本系统用户可分为两类:一般用户和系统管理员。一般用户是系统的服务对象, 可利用系统进行数据查询、数据浏览和数据申请等; 系统管理员具有管理全部数据、用户权限管理、数据存取管理权限, 主要需求是进行用户管理、字典管理、数据管理、数据查询、数据浏览、服务登记、服务统计。

在大井坡试验场完成了地面物探、航空物探、遥感以及地质填图等工作, 获得丰富的地质、地球物理和遥感资料, 主要有1:5万地面物探(重力、电阻率测深、瞬变电磁法)测量数据, 1:5万航空物探(重/磁)综合测量数据和1:10万航空物探(重/磁/遥)综合测量数据, 物性测量(密度和磁化率)测量数据, 1:5万地质填图数据等。编制了大井坡试验场地面物探基础图件(地面布格重力异常等值线、地面电阻率测深剖面、地面瞬变电磁剖面), 航空物探基础图件(航磁Δ T剖面和等值线、航空自由空间重力异常剖面和等值线、航空布格重力异常等值线和异常等值线), 遥感影像(1:5万航空遥感影像和实测DEM影像, 1:5万DEM卫星地形影像, 1:5万SPOT卫星遥感影像, 1:10万TM卫星遥感, 1:10万视立体TM卫星遥感图等), 1:5万地质图和主剖面地质剖面, 1:5万地质解释图件(地质— 地球物理综合解释剖面、岩性构造解释成果图等)。并编写了地面物探、航空物探与遥感等工作报告, 课题或项目成果报告等。

上述数据资料中, 磁场数据、重力场数据、遥感数据以及地质填图数据等均具有空间位置特性, 即与地理坐标是密不可分的。在信息系统中, 将此类数据称为空间数据, 而把与位置无关的数据称为非空间数据, 例如物探测量中的比例尺、测量仪器信息、测量精度信息、测量人员信息, 测量工作报告等。空间数据又可分为矢量数据(等值线图、地质图等)和栅格数据(遥感影像图); 非空间数据可分为属性数据(课题或项目相关信息, 物探测量有关信息等)、文字报告。各类数据的用户服务需求及对数据的组织管理现状如表1所示。

表1

表1

表1 大井坡试验场数据服务与管理需求 数据类型 服务需求 组织管理 矢量数据 支持用户通过元数据服务目录, 查看数据的快视图; 支持申请用户的数据下载 按测量方法、不同高度、处理方法进行分级目录存储, 数据通过MXD文档进行管理 栅格数据 支持用户基于元数据查询到某类数据; 查看影像快视图; 支持申请用户的数据下载 按栅格数据来源类别分目录组织存储, 通过文件目录链接方式实现数据调用 属性数据 支持用户通过元数据服务目录查看, 支持申请用户的数据下载 按测量方法、处理过程进行分级目录存储, 数据通过GDB进行管理 文字报告 支持用户在线查看及下载 按报告类型、名称进行目录组织存储

表1 大井坡试验场数据服务与管理需求

建成后的系统需集数据入库、管理和共享服务于一体, 具有对大井坡试验场各类数据的入库、查询、审批、分发等功能, 满足现有数据管理业务需求, 同时支持多用户、多任务并发访问, 满足用户对数据资源的快速检索和服务申请。

大井坡航空地球物理综合试验场信息系统建设的目标是为行业内用户提供便捷的高质量数据服务, 考虑到大井坡航空地球物理综合试验场数据安全性和服务共享的需求特点, 系统建设采用了信息服务与信息管理物理分离的方式, 即设计采用B/S +C/S混合架构、4层体系结构的模式进行系统研发(图1)。为了便于用户使用, 信息服务系统采用B/S架构, 用户使用Web浏览器即可直接访问本系统。信息管理系统包括各类数据入库、数据管理、系统管理等功能, 功能多且复杂, 采用C/S架构有利于系统管理和应用。两个系统均采用4层结构, 其中, 软、硬件支持层为系统建设提供了必备的软、硬件环境, 以ArcGIS File Geodatabase为支撑, 实现大井坡各类型数据建模、组织和管理; 数据层存储了现有大坡试验场各类型数据; 业务层为B/S服务系统和C/S数据管理系统提供各类功能模块; 用户层管理系统中各类使用用户及其权限。

图1

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	图1 大井坡试验场信息服务与管理系统总体架构

基于大井坡试验场信息服务和管理系统的总体架构, 大井坡试验场数据服务的业务流程可分为用户数据申请、管理员审批、数据检索、数据导出、数据传输、数据下载6个流程(图2)。用户通过客户端浏览器进入大井坡试验场数据服务系统后, 查询、浏览发布的大井坡试验场元数据服务目录信息, 记录所需数据编码, 通过浏览器客户端提交数据申请, 系统管理员收到用户申请进行审批后, 在大井坡数据管理库中进行数据查询检索和数据导出, 在大井坡信息服务系统中对用户进行授权后, 用户便可将申请的数据下载到本地。

图2

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	图2 大井坡试验场信息管理与服务系统业务流程设计

大井坡试验场数据存储管理首先需根据数据类型建立信息分类编码体系, 使用统一的数据目录, 结合大井坡试验场数据特点及类型, 构造大井坡试验场数据的信息资源目录体系。共设置3类一级数据管理目录节点, 包括“ 实测调查数据” 、“ 研究成果数据” 、“ 元数据” 3大数据包。“ 实测调查数据” 包括试验场“ 原始测量数据集” 、“ 处理转换数据集” , 通过“ 数据集” 实体统一组织管理。“ 研究成果数据” 包括“ 文字报告” 和“ 成果图件” 数据集, 其中, “ 文字报告” 是试验场建设研究中形成的文档类成果; “ 成果图件” 是试验场综合研究所编制的成果图件。“ 元数据” 又叫描述数据或诠释数据, 是描述一个资源对象, 并有助于该对象管理、定位、获取与利用的数据, 他信息量大但载体量小, 有利于网上检索、传输及浏览, 作为数据集的辅助数据, 用户可通过他在海量信息中快捷定位所需的资源对象。考虑到后期试验场建设中还会有新的数据集入库, 数据信息资源目录具有可扩展性, 系统管理员可根据需要在数据目录树中添加目录节点, 目录树中的每一级目录都是下一级目录或数据的父节点, 最后一级的数据都是一个叶节点。

大井坡航空地球物理综合试验场数据库结构设计是基于ArcGIS File Geodatabse的数据库引擎实现的。ArcGIS File Geodatabse数据库引擎是用于存储、处理和保护数据的核心服务引擎, 该服务能够设计和实现空间数据和非空间数据信息存储, 能充分满足大井坡航空地球物理试验场数据存储的需要。“ 实测调查数据” 的数据记录多、数据量大, 考虑到采用常规的表结构来存储会造成数据的存储、管理、检索、浏览和提取都非常困难, 因此属性表中采用大字段存储, 可以大大减少数据存储记录数, 提高数据的存取效率。“ 研究成果数据” 中成果图件数据集中的矢量数据采用FeatureData-set方式管理, 成果图件数据集中的栅格数据采用MosaicDataset方式管理, 成果图件中的文字报告数据采用大字段存储。“ 元数据” 是“ 实测调查数据” 与“ 研究成果数据” 必备的辅助数据及对外服务窗口, 采用大字段技术存储有利于数据快速共享服务。

为方便数据库管理员对数据库中的数据进行管理维护, 大井坡试验场信息管理库是基于C/S架构的管理方式, 从完成设计功能, 数据存储管理方式及数据量出发, 数据模型设计基于Viso 2007, 信息管理系统采用Microsoft Visual Studio 2010集成开发环境, .NET Framework 4.0、ArcGIS Engine 10.0 部署运行环境, 实现数据入库、元数据浏览、数据查询、数据导出等功能。

信息管理库支持航空物探原始测量数据库文件、航空物探处理后数据库文件、航空物探成果图件数据、遥感地质数据、文字报告5大类数据, 共计20种小类的元数据和空间数据入库, 通过关键字形式实现入库数据的查询检索, 为外部用户提供数据服务。

依据航空物探试验场数据共享服务的需要, 航空物探试验场综合服务系统系统采用ArcGIS Silverlight API技术进行开发, 通过ArcGIS Server REST接口提供数据服务, 系统功能实现的核心部分集中到服务器上, 实现数据资源浏览、数据申请、图集浏览等功能。系统中设置有6个主栏目及其子栏目, 向用户提供大井坡试验场建设的基本概况、航空物探多种测量方法数据信息、成果图件数据、成果报告信息, 航空地球物理试验场信息服务系统主界面如图4所示。外部用户通过元数据查询模式实现各类数据的检索, 并通过数据服务模块进行数据申请。系统同时支持数据管理员对数据服务统计的需求, 可按数据类型、时间、申请单位对服务次数和数据量进行统计。

图3

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	图3 大井坡航空地球物理试验场数据存储管理方式

图4

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	图4 航空地球物理试验场信息服务系统主界面