孫 君

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇常州 213003)

建立常州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)框架的探討

孫 君

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇常州 213003)

基于ArcGIS信息集成平臺(tái)和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建了常州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)框架，對(duì)長(zhǎng)期分散積累的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理、挖掘利用，開(kāi)發(fā)了工程地質(zhì)數(shù)據(jù)科學(xué)管理和輔助決策功能，集工程地質(zhì)數(shù)據(jù)管理與發(fā)布、工程地質(zhì)數(shù)據(jù)處理、工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析、地下空間規(guī)劃分析、地下工程可視化與分析子系統(tǒng)于一體，可為城市規(guī)劃、城市建設(shè)和決策，提供工程地質(zhì)依據(jù)。

工程地質(zhì)；地理信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)；軟件開(kāi)發(fā)

0 引言

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，常州市工程建設(shè)的步伐和規(guī)模都以前所未有的速度展開(kāi)，同時(shí)也積累了豐富的工程地質(zhì)資料。這些資料主要以文字、數(shù)據(jù)及圖表形式儲(chǔ)存于分散的單項(xiàng)工程中[1]，未經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化整理及歸一化，數(shù)據(jù)分散，標(biāo)準(zhǔn)不一，信息檢索、數(shù)據(jù)共享難度大[2～4]，不能滿足城市規(guī)劃、城市建設(shè)對(duì)城市工程地質(zhì)信息標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、可視化及多樣化的需求[5]。因此，建立適合常州市地區(qū)工程地質(zhì)特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)顯得迫切而重要。

我院于2008年申請(qǐng)了常州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)建設(shè)指令性項(xiàng)目，該系統(tǒng)屬于巖土工程信息系統(tǒng)(Geotechnical Engineering Information System GEIS)范疇[6]，旨在ArcGIS平臺(tái)下，以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，以服務(wù)于規(guī)劃為主題，以定量分析為依托，提供工程地質(zhì)數(shù)據(jù)的科學(xué)管理和輔助決策分析功能[7]。

本文對(duì)常州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)概況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并就系統(tǒng)建設(shè)的構(gòu)架設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概況

1.1 建設(shè)平面范圍

系統(tǒng)建設(shè)的平面范圍將與城市整體規(guī)劃、常州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)統(tǒng)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(nèi)，詳見(jiàn)圖1。除此之外還包括常州市規(guī)劃軌道交通一號(hào)、二號(hào)線南北延長(zhǎng)段。根據(jù)現(xiàn)有常州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)成果，系統(tǒng)地圖精度采用1：500及1：1000的地形底圖。

圖1 系統(tǒng)建設(shè)平面范圍示意圖

1.2 建設(shè)總體要求

系統(tǒng)建設(shè)結(jié)合 數(shù)字常州 的內(nèi)容，旨在整合區(qū)域地質(zhì)資源，對(duì)已有城市工程地質(zhì)資料進(jìn)行加工、管理和分析，推進(jìn)城市地質(zhì)工作標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化。建設(shè)總體要求具體包括如下方面：

(1)系統(tǒng)建設(shè)必須滿足科學(xué)性、先進(jìn)性、實(shí)用性、安全性和穩(wěn)定性，功能設(shè)計(jì)滿足操作簡(jiǎn)便、界面友好。

(2)系統(tǒng)研發(fā)與建設(shè)需要在GIS框架下進(jìn)行，根據(jù)常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院現(xiàn)有條件，系統(tǒng)基于ArcGIS系列平臺(tái)和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)（基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)從規(guī)劃局信息中心SDE中調(diào)用）。

(3)實(shí)現(xiàn)工程地質(zhì)數(shù)據(jù)與地下管線網(wǎng)數(shù)據(jù)（來(lái)自規(guī)劃局信息中心ArcGIS數(shù)據(jù)）的無(wú)縫連接，并讓地下空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容在系統(tǒng)中得到有效應(yīng)用，以便為規(guī)劃決策提供服務(wù)。

(4)作為 數(shù)字常州 的組成部分，本系統(tǒng)的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)需要建立科學(xué)的、標(biāo)準(zhǔn)化的編碼系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

1.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)來(lái)源

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

（2）地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)：包括地質(zhì)鉆孔及測(cè)試數(shù)據(jù)，物、化探數(shù)據(jù)等，各種地質(zhì)調(diào)查成果圖件。數(shù)據(jù)采用二維數(shù)據(jù)表格Excel格式或文本格式。

（3）地面沉降動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)：常州市測(cè)繪院保留有1980年以來(lái)的常州地面沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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(zhì)圖件，文檔數(shù)據(jù)，也包含電子化錄入理正系統(tǒng)的電子數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2所示：應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器作為本系統(tǒng)的基礎(chǔ)服務(wù)器組成；存儲(chǔ)設(shè)備考慮磁盤(pán)整列并與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器相連接，用于存儲(chǔ)工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)以及工程地質(zhì)資料庫(kù)；外部訪問(wèn)通過(guò)防火墻隔離，采用Webservice調(diào)用接口與其它系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；系統(tǒng)使用者可通過(guò)安全認(rèn)證使用WEB信息的查詢與檢索。

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

（2）系統(tǒng)技術(shù)路線

系統(tǒng)可分為三層架構(gòu)：數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層與表現(xiàn)層[8]，如圖3所示。

數(shù)據(jù)層是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)提供者，包括工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)以及工程地質(zhì)資料庫(kù)，同時(shí)還需引入常州市基礎(chǔ)地圖庫(kù)、常州市地下管線網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)以及需要引入外部數(shù)字與常州相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

業(yè)務(wù)層是整個(gè)信息基礎(chǔ)平臺(tái)數(shù)據(jù)資源整合中心與核心業(yè)務(wù)功能提供者，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)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(xiàn)層面向最終用戶，通過(guò)系統(tǒng)的安全控制機(jī)制及安全認(rèn)證方法，為最終用戶提供基于B/S架構(gòu)的各種應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)用戶管理工程地質(zhì)數(shù)據(jù)、查看工程地質(zhì)資料、虛擬瀏覽地下空間、進(jìn)行空間分析、獲得專題分析圖表、輔助規(guī)劃決策分析的最終需要。

圖3 系統(tǒng)分層架構(gòu)示意圖

（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)創(chuàng)建，包括GIS矢量庫(kù)、GIS影像庫(kù)、原始資料數(shù)據(jù)庫(kù)、坐標(biāo)系數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)管理庫(kù)、區(qū)域分析數(shù)據(jù)庫(kù)、三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)等。如圖4所示：

圖4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)示意圖

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

常州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)在軟件功能上主要包括以下子系統(tǒng)：工程地質(zhì)數(shù)據(jù)管理與發(fā)布子系統(tǒng)、工程地質(zhì)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)、地下空間規(guī)劃分析子系統(tǒng)、地下工程可視化與分析子系統(tǒng)，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了構(gòu)建以ArcGIS為平臺(tái)，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的常州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)框架的過(guò)程。

系統(tǒng)建成后可為城市建設(shè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃提供工程地質(zhì)指導(dǎo)性建議，為大型項(xiàng)目的選址、城市地下空間合理開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。但數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的改進(jìn)和完善是一項(xiàng)循序漸進(jìn)的任務(wù)，同時(shí)也是下一階段的工作重點(diǎn)。

對(duì)系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)方案和系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的探討，旨在拋磚引玉，豐富巖土工程信息系統(tǒng)建設(shè)的理論與實(shí)踐。

[1]張 弭,姚炳祥,周建群.杭州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].城市勘測(cè),1999(4):38～41.

[2]張龍起.石家莊市工程地質(zhì)地理信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用[J].城市勘測(cè),2008(6):141～145.

[3]黃 輝,劉紅毅,李宇昕.基于WebGIS的地質(zhì)勘查項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)的建立[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2006,20(3):287～290.

[4]吳 恒,肖明貴.關(guān)于建立城市工程地質(zhì)勘察資料數(shù)據(jù)庫(kù)雛議[J].勘察科學(xué)技術(shù),1988(4):38-41.

[5]李安波,閭國(guó)年,孟萃萃等.城市地質(zhì)空間信息系統(tǒng)研究與建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2007,24(3):132～134.

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

[7]常州市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案[R].上海:同濟(jì)大學(xué),上海同巖土木工程科技有限公司,2008.

[8]吳沖龍.地質(zhì)信息技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)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(yáng)州人，工學(xué)碩士，主要從事巖土工程設(shè)計(jì)工作。Email:sunjun_czpad@163.com