基于網絡的多專業地質資料信息服務系統

鄭州市第十一中學 張佼龍

基于網絡的多專業地質資料信息服務系統

鄭州市第十一中學 張佼龍

針對目前海量、多源、異構等地質數據管理困難的問題，以及目前地質資料信息服務技術已無法滿足當前的需求，本文提出一種地質信息綜合管理和多方位服務的一體化模型。采用分布式存儲模式，設計了地質空間大數據一體化服務架構和地質資料信息服務系統。通過多專業地質信息服務系統的開發，驗證了系統的可行性與正確性。

地質資料；分布式；一體化；網絡

近年來，用戶對地質資料信息服務的需求不斷變化，并且地質資料數據的多源、異構、海量等特點，難以實現高效存儲管理地質數據。因此，為滿足多元化地質信息服務要求，許多學者做了有關地質資料信息服務、城市地質工作建設等方研究。但仍存在地質數據管理困難和地質資料信息服務在大數據環境下如何快速的檢索并集成有用信息的問題。

因此，通過設計地質數據一體化管理與服務框架，建立基于網絡的地質資料信息服務系統，實現從服務器端到瀏覽器端的良好交互，能夠以二三維交互的可視化服務方式展示地質信息，服務多元化用戶的需求，是當前急需解決的地質數據應用難題。

1 地質數據一體化服務架構設計

1.1 數據管理

采用分布式存儲方式，按照統一的數據管理模式，將數據分散存儲在不同數據管理部門的服務器上。這種模式不僅可以減少收集數據所消耗的人力財力，還可以減輕單個服務器的承載負擔。

1.2 分布式環境下地質數據訪問與集成

地質資料分布式存儲在不同的計算機服務器上，當用戶提出某種服務要求時，無法快速且精準的定位分散存儲的地質數據庫位置。本文基于虛擬數據中心的概念，提出應用虛擬數據庫的思想將分布式存儲的地質數據庫集成統一管理，提供統一數據服務接口。通過服務接口訪問分布式環境下的服務器，利用中間件實現各數據庫的定位、數據傳輸、數據解析等功能。

1.3 地質信息服務框架

地質信息服務模塊就相當于建立“地質服務中心”，地質服務中心是建設整個地質信息服務平臺的核心部分。地質服務中心是地質數據庫和終端用戶的橋梁，通過獲取數據并計算數據，將得到結果傳給客戶端用戶，提供良好的服務。地質信息服務框架的設計包括信息服務平臺、數據服務發布和網絡應用服務模塊環節。

1．3．1 分布式地質服務平臺

地質服務平臺是基于SOA服務框架建設的，采用分布式存儲與發布數據，集中管理服務的方式。SOA可以通過定義標準的、良好的服務接口連接應用程序中的不同功能模塊。服務中心的建設是地質服務平臺建設過程的核心步驟，采用的是一個虛擬化的中心SOA服務器思想，通過元數據庫將分布式存儲在不同的SOA服務器上的Web服務統一注冊并管理。

1．3．2 地質空間數據服務

地質數據服務的發布使用不同的GIS服務器，將GIS數據按照統一的OGC標準發布。最后通過地質服務中心集中管理所有注冊服務，供用戶調用。

1．3．3 網絡應用服務

采用網絡應用程序的方式對地質資料信息服務的結果進行展示，用戶可通過網絡向服務中心發出服務請求，服務中心通過服務URL找到對應的服務后訪問數據中心。計算后將結果返回到站點服務器，通過應用程序示給用戶。

1.4 二、三維一體化的可視化服務

采用基于規則庫的三維空間數據模型，實現二三維空間數據在統一的數據架構基礎上的一體化存儲與管理。改變了以往二維和三維數據分別處理的局面，可在數據模型、數據管理、數據可視化和數據集成等層面上無區別對待，實現了二、三維空間數據在深層次上的應用。

2 地質資料信息服務系統設計

系統設計：

基于系統的開發目的，設計了地質空間大數據一體化管理與服務的系統框架，如圖1，系統的總體框架主要包括數據庫建設與管理和地質信息服務平臺兩個模塊組成。

（1）地質資料管理

采用關系型數據庫對數據進行統一管理。由于地質數據的分布比較廣泛，系統采用分布式存儲的方式，各相關部門、單位將建立獨立的數據庫存儲服務器，更加方便的將數據集中收集起來入庫。數據中心僅是一個虛擬化的概念，真正的數據是分布式存儲于各數據服務器中。數據中心僅以元數據庫的方式記錄各個數據庫服務器的信息及其關聯，元數據里主要記錄數據庫的名稱、密碼、URL等信息。

（2）信息服務

要實現地質資料信息的服務，必須在地質數據層的基礎上才可以完成。當客戶端用戶通過應用程序請求某操作時，應用程序通過Request函數向服務器端發出請求，服務器端通過請求功能不同，找到相應服務進行計算，將結果通過Response函數返回到客戶端應用程序。

3 系統實現

地質資料信息服務系統的實現：

基于系統設計，以北方某地級市為例，實現了地質資料管理與服務系統。該系統包括了資料檢索與服務和二三維場景交互服務等模塊。

圖1 系統設計總體框架

圖2 三維場景

（1）數據分析

以實驗地區地質數據為數據基礎，建設基于Web的地質數據管理與服務系統。采用的地質數據是多專業的、多來源的、多維并且海量的，數據分為：礦產地質、煤田地質、工程地質、水文地質、基巖地質、環境地質和地球化學7個專題 。

（2）查詢功能

系統在通過空間查詢服務連接數據庫對相應的數據表進行查詢，查詢結果是XML格式。當選擇專題時，則與目錄樹節點匹配。同時通過調用將資料相對圖面位置加上標記。提供查詢接口，用戶給出查詢條件，按照SQL查詢語句構建查詢條件，提供了解析SQL語言的接口，實現與服務的對接。

（3）二三維交互

基于B/S端進行系統開發，采用動態投影技術開發地質信息服務系統的二三維場景交互服務接口。二次開發過程中，可直接通過配置文件進行參數設置實現二三維一體化交互操作。如圖2為三維場景下的模型瀏覽。

4 結語

本文采用地質數據分布式存儲模式，通過地質數據一體化管理與服務平臺的建設，實現從服務器端到瀏覽器端的良好交互。能夠以一種二三維交互的可視化服務方式將地質信息展示給用戶，更加服務多元化用戶的需求，這種系統服務框架建設為地質資料信息服務提供可借鑒的思路。下一步研究重點將放在采用Hadoop存儲策略實現海量異構數據的統一管理與調度。

[1]錢惠斌．基于OGC標準的空間數據共享關鍵技術[D]．杭州:浙江大學,2006．

[2]張嘉桐．基于云計算的地學G_4I系統結構設計[D]．長春:吉林大學,2013．

[3]劉英偉．地質資料信息社會化服務模型及應用研究[D]．北京：中國地質大學,2013．

張佼龍（2000—），男，河南鞏義人，現就讀于鄭州市第十一中學。