業執照、開發利用方案、鉆井設計書、可行性分析報告及申請、審批檔案等。這些檔案資料是地熱資源管理工作的重要數據和依據。圖檔管理就是對以上資料進行分類及標準化管理，實現檔案的高效存取、快速查詢、分類統計等功能。

3 結語

利用GIS技術，基于 ArcGIS進行二次開發，以地熱資源信息數據庫為數據源，進行地熱資源信息管理系統的研發，可以隨時掌握地熱資源的開發利用現狀，實現地熱資源申請審批、計費管理、檔案管理等工作的現代化，減少繁雜的人工操作，提高管理工作效率，同時通過對地熱空間數據的查詢與分析，為地熱管理部門進行地熱規劃、管理提供輔助決策信息。

Design and Implementation of Geothermal Resource Management System Based on GIS

HAN Guo－tong，ZHANG Fu－you，PENG Ni
(Institute of investigation and design of Beijing Urban Construction，Beijing 100101，China)

Geothermal is as a kind of renewable clean energy which has increasingly widespread concern around the world.In order to enhance the management methods of geothermal resources，it sets up the geothermal resource information database and is based on GIS to study and develop systemically.It can get realization of modern management of geothermal resources to apply for approval，billing，file and other work. It reduces the complicated manual to improve the management efficient and meanwhile，through query and analysis on the geothermal space data，it provides the helpful information for the geothermal management department.

Geothermal;GIS and the Management system

TK521+.33

A

1004－1184(2012)06－0126－02

2012－07－25

劉兵(1981－)，男，江西豐城人，工程師，主要從事地質、遙感與地理信息等方面工作。

［1］陳正國.基于GIS的黑龍江省地熱資源信息系統［J］.黑龍江水利科技.2007，35(5):114 －115.

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