李 杰，張立海，陳飛翔，許 福，耿 騰

（1．國土資源實物地質(zhì)資料中心，河北 三河065201；2．北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京100083）

鉆孔資料是地質(zhì)勘探中極為重要的一類數(shù)據(jù)，是地質(zhì)資料中主要成果的重要基礎(chǔ)性資料。長期以來，我國大量地質(zhì)礦產(chǎn)資料記錄在紙質(zhì)表格上，分散保存在不同的部門、單位和個人手中，其保存條件和管理水平也有很大差異，不僅占用大量空間，而且共享不便，經(jīng)常導(dǎo)致所需的成果資料無法及時找到，或同樣的數(shù)據(jù)要進行多次統(tǒng)計，造成不必要的人力、物力和財力浪費，更談不上進一步統(tǒng)計分析為設(shè)計人員和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提供決策支持。

作為“十二五”重要地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重要工作任務(wù)之一，鉆孔數(shù)據(jù)庫建設(shè)對提高地質(zhì)鉆孔資料的服務(wù)利用效率，加強地質(zhì)鉆孔資料的匯交，降低地質(zhì)工作風(fēng)險，減少重復(fù)工作和資金浪費，并為社會經(jīng)濟發(fā)展和找礦突破戰(zhàn)略行動提供服務(wù)具有重要意義。

目前，國外發(fā)達國家應(yīng)用現(xiàn)代高新技術(shù)和先進的管理模式，建立了各類地質(zhì)礦產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并開展了網(wǎng)上元數(shù)據(jù)和目錄發(fā)布，并提出了一站式服務(wù)的理念。我國目前這方面的工作相對滯后，各地質(zhì)工作類型的鉆孔資料，在著錄項目、著錄格式、字段定義表述上不盡相同，制約了地質(zhì)鉆孔資料信息交流和資源共享。本文在這方面做了一些探索性工作，重點介紹了鉆孔數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)軟件的設(shè)計。本研究已在我國一些地質(zhì)保管單位開展了試點應(yīng)用工作，為優(yōu)化地質(zhì)鉆孔資料管理模式，提高信息化管理與服務(wù)水平提供了有益借鑒。

1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖1給出了鉆孔屬性庫軟件系統(tǒng)的體系架構(gòu)設(shè)計，包括數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出、數(shù)據(jù)上報、系統(tǒng)維護、報表打印和系統(tǒng)幫助8個主要部分。

1）數(shù)據(jù)錄入。將數(shù)據(jù)錄入到鉆孔屬性表中，包括五類表格：保管單位表、項目信息表、鉆孔重要信息表、鉆孔屬性表和鉆孔巖芯屬性表。支持手工錄入和Excel錄入兩種形式。

2）數(shù)據(jù)查詢。支持基本查詢、高級查詢、按鉆孔類型查詢、按鉆孔目錄樹查詢四種形式，通過多種手段查找鉆孔信息。

3）數(shù)據(jù)匯總。用于上級主管部門（省廳及國家部委）匯總其管轄地區(qū)的鉆孔信息，支持按保管單位、按項目、按鉆孔三類形式匯總。

4）數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出。支持從Excel中導(dǎo)入數(shù)據(jù)，便于充分利用已有的電子成果，避免繁瑣的手工錄入。同時，也支持將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel，便于數(shù)據(jù)的交流和共享。

5）數(shù)據(jù)上報。各保管單位利用此模塊向上級主管部門匯交數(shù)據(jù)，支持完整匯交，也支持增量匯交。匯交的信息不僅包括鉆孔的屬性信息，還包括配套的圖件信息。

圖1 系統(tǒng)體系架構(gòu)圖

6）系統(tǒng)維護。提供系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份、恢復(fù)及數(shù)據(jù)追加功能，保證數(shù)據(jù)的安全性，提供必要時的災(zāi)難恢復(fù)（如磁盤損壞）機制。

7）報表打印。打印單條記錄及匯總記錄，支持打印匯總表和資料移交清單等功能。

Woodruff顧客價值層次模型認為顧客感知價值具有3個不同層次，即基于產(chǎn)品屬性的價值感知，基于使用結(jié)果的價值感知與基于使用目的的價值感知，3種價值感知之間存在層次影響關(guān)系，且具有“自上而下”與“自下而上”兩種影響關(guān)系，“自下而上”主要應(yīng)用于對產(chǎn)品屬性的完善以達到消費者使用結(jié)果，從而強化消費者的需求[18]853。本文主要對“自下而上”即“屬性-結(jié)果-目的”層次關(guān)系進行實證研究，并且基于游客感知視角，依據(jù)感知價值層次模型的關(guān)聯(lián)程度提供完善鄉(xiāng)村旅游地游客中心的功能的對策。

8）系統(tǒng)幫助。提供chm格式的用戶手冊。

考慮到基層單位部署使用方便，本系統(tǒng)支持WindowsXP、Vista、Windows7、Windows 8等主流操作系統(tǒng)，鉆孔數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用Access（支持Access 2003以上版本），支持表單模式、仿Excel模式兩類屬性數(shù)據(jù)采集形式。

2 采集范圍及采集原則

地質(zhì)鉆孔信息數(shù)據(jù)采集范圍是：地勘單位歸檔保管的除油氣、放射性以外的區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)（大型以上項目）、環(huán)境地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)勘查等形成的地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)信息。通過對全國地質(zhì)鉆孔資料的調(diào)研分析，形成了鉆孔資料分層次建設(shè)數(shù)據(jù)庫的思路。根據(jù)地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)屬性特征，將數(shù)據(jù)文件分為兩大類：①基本信息表。包括：保管單位信息表、項目信息表、鉆孔重要信息表；②鉆孔基礎(chǔ)屬性信息表，包括鉆孔屬性表和鉆孔巖芯屬性表。

基本信息表中的三張數(shù)據(jù)表關(guān)系如下：全國與各?。ㄊ?、區(qū)）為1：n關(guān)系，各省與鉆孔資料保管單位為1：n關(guān)系，保管單位信息表與項目信息表為1：n關(guān)系，項目信息表與鉆孔信息表為1：n關(guān)系。行政區(qū)劃代碼、組織機構(gòu)代碼、項目名稱、原始資料檔號、鉆孔編號為數(shù)據(jù)文件的主關(guān)鍵字。

鉆孔基礎(chǔ)屬性信息表包括：固體礦產(chǎn)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、煤田地質(zhì)鉆孔基礎(chǔ)屬性信息表四類。

1）固體礦產(chǎn)鉆孔基礎(chǔ)信息屬性數(shù)據(jù)表包括：鉆孔基本信息表，鉆孔回次數(shù)據(jù)表，鉆孔孔深校正及彎曲測量數(shù)據(jù)表，鉆孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表，鉆孔分層數(shù)據(jù)表，鉆孔地質(zhì)綜合數(shù)據(jù)表，鉆孔巖石花紋對照數(shù)據(jù)表，鉆孔標(biāo)本采樣數(shù)據(jù)表，鉆孔劈心樣數(shù)據(jù)表，鉆孔基本化學(xué)分析數(shù)據(jù)表，鉆孔物相分析數(shù)據(jù)表，鉆孔體重測定數(shù)據(jù)表，鉆孔組合分析數(shù)據(jù)表，鉆孔巖石樣品全分析數(shù)據(jù)表，鉆孔樣品分析結(jié)果數(shù)據(jù)表，鉆孔測井曲線層數(shù)據(jù)表和鉆孔測井曲線點數(shù)據(jù)表。

2）水文地質(zhì)鉆孔基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)表包括：鉆孔（井）基本信息表，鉆孔（井）地層巖性數(shù)據(jù)表，鉆孔（井）結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表，鉆孔（井）抽水試驗數(shù)據(jù)表，鉆孔（井）水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表和鉆孔（井）電測井?dāng)?shù)據(jù)表。

4）煤田地質(zhì)鉆孔基礎(chǔ)信息屬性數(shù)據(jù)表包括：鉆孔地質(zhì)記錄表，鉆孔信息記錄表，鉆孔煤層記錄表，鉆孔煤質(zhì)分析信息表，鉆孔煤樣試驗記錄表，鉆孔孔深校正及彎曲測量數(shù)據(jù)表，鉆孔測井曲線層數(shù)據(jù)表和鉆孔測井曲線點數(shù)據(jù)表。

考慮到我國地質(zhì)鉆孔屬性庫目前還未形成統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準，因此在項目實施過程中不可避免地要經(jīng)常對鉆孔屬性表的種類、字段等進行頻繁的修改，并及時發(fā)放給基層單位進行試點應(yīng)用。為避免上述修改帶來復(fù)雜的軟件修改和維護開銷，項目組精心設(shè)計了屬性采集引擎，能靈活地適應(yīng)屬性表的動態(tài)變化，這也是本文的重要研究動機。

3 關(guān)鍵技術(shù)方案設(shè)計

3．1 界面渲染引擎選擇

本文設(shè)計的屬性數(shù)據(jù)采集引擎，可以根據(jù)元數(shù)據(jù)動態(tài)生成屬性數(shù)據(jù)的錄入界面，能快速適應(yīng)屬性表的種類、字段等的調(diào)整，從而有效簡化軟件修改工作。采用上述動態(tài)生成策略的優(yōu)勢在于：①數(shù)據(jù)表種類和字段發(fā)生變化，界面無需重新設(shè)計；②能自動生成功能邏輯代碼，并支持數(shù)據(jù)的有效性和合法性校驗；③系統(tǒng)擴展性高、通用性好，維護成本相對較低，開發(fā)周期較短。

動態(tài)生成界面，首先要選擇合適的界面渲染引擎。本研究采用Html＋CSS繪制界面，采用VC＋＋實現(xiàn)功能代碼。采用Html＋CSS的好處是界面容易調(diào)整，容易自動生成。傳統(tǒng)上，一般通過瀏覽器控件（如IE WebBrowser）來渲染界面。但不同版本的瀏覽器控件，其渲染機制往往有差異，在不同計算機上可能得到不同的運行結(jié)果，兼容性存在問題，且瀏覽器控件本身較為笨重，體積較大。

本研究采用了不同的設(shè)計思路，利用Htmlayout作為Html＋CSS的渲染引擎。Htmlayout是一個輕量級的瀏覽器引擎，大小僅900k，以動態(tài)鏈接庫形式提供API接口，便于集成到各種主流開發(fā)環(huán)境中。Htmlayout可以高效的解析和渲染HTML網(wǎng)頁，幾乎支持所有的HTML元素和CSS3標(biāo)準，且界面與邏輯分離，通過其特殊擴展的behaviorcss屬性可以方便的交互或者擴展、自定義控件。采用Htmlayout的優(yōu)點是，Html頁面在不同的操作系統(tǒng)上渲染完全一致，兼容性好，并具備良好的VC＋＋集成能力，便于后端功能代碼的開發(fā)。同時，該渲染引擎運行速度快，占用內(nèi)存低，性能也很高效。

3．2 屬性采集引擎設(shè)計思路

能動態(tài)適應(yīng)屬性表的種類調(diào)整和屬性表中的字段調(diào)整，且不用修改界面代碼和功能邏輯代碼是本研究設(shè)計的屬性采集引擎的最大特點。該引擎包括四個主要處理步驟。

1）通過元數(shù)據(jù)表統(tǒng)一描述屬性表種類和表格中的字段。為此，系統(tǒng)設(shè)計了SysTableInfo表，該表定義了每張屬性表的表名，每張表的各個字段名以及這些字段名對應(yīng)的中文名，字段是否為空，字段的數(shù)據(jù)類型，字段在界面上采用的控件類型，字段的長度，顯示控件的長度，字段的校驗正則表達式等（圖2）。

2）根據(jù)元數(shù)據(jù)表中的字段定義，映射成合適的Html控件。以圖3中的“（固體）鉆孔孔深校正及彎曲度測量數(shù)據(jù)表”為例，其中，校測孔深、誤差率、天頂角等是數(shù)值型，記錄日期、檢查日期是日期時間類型，可以將上述字段類型分別映射成Html中的文本框、下拉框。為了提高系統(tǒng)性能，系統(tǒng)會檢查是否已生成了相應(yīng)的界面代碼。如果已生成了，則直接使用該界面代碼。否則，則從圖2中讀取該數(shù)據(jù)表的定義，生成界面代碼。這樣，在保證系統(tǒng)靈活性的同時，有效提升了系統(tǒng)的性能。

圖2 SysTableInfo元數(shù)據(jù)表

圖3 （固體）鉆孔孔深校正及彎曲度測量數(shù)據(jù)表定義

3）調(diào)用Htmlayout解析和渲染界面代碼。處理流程是，由Htmlayout加載步驟（2）生成的Html代碼，解析其中的Html標(biāo)簽代碼和CSS定義，從而繪制出最終的用戶界面。

需要指出的是，采集引擎必須能對數(shù)據(jù)字段進行合法性和有效性檢查。為此，本研究利用正則表達式，給Htmlayout增加了相應(yīng)的過濾器機制。比如，整數(shù)和浮點數(shù)的字段，其過濾器的定義如下：整數(shù)：filter＝"0～9"novalue＝"［整數(shù)值］"style＝"color：＃4B0082"；浮 點 數(shù)：filter＝"－0～9．"novalue＝"［數(shù)值］"style＝"color：＃8B2323"。

借助上述機制，就可以對界面中錄入的數(shù)據(jù)進行檢查，確保采集到的屬性數(shù)據(jù)的合法性和有效性。

4）數(shù)據(jù)獲取及消息處理。當(dāng)用戶輸入文字，或者點擊按鈕等控件時，會觸發(fā)相應(yīng)的事件，調(diào)用Htmlayout的behavior來響應(yīng)用戶。借助該機制，可以獲取步驟（3）中錄入的數(shù)據(jù)，并將其保存到Access數(shù)據(jù)庫。考慮到鉆孔屬性數(shù)據(jù)量很大，為減小錄入開銷，加快輸入速度，系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了快速錄入功能，如“保存”、“重置”、“拷貝上一條記錄”、“保存并繼續(xù)填寫”、“退出”等功能。其中，點擊“保存”按鈕，將保存當(dāng)前錄入的內(nèi)容；“重置”按鈕，將當(dāng)前的表單內(nèi)容置空；“拷貝上一條記錄”按鈕，將上一條輸入的數(shù)據(jù)，拷貝填充至當(dāng)前錄入界面；“保存并繼續(xù)填寫”按鈕，保存當(dāng)前輸入信息，將錄入界面初始化為下一條填報信息，同時自動填寫部分已知信息。比如，在同一個鉆孔下連續(xù)輸入多條鉆孔屬性信息時，單擊“保存并繼續(xù)填寫”，會存儲當(dāng)前信息，將錄入界面初始化為下條信息，并自動填入上條鉆孔屬性信息所屬的鉆孔。

3．3 類Excel的便捷性錄入措施

考慮到用戶很熟悉Excel的數(shù)據(jù)錄入形式，且有些保管單位的鉆孔屬性數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲在了Excel電子表格中，本文設(shè)計的屬性采集引擎除了支持通過上述自動生成的表單采集數(shù)據(jù)外，還設(shè)計了一套類Excel的屬性數(shù)據(jù)采集機制，其典型功能特征如下所示。

1）界面錄入：可創(chuàng)建類Excel表格錄入界面，用戶可手工將各項信息逐項輸入。

除手工輸入外，也支持從Excel中拷貝一行或多行數(shù)據(jù)（需保證Excel中的字段順序與采集引擎中的字段順序一致），也支持從屬性引擎界面中直接拷貝粘貼。這樣，可以使屬性錄入更加高效，避免同一屬性值反復(fù)手動錄入的繁瑣。

Excel錄入模式也設(shè)計了友好的信息提示功能，避免誤操作帶來的返工。

2）信息提示：在數(shù)據(jù)錄入的過程中，當(dāng)錄入的鉆孔屬性數(shù)據(jù)不符合要求時，系統(tǒng)給出了詳細的提示信息，錄入各種數(shù)據(jù)項時，有詳細的選項列表供用戶選擇參考；比如，錄入時間項數(shù)據(jù)、角度、深度時，系統(tǒng)自動提示相應(yīng)信息，保證了錄入數(shù)據(jù)的正確性。系統(tǒng)還能夠顯示當(dāng)前正在編輯的總記錄條數(shù)、當(dāng)前記錄號、當(dāng)前地質(zhì)鉆孔資料信息，給用戶錄入和修改數(shù)據(jù)提供了方便，提高了數(shù)據(jù)錄入質(zhì)量和錄入速度。

3）數(shù)據(jù)檢查和數(shù)據(jù)校驗：在Excel模式下，同樣具有完善的數(shù)據(jù)檢查和數(shù)據(jù)校驗機制。在用戶錄入鉆孔屬性數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)在規(guī)范著錄格式要求的基礎(chǔ)上，對錄入的重要數(shù)據(jù)項提供了校驗機制，對不符合著錄要求的數(shù)據(jù)給出錯誤提示，避免了用戶填寫錯誤。比如，地質(zhì)勘查單位的組織機構(gòu)代碼、項目名稱、資料檔號、鉆孔編號等數(shù)據(jù)項采集時不能為空，鉆孔類別與工作程度的正確對應(yīng)及其它常用數(shù)據(jù)的取值及范圍校驗等。

4 小 結(jié)

針對鉆孔屬性庫系統(tǒng)設(shè)計中的典型場景，如數(shù)據(jù)表多、字段多、需要經(jīng)常調(diào)整等，筆者經(jīng)過認真的調(diào)研和反復(fù)的比較，摸索出采用動態(tài)生成策略的方法來解決此類問題。經(jīng)試點應(yīng)用，該策略高效地完成了屬性數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，降低了軟件的維護開銷。實際上，本文的方法具有較高的通用性，不僅適用于地質(zhì)鉆孔屬性數(shù)據(jù)的采集，在其它類似的場景中，比如油氣、林地、化工、海洋等其他行業(yè)也可以靈活運用。

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