‘壹’ 基础数据库
(一)数据内容
基础数据库包括系统运行前所采集到的所有支撑数据,数据的具体内容在数据分类与数据源章节中已描述,概括可分为以下几类。
(1)遥感影像数据:包括历史图像数据,以及按照一定监测周期更新的遥感图像数据。
(2)数字线划图数据:矢量数据(现状专题图和历史专题图数据)、栅格数据、元数据等。入库前数据以ArcInfoCoverage格式分幅或整体存储,采用地理坐标系统。
(3)数字栅格图数据:包括1∶5万和1∶10万基础地理图形数据的扫描栅格数据。
(4)数字高程模型数据:塔里木河干流河道1∶1万和“四源一干”区域1∶10万数字高程模型。
(5)多媒体数据:考察照片、录像、录音和虚拟演示成果等多媒体资料。
(6)属性数据:社会经济与水资源数据、水利工程数据、生态环境数据等。
(二)数据存储结构
1.栅格数据
栅格数据包括遥感影像、数字栅格图、数字正射影像图、数字高程模型等,这些数据的存储结构基本类似,因此可进行统一设计。遥感图像数据库与普通的图像数据库在存储上有些差别,遥感图像作为传感器对地理、空间环境在不同条件下的测量结果(如光谱辐射特性、微波辐射特性),必须结合同时得到的几个图像才可以认为是对环境在一定的时间条件下的完整的描述,也即是说,可能需要一个图像集合才能构成一个图像的完整的概念,并使之与语义信息产生联系(罗睿等,2000)。因此,遥感图像数据存储结构模型必须能够描述几个图像(波段)之间的逻辑关系。利用ArcSDE进行数据入库时,系统可自动建立各图像(波段)之间的关系,并按一定规则存储在数据库系统中。
对栅格数据在后台将采用Oracle数据库管理系统进行存储。Oracle系统可直接存储影像信息,并具有较强的数据管理能力,可以实现栅格数据信息的快速检索和提取。数据引擎采用ArcSDE,实现各类影像数据的入库。数据存储的关键是建立图幅索引,本系统数据的存储按图幅号、图名、采集时间等内容建立索引。
栅格数据依据图形属性一体化的存储思想,采用大二进制格式直接存储数据,这种方式的存储可实现内容的快速检索查询,按索引表检索出相关项后可直接打开栅格数据,提高栅格数据的管理效率。
2.矢量数据
本系统采用图属一体化思想即将空间数据和属性数据合二为一,全部存在一个记录集中的思想存储空间数据,是目前GIS数据非常流行的存储方法。考虑到数据的具体情况,决定采用数据库存储空间数据和属性数据,部分具有少量、定型几何信息的地理要素如水文测站、河流、湖泊等,采用图属一体化思想存储其信息,而与其有关联关系的大量、多边化的属性信息如水文信息,则存储在属性数据表中,利用唯一标识符信息建立两表的关联。
针对本系统空间数据的特点,系统按照“数据库—子库—专题(基础数据)—层—要素—属性”的层次框架来构筑空间数据库,按照统一的地理坐标系统来存储空间数据,以实现对地理实体/专题要素进行分层叠加显示。
3.多媒体数据
Oracle系统可直接存储图片和视频信息,并具有较强的数据管理能力,可以实现多媒体信息的快速检索和提取。多媒体数据存储的关键是建立索引表,本系统多媒体数据的存储按类型、时间、内容等项目建立索引,直接存储于Oracle数据库中。
多媒体数据存储时,可以将多媒体内容与索引表结构合为一体,采用大二进制格式直接存储,这种存储方式可实现内容的快速检索和查询,按索引表检索出相关项后可直接打开多媒体内容,而且多媒体数据库也便于维护管理。
(三)空间索引设计
1.矢量空间索引
确定合适的格网级数、单元大小是建立空间格网索引的关键。格网太大,在一个格网内有多个空间实体,查询检索的准确度就低。格网太小,则索引数据量成倍增长和冗余,检索的速度和效率低。每一个数据层可采用不同大小、不同级别的空间索引格网单元,但每层级数最多不能超过三级。索引方式设置遵循以下基本原则:
(1)对于简单要素的数据层,尽可能选择单级索引格网,减少RDBMS搜索格网单元索引的级数,缩短空间索引搜索的过程;
(2)如果数据层中的要素封装边界大小变化比较大,应选择2或3级索引格网;
(3)如果用户经常对图层执行相同的查询,最佳格网的大小应是平均查询范围的1.5倍;
(4)格网的大小不能小于要素封装边界的平均大小。为了减少每个格网单元有多个要素封装边界的可能性,格网单元的大小应取要素封装边界平均大小的3倍;
(5)格网单元的大小不是一个确定性的问题,需要多次尝试和努力才会得到好的结果。有一些确定格网初始值的原则,用它们可以进一步确定最佳的格网大小。
SDE(Spatial Data Engine,即空间数据引擎),从空间管理的角度看,是一个连续的空间数据模型,可将地理特征的空间数据和属性数据统一集成在关系型数据库管理系统中。关系型数据库系统支持对海量数据的存储,从而也可实现对空间数据的海量存储。空间数据可通过层来进行数据的划分,将具有共同属性的一类要素放到一层中,每个数据库记录对应一层中一个实际要素,这样避免了检索整个数据表,减少了检索的数据记录数量,从而减少磁盘输入/输出的操作,加快了对空间数据查询的速度。
ArcSDE采用格网索引方式,将空间区域划分成合适大小的正方形格网,记录每一个格网内所包含的空间实体(对象),以及每一个实体的封装边界范围,即包围空间实体的左下角和右上角坐标。当用户进行空间查询时,首先计算出用户查询对象所在格网,然后通过格网号,就可以快速检索到所需的空间实体。因此确定合适的格网级数、单元大小是建立空间格网索引的关键,太大或太小均不合适,这就需要进行多次尝试,确定合适的网格大小,以保证各单元能均匀落在网格内。利用ArcSDE的索引表创建功能,记录每一网格单元的实体分布情况,形成图层空间索引表。根据空间索引表,ArcSDE实现了对空间数据的快速查询。
2.栅格数据空间索引
栅格数据的空间索引通过建立多级金字塔结构来实现。以高分辨率栅格数据为底层,逐级抽取数据,建立不同分辨率的数据金字塔结构,逐级形成较低分辨率的栅格数据。该方法通常会增加20%左右的存储空间,但却可以提高栅格数据的显示速度。在数据库查询检索时,调用合适级别的栅格数据,可提高浏览和显示速度。
(四)入库数据校验
入库数据的质量关系到系统评价分析结果的准确性。数据在生产中就需要严格进行质量控制。依据数据生产流程,将数据质量控制分成生产过程控制和结果控制。生产过程控制包括数据生产前期的质量控制、数据生产过程中的实时质量控制,结果质量控制为数据生产完成后的质量控制(裴亚波等,2003)。对入库数据的校验主要是进行数据生产完成后的质量控制和检查。
1.规范化检查
(1)代码规范化:所有地理代码尽量采用国家标准和行业标准,例如,行政代码采用中华人民共和国行政区划代码国标。
(2)数据格式规范化:所有数据采用标准交换数据格式,例如,矢量数据采用标准输出Coverage格式和E00格式。
(3)属性数据和关系数据字段规范化:所有属性数据和关系数据提前分门别类地设计字段的内容、长短和格式,操作过程中严格执行。
(4)坐标系统规范化:本系统所有与空间有关的数据采用统一的空间坐标系统,即地理坐标系统。
(5)精度规范化:所有数据按照数据精度与质量控制中所要求的精度进行采集和处理。
(6)命名规范化:所有数据按照命名要求统一命名,便于系统的查询。
(7)元数据规范化:依照元数据标准要求,进行元数据检查。
2.质量控制
数据质量是GIS成败的关键。对于关系型数据库设计,只要能保证表的实体完整性和参照完整性,并使之符合关系数据库的三个范式即可。对于空间数据库设计,则不仅要考虑数据采样、数据处理流程、空间配准、投影变换等问题,还应对数据质量做出定量分析。
数据质量一般可以通过以下几个方面来描述(吴芳华等,2001):
(1)准确度(Accuracy):即测量值与真值之间的接近程度,可用误差来衡量;
(2)精度(Precision):即对现象描述得详细程度;
(3)不确定性(Uncertainty):指某现象不能精确测得,当真值不可测或无法知道时,就无法确定误差,因而用不确定性取代误差;
(4)相容性(Compatibility):指两个来源不同的数据在同一个应用中使用的难易程度;
(5)一致性(Consistency):指对同一现象或同类现象表达的一致程度;
(6)完整性(Completeness):指具有同一准确度和精度的数据在类型上和特定空间范围内完整的程度;
(7)可得性(Accessibility):指获取或使用数据的容易程度;
(8)现势性(Timeliness):指数据反映客观现象目前状况的程度。
塔里木河流域生态环境动态监测系统的所有数据在数据质量评价后,还需要从数据格式、坐标一致性等方面进行入库质量检验,只有通过质量检验的数据才可以入库。
3.数据检验
空间数据质量检验包括以下步骤:
(1)数据命名是否规范,是否按设计要求命名;
(2)数据是否能够正常打开;
(3)投影方式是否正确;
(4)坐标系统是否正确;
(5)改错是否完成,拓扑关系是否建立;
(6)属性数据是否正确,包括字段设置是否依据设计进行、是否有空属性记录、是否有属性错误记录等。
关系数据质量检验包括以下步骤:
(1)数据命名是否规范,是否按设计要求命名;
(2)数据是否能够正常打开;
(3)数据字段是否按设计要求设置;
(4)是否有空属性记录;
(5)是否有属性错误记录。
属性数据的校验,主要采用以下三种方式:
(1)两次录入校验:对一些相互之间毫无关联的数据,进行两次的录入,编写程序对两次录入的结果进行比较,找出两次录入结果不一样的数据,查看正确值,进行改正。
(2)折线图检验:对一些相互之间有关联的序列数据,如人口统计数据,对这一类数据,编写程序把数据以折线图的形式显示在显示器上,数据的序列一般都有一定规律,如果出现较大的波动,则需对此点的数据进行检查修改。
(3)计算校验:对一些按一定公式计算后所得结果与其他数据有关联的数据,如某些数据的合计等于另一数据,编写程序对这类数据进行计算,计算结果与有关联的数据进行比较,找出结果不一样的数据,查看正确值,进行改正。
图形数据的校验,主要包括以下步骤(陈俊杰等,2005):
(1)图层校验:图形要素的放置图层是唯一的。对于入库的Coverage数据,系统将根据图层代码进行检查,确保图形要素对层入座。
(2)代码检查:图形要素的代码是唯一的。对于入库的Coverage数据,系统将根据入库要素代码与特征表中的代码进行比较,确保入库数据代码存在,杜绝非法代码入库。
(3)类型检查:对入库的数据,检查该要素的类型与特征表中的类型是否一致,确保图形要素对表入座。如点要素、线要素、面要素仅能赋相应的点、线、面代码,且该代码必须与特征表中的数据类型代码相同。
(4)范围检查:根据入库的数据,确定该类要素的大体范围(如X、Y坐标等),在数据入库前,比较入库数据与范围数据的大小,若入库数据在该范围内,则入库,否则给出提示检查信息。
(五)数据入库
1.遥感影像数据
利用空间数据引擎———ArcSDE可实现遥感影像数据在Oracle数据库中的存储和管理,在影像数据进行入库时,应加入相应的索引和影像描述字段。
遥感影像入库步骤:
(1)影像数据预处理:要将塔里木河遥感影像数据库建成一个多分辨率无缝影像数据库系统,客观上要求数据库中的影像数据在几何空间、灰度空间连续一致。因此,在数据采集阶段就需要对影像数据进行预处理,包括图像几何校正、灰度拼接(无缝镶嵌)、正射处理、投影变换等。
几何校正的目的是使校正后的图像重新定位到某种地图投影方式,以适用于各种定位、量测、多源影像的复合及与矢量地图、DTM等的套合显示与处理。几何校正多采用二次多项式算法和图像双线性内插重采样法进行图像校正。将纠正后具有规定地理编码的图像按多边形圈定需要拼接的子区,逐一镶嵌到指定模版,同时进行必要的色彩匹配,使整体图像色调一致,完成图像的几何拼接,再采用金字塔影像数据结构和“从粗到精”的分层控制策略实现逐级拼接。
数字正射影像具有统一的大地坐标系、丰富的信息量和真实的景观表达,易于制作具有“独立于比例尺”的多级金字塔结构影像。可以采用DTM和外方位元素经过数字微分纠正方法,获得数字正射影像,它的基本参数包括原始影像与正射影像的比例尺、采样分辨率等(方涛等,1997)。
投影变换需根据数据库系统定义的标准转换到统一的投影体系下。
(2)影像数据压缩:随着传感器空间分辨率的提高和对遥感信息需求的日益增长,获取的影像数据量成几何级数增大,如此庞大的数据将占用较大的存储空间,给影像的存储和传输带来不便(葛咏等,2000)。目前,系统处理的遥感影像数据已达数百千兆,单个文件的影像数据最大达到了2G,这样的数据量在调用显示时速度很慢,对影像数据进行压缩存储,将大大提高影像访问效率。本系统采用ArcSDE软件提供的无损压缩模式对入库影像进行压缩。
(3)影像导入:遥感影像的入库可通过ArcSDE或入库程序进行导入,并填写相关的索引信息,在入库时对大型的遥感影像数据进行自动分割,分为若干的块(tiles)进行存储。
(4)图像金字塔构建:采用ArcSDE提供的金字塔构建工具在入库时自动生成图像金字塔,用户只需要选择相应的参数设置即可。图像金字塔及其层级图像按分辨率分级存储与管理。最底层的分辨率最高,并且数据量最大,分辨率越低,其数据量越小,这样,不同的分辨率遥感图像形成了塔式结构。采用这种图像金字塔结构建立的遥感影像数据库,便于组织、存储与管理多尺度、多数据源遥感影像数据,实现了跨分辨率的索引与浏览,极大地提高了影像数据的浏览显示速度。
2.数字线划图
对纸图数字化、配准、校正、分层及拼接等处理后,生成标准分幅和拼接存储的数字矢量图,就可以进行图形数据入库。
(1)分幅矢量图形数据、图幅接合表:按图形比例尺、图幅号、制作时间、图层等方式,通过入库程序导入到数据库中,同时导入与该地理信息相对应的属性信息,建立空间信息与属性信息的关联。
(2)拼接矢量图形数据:按图形比例尺、制作时间、图层等方式,通过入库程序导入到数据库中,同时导入与该地理信息相对应的属性信息,建立空间信息与属性信息的关联。
3.栅格数据
对纸图数字化、配准、校正、分层及拼接等处理后,生成标准分幅和整体存储的数字栅格图,然后进行图形数据入库。
(1)分幅栅格图形数据、图幅接合表:按图形比例尺、图幅号、制作时间等方式,通过入库程序导入到数据库中。
(2)整幅栅格图形数据:按比例尺、制作时间等方式,通过入库程序导入到数据库中。
4.数字高程模型
(1)分幅数字高程模型数据、图幅接合表:按图形比例尺、图幅号、制作时间等方式,通过入库程序导入到数据库中。
(2)拼接数字高程模型数据:按比例尺、制作时间等方式通过入库程序导入到数据库中。
5.多媒体数据
多媒体数据入库可根据多媒体数据库内容的需要对入库数据进行预处理,包括音频、视频信息录制剪接、文字编辑、色彩选配等。对多媒体信息的加工处理需要使用特定的工具软件进行编辑。由于音频信息和视频信息数据量巨大,因此,对多媒体数据存储时需采用数据压缩技术,现在的许多商用软件已能够直接存储或播放压缩后的多媒体数据文件,这里主要考虑根据数据显示质量要求选择采用不同的存储格式。图4-2为各类多媒体数据的加工处理流程。
图4-2 多媒体数据加工处理流程图
6.属性数据
将收集的社会经济、水利工程、生态环境等属性资料,进行分析整理,输入计算机,最后经过程序的计算处理,存储到数据库中,具体流程如图4-3所示。
图4-3 属性数据入库流程图
‘贰’ 常用的BIM建模软件有哪些
1、Autodesk
Autodesk用于建筑设计、土地资源开发、生产、公用设施、通信、媒体和娱乐。Autodesk始建于 1982 年,Autodesk 提供设计软件、Internet 门户服务、无线开发平台及定点应用,帮助遍及 150 多个国家的四百万用户推动业务,保持竞争力。
2、ArchiCAD
ArchiCAD提供基于BIM的施工文档解决方案,简化了建筑的建模和文档过程,即使模型达到前所未有的详细程度。ArchiCAD自始至终的BIM工作流程,使得模型可以一直使用到项目结束。
3、Vectorworks
Vectorworks产品系列由 Nemetschek Vectorworks 公司出品,是建筑设计领域里十分强大而有用的软件。
Vectorworks在欧美及日本等工业发达国家都是设计师的首选工具软件。Vectorworks提供了许多精简但强大的建筑及产品工业设计所需的工具模组;在建筑设计、景观设计、舞台及灯光设计、机械设计及渲染等方面拥有专业化性能。
4、Bentley GEOPAK
是一款集成的土木设计和工程的软件,是开展各类土木工程和运输项目的理想之选。
GEOPAK 应用程序由经验丰富的土木工程师和专业测量师开发和提供支持,在围绕规划-生产为重心的理念指引下,工程师们能够通过连续不断的勘查和施工过程提供高质量的项目成果。
5、Digital Project
Digital Project可细分为Designer、Manager与Extensions等3部分,软件功能偏重于建筑工程的设计及施工作业,具备整合大型且复杂项目的能力。
‘叁’ 系统数据库和模型库设计
(一)系统数据库类型
数据库是整个农用地分等信息系统的基础,是系统开发设计要考虑的重中之重。在数据形式上,系统数据库包括两大块:一是空间数据库,二是属性数据库。目前的空间数据技术已从以MapInfo为代表的混合型数据库(空间数据库+关系型数据库)发展到以ArcInfo的Coverage为代表的拓展型数据库。鉴于农用地分等属性数据量庞大,为减少数据冗余,提高数据检索的速度,本研究采用空间数据和属性数据分开管理的模式,依据关键字段进行绑定,进行科学索引,从而实现空间数据和属性动态链接和高效整合。
1.空间数据库
江苏省农用地分等信息系统空间数据库内容包括以下方面:
(1)土地利用现状图层:全省13个省辖市以1996年土地利用现状图为基础,经变更调绘形成以2000年为基准年的土地利用现状图,以现行的土地分类标准按八大类分类进行信息提取并分层存储,系统分别存储为耕地、林地、水域、未利用地、建设用地等图层。
(2)全省土壤类型图层:以土属为分类单位,比例尺为1:20万。
(3)1996年和2000年全省行政区划图层:在行政区划中精确到乡镇级别,分别提取存储了市名图层、县(区)名图层、乡(镇)名图层、全省行政界线图层、市级行政界线图层、县(区)级行政界线图层、乡(镇)级行政界线图层。
(4)评价单元图层:通过GIS空间叠加功能,利用土地利用现状图、行政区划图和土壤类型图叠加产生的评价单元图层,建立分等评价单元数据库。
2.属性数据库
江苏省农用地分等信息系统属性数据库内容包括以下方面:
(1)土壤属性数据:以全国第二次土壤普查为基础,结合全省土壤监测样点数据,建立土壤质量状况数据库,最小单位为土种,包括pH值、有机质含量、表层土壤质地、耕层厚度、障碍层深度、水土侵蚀程度、盐渍化程度数据。
(2)农田水利环境数据:建立了1996~2000年间各乡镇农田水利环境基础数据库,包括灌溉保证率、排水条件数据。
(3)土地利用现状数据:建立了全省13个省辖市的以1996年土地利用现状图为基础,经变更调绘形成的以2000年为基准年的土地利用现状数据库,区分耕地中的详细用地类型差异,标示水田、旱地、荒草地等纳入本次评价范围的用地内容。
(4)全省地形地貌数据库。
(5)农业区划数据:输入了江苏省农业区划数据,把江苏全省划分为6大区划,以乡镇为最小级别,建立全省乡镇的区划归属数据库。
(6)农业耕作制度数据:建立了全省各市、县、乡镇的农业耕作制度数据库,包括指定作物水稻和小麦的播种空间分布状况数据库。
(7)光温生产潜力数据:建立了全省各市、县指定作物水稻和小麦的光温生产潜力和气候生产潜力数据库。
(8)农业投入-产出数据:全省13个省辖市以乡镇为单位,建立了1996~2000年农业生产投入-产出数据库。
(9)作物产量数据:全省13个省辖市以乡镇为单位,建立了1996~2000年的指定作物水稻和小麦的产量数据库。
(10)土地利用详查分类面积数据:全省13个省辖市以乡镇为单位,建立了2000年土地利用详查分类面积数据库。
从数据格式上分,数据库又可分为:①图件数据库:指空间数据以及绑定在空间数据上的相关属性数据,本次江苏省农用地分等建立了以分等单元为记录的属性数据库,并通过关键字段与空间数据关联;②分类统计数据库:包括全省13个省辖市以乡镇为单位的1996~2000年指定作物产量统计数据和全省13个省辖市以乡镇为单位的2000年土地利用详查分类面积统计数据。
(二)系统数据库管理模式
为减少数据存储冗余,同时提高索引速度,江苏省农用地分等信息系统数据文件采用普遍的目录树形式进行管理,按省-市-县行政体系分别存储相关数据。全省建立13个省辖市分目录,分目录下按照各自所含的县(区)建立子目录。根据目前行政管理体系现状,基础资料大多来源于县级行政单位,因此采用县(区)为基本行政单位较为合理,在保证资料来源的同时,也利于资料的分类归档存储。其相对应的空间图件数据也按精度要求分割到县级行政单位,既能减少系统调用数据的吞吐量,同时也满足了系统的精度需求。空间数据、属性数据、文本数据按照各自所属的行政级别归类存储,同时设立数据文件管理器进行目录文件的索引管理,见图3-86。
图3-86 江苏省农用地分等信息系统数据文件管理模式图
(三)系统数据库结构
数据库的结构设计决定了数据之间的调用及接口关系,清晰的逻辑调用关系和统一的数据接口格式有利于数据的组织、管理、调用。
1.空间数据库
江苏省农用地分等信息系统空间数据库以矢量图件的形式存在,以分图层的方式管理,包括了全省行政界线、土壤类型、按八大类分别提取的土地利用现状、分等单元等图层。其中,分等单元图层作为农用地分等的基础,考虑到图层本身信息量大,可能影响到系统运行效率,因此所在图层的属性表中只保留了ID字段,通过ID字段与外部属性库绑定,实现分等单元与外部属性库一一对应关系。ID字段是本图层的特征代码,表征了单元的唯一性,能体现出单元的图上位置和行政归属。《农用地分等定级规程》(国土资源大调查专用)和《中华人民共和国行政区划代码》(GB/T 2260-1999)为本研究分等单元代码的编码依据;本研究有1996年和2000年两套行政区划工作底图,为此分等单元特征代码共设14位,依次为江苏省代码(2位)-市代码(2位)-2000年县或区代码(2位)-2000年乡镇代码(2位)-1996年县或区代码(2位)-1996年乡镇代码(2位)-分等单元号(2位)。其中,省、市、县(区)的行政代码按国家统一代码,乡镇级代码在县(区)范围内根据划分分等单元的需要依次编码;分等单元编号的原则是不破乡镇界,即单元号是在同一乡镇内部自行编码。示例:32011501210101,指1996年江苏(32)南京(01)市江宁县(21)由于2000年行政调整变更为南京(01)的江宁区(15)。按行政体系分级编码的优点是有利于空间查询和国土资源管理部门根据工作需求按行政级别分类汇总统计数据。
2.属性数据库
江苏省农用地分等信息系统采用关系型数据库来存储数据,优点是结构清晰明了,数据的更新维护方便,通过索引能优化数据库,建立快速的查询浏览(表3-26~表3-30)。
表3-26 行政代码数据结构表
表3-27 土壤属性数据结构表
表3-28 农田水利设施数据结构表
表3.29 指定农作物投入-产出数据结构表
表3-30 农业耕作制度及农业区划表
(四)系统模型库
系统以《农用地分等定级规程》(国土资源大调查专用)中的相关技术方法和计算模型为基础,在模型库中预先内置了分等计算模型。模型库是动态,它允许专家根据情况动态调整计算模型形式及其参数。系统主要模型的数学计算公式如下:
(1)农用地自然质量分值(Clij)计算公式见式(3-11)。
(2)样点土地利用系数计算公式:
中国耕地质量等级调查与评定(江苏卷)
式中:
Klj´——样点的第j种指定作物土地利用系数;
Yj——样点的第j种指定作物实际单产;
Yj,max——第j种指定作物最大标准粮单产。
(3)等值区土地利用系数计算公式:
中国耕地质量等级调查与评定(江苏卷)
式中:
Klj——等值区内第j种指定作物土地利用系数;
Klj´——参与计算的同一等值区内合格样点第j种指定作物土地利用系数;
n——排除异常数据后参与计算的样点的个数。
(4)样点土地经济系数计算公式:
中国耕地质量等级调查与评定(江苏卷)
式中:
Kcj′——样点的第j种指定作物土地经济系数;
Yj——样点第j种指定作物实际单产;
Cj——样点第j种指定作物实际成本;
Aj——第j种指定作物最高“产量-成本”指数。
(5)等值区土地经济系数计算公式:
中国耕地质量等级调查与评定(江苏卷)
式中:
Kcj——等值区内土地经济系数;
Kcj´——参与计算的同一等值区内合格样点第j种指定作物土地经济系数;
n——排除异常数据后参与计算的样点的个数。
(6)农用地自然质量等指数(Ri)计算公式见式(3-12)和式(3-13)。
(7)农用地利用等指数(Yi)计算公式见式(3-14)和式(3-15)。
(8)农用地经济等指数(Gi)计算公式见式(3-16)和式(3-17)。
‘肆’ 常用的BIM建模软件有哪些
常用的建模有:REVIT、TFAS、RHINO、3DSMAX、MAYA、SU、BENTLY-ABD、CATIA。
1、Revit:Revit是美国Autodesk公司一套系列软件的名称。Revit具有强大而又独特的族库功能。在目前国内建筑市场核心建模软件中Revit的市场占有率最高,全球通用性最强,欧特克旗下多款软件与Revit数据交互性较强。
‘伍’ 中国农村水利水电的投稿要求
1 题 名
题名应简明、具体、确切,概括文章的要旨,符合编制题录、索引和检索的有关原则并有助选择关键词和分类号。中文题名一般不超过20个汉字,必要时可加副题名。题名中应避免使用非公知公用的缩略语、字符、代号以及结构式和公式。文献标识码为A、B、C三类的文章还应有英文题名。
2 作者、工作单位及作者简介
2.1 中国作者姓名的汉语拼音采用如下写法:姓前名后,中间为空格。姓氏的全部字母均大写,复姓应连写。名字的首字母大写,双名中间加连字符;名字不缩写。如:
WANG Xi-lian(王锡联),外国作者的姓名写法遵从国际惯例。
2.2 作者的工作单位应包括单位全称、所在省市名及邮政编码,以便于联系和统计文章的分布;单位名称与省市名之间应以逗号“,”分隔。整个数据项用圆括号“( )”括起。例:
(中国科学技术大学数学力学系,安徽合肥 230001)。英文摘要中的作者工作单位还应在省市名及邮编之后加列国名,其间以逗号“,”分隔。例:(Institute of Nuclear Energy Technology, Tsinghua University, Beijing l00084, China)。
2.3 多位作者的署名之间应用逗号“,”隔开,不同工作单位的作者,应在姓名右上角加注不同的阿拉伯数字序号,并在其工作单位名称之前加与作者姓名序号相同的数字,以便于建立作者与其工作单位之间的关系;各工作单位之间连排时以分号“;”隔开。例:
韩英锋1,王仲鸿2,林孔兴2,相永康2,黄其励2,蒋建民3
(1. 清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084;2. 华中电力集团公司,湖北武汉430027;3. 东北电力集团公司,辽宁沈阳 110006)
2.4 作者简介应包括姓名,年龄,职务,研究方向,Email。如作者简介:李娜(1965-),女,内蒙古人,博士,主要从事农业水工建筑物及水动力学研究。E-mail:xxx
3 摘要
3.1 凡文献标识码定为A、B、C三类的期刊文章均应附中文摘要,其中A类文章还应附英文摘要。摘要应具有独立性和自含性,不应出现图表、冗长的数学公式和非公知公用的符号、缩略语。
3.2 摘要(abstract)是对科技论文、学术报告的主要内容的准确概括而不加任何注释和评论的简短陈述。其内容可分为两大类:一类是说明性或陈述性摘要。说明性摘要或称指示性摘要,只说明论文或报告的主题思想,一般不介绍文章的内容。而陈述性摘要除了陈述主题思想外,还要陈述论文的中心句及中心事物;二是资料性摘要和报道性摘要。这类摘要除了介绍文章的要点外,还要扼要地介绍文章的主要内容,即主要信息。一般中文摘要的篇幅以200 ~ 300 字为宜;英文摘要EI检索要求不超过1500字符或150个单词。从语言修辞上讲,应是开门见山直入主题,准确简练,内容精练。从语言结构上讲,尽量不要使用复杂的长句,应广泛使用非谓语动词和被动语态常见形式:英语摘要的基本内容:①从事此项研究的目的,即研究工作的缘由、问题、重要性;②研究内容及过程;③所取得的成果或结论;④所获成果或所获得结论的意义及重要性。
3.3 英文摘要要求如下:
导言 提出研究目的并引入论题 In China, the security of Beijing, Shanghai and Guangzhou Power System are increasingly threatened by transient voltage instability.(在京、沪、穗三大负荷中心电网暂态电压稳定问题日益突出的情况下。 )
方法 介绍研究方法及展示途径 Based on actual incidents, three voltage collapse scenarios are concluded.(通过分析近年的失稳事故,总结出发生电压崩溃的3种可能,并使用…… )
结果 通报具体研究成果 The results show that that the volage may collapse or recovery too slowly under the conditions of line trip or sudden increased of loads.(结果表明,京、沪、穗电网……需要进行无功补偿。)
结论 由研究结果推出普适性 Dynamic reactive power compenscition is needed, and STATCOM is efficient to stablize the voltage without load shedding.(安装静止补偿器在不切负荷下使用系统电压符合稳定运行的要求。 )
4.关键词
4.1 关键词是反映文章最主要内容的术语,对文献检索有重要作用。凡文献标识码为A、B、C三类者均应标注中文关键词,有英文摘要者应同时给出英文关键词。一般每篇文章可选3~5个关键词。
4.2 多个关键词之间应用分号“;”分隔。中、英文关键词应一一对应。中文关键词前应冠以“关键词:”,英文关键词前冠以“Key words:”作为标识。例:
关键词:喷头;水量分布;传感器;测试机理;自动测试
Key words:sprinkler;rainfall distribution;sensor;measuring mechanism;auto-measuring
5 中图分类号
5.1 凡具有文献标识码的文章均应标识中图分类号。
5.2 采用《中国图书馆分类法》(第4版)进行分类。文章一般标识1个分类号,多个主题的文章可标识2或3个分类号;主分类号排在第一位,多个分类号之间应以分号“;”分隔。分类号前应以“中图分类号:”作为标识。例:中图分类号:TK730.2;O357.5。
6 文献标识码
6.1 为便于文献的统计和期刊评价,确定文献的检索范围,提高检查结果的适用性,每一篇文章或资料应标识一个文献标识码。
A——理论与应用研究学术论文(包括综述报告)。
B——实用性技术成果报告(科技)、理论学习与社会实践总结(社科)。
C——业务指导与技术管理性文章(包括领导讲话、特约评论等)。
D——般动态性信息(通讯、报道、会议活动、专访等)。
E——文件、资料(包括历史资料、统计资料、机构、人物、书刊、知识介绍等)。
不属于上述各类的文章以及文摘、零讯、补白、广告、启事等不加文献标识码。
6.2 文献标识码以“文献标识码:”,如:文献标识码:A
7 基金项目
7.1 基金项目指文章产出的资助背景,属于文章题名注释的一种,如国家自然科学基金、教育部博士点基金等。
7.2 获得基金资助产出的文章应以“基金项目:”作为标识,注明基金名称,并在圆括号内注明其项目编号。基金项目名称应按照国家有关部门规定的正式名称填写;多项基金项目应依次列出,其间以分号“;”隔开。例:基金项目:国家自然科学基金资助项目(59637050);国家高技术研究发展计划(“863”计划)科技专项课题资助项目(2002AA2Z4290)。
8 正文
正文开头简明扼要,写明论文的主题原意。正文中各标题编号层次不宜过多。一般为三级,各层次一律用阿拉伯数字分级,如1、2…,1.1、1.2…,1.1.1、1.1.2…。方法部分凡已有文献记载的,引用文献即可;若对文献记载的方法进行改进或有创新,应详细写明。
9 表格和插图
文稿中的表格采用三线表形式,除应注明表序、表名外,表内所用外文符号及其单位应与文稿中相应的外文符号及其单位一致。文稿中的插图请注明图序和图名,插图中的外文符号及其单位应与文稿中相应的外文符号及其单位一致。机械图、电路图等的描绘应依照有关国家标准。除机械图外,其他插图中所标尺寸均应注明单位。文稿中的物理量符号(包括脚标)须给出相应的意义解释(必要时在文稿后附上本文符号意义表)。图题和表题请用中、英文两种语言书写,其格式如下:
图题: 图1 复合土工膜防渗梯形渠道断面
Fig.1 Section of seepage-proofing trapezoid canal with compound geomembrane
表题: 表1 材料力学参数
Tab.1 the mechanical parameters
10 对图的要求
10.1 要求图片清晰度必须在600像素点或以上(请作者一定保证图片的清晰度)。
10.2 图片中的字号大小用7磅,中文字用华文中宋(或者宋体加粗),英文和数字均用Times New Roman,请区分正斜体。
10.3 由于杂志印刷出刊后是黑白的,请图片都存成灰阶,不用存储成彩色。
10.4 如图做成单栏请将宽控制在85mm内,如做成通栏请将宽控制在170mm内。
10.5 图中示意的线条粗细请注意区分主次.
11 单位符号
11.1 根据有关规定,面积的单位不得以“亩”表示,应以“公顷”(hm2)表示。两者的换算关系为:1公顷(hm2)=15亩。
11.2 单位符号正体,通常小写,如m、g、s、min、d等。但来自人名者,首字母大写,如Pa、Hz、V、A等。另外,升采用大写L。十进位词头,千以下为小写,兆以上为大写。
12 斜体
需排斜体字的外文包括:常数K;量符号,如m(质量)、t(时间、温度)、c(量浓度)、p(压力)、A(面积)、V(体积)、L(长度)、v(速度)、F(力)、E(能量)、r、R(半径)、d、D(直径) 等;统计学符号,如t检验、F检验、P值等。
13 参考文献
参考文献是进行科学研究和撰写论文的重要基础。引录参考文献的目的:一是反映出真实的科学依据,表明作者的科学态度;二是分清是自己的观点、研究成果还是别人的观点、研究成果,体现对别人劳动成果的尊重;三是便于文献检索和方便读者进一步深入研究。参考文献必须是已经发表的文献,作者引用本人文献不超过所引文献总量的1/3。参考文献引用采用顺序编码制格式着录,按文献序号在引用处文字末、句号前加“[]”标于右上角,并与文末参考文献序码对应一致,主要参考文献编排格式如下。
a.专着、论文集、学位论文、报告
[序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识(M—专着、D—学位论文、R—研究报告、S—标准、P—专利、Z—其他文献类型)].出版地:出版者,出版年.起业页码(任选).
b.期刊文章
[序号]主要责任者.文献题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码.
c.论文集中的析出文献
[序号]析出文献主要责任者.析出文献题名[M]//原文献主要责任者(任选).原文献题名.出版地:出版者,出版年.析出文献起止页码.如:
d.报纸文章
[序号]主要责任者.文献题名[N].报纸名,出版日期(版次).
e.国际、国家标准
[序号]标准编号,标准名称[S].
f.专利
[序号]专利所有者.专利题名[P].专利国别:专利号,出版日期.
g.电子文献
对于非纸张型载体的电子文献,当被引用为参考文献时需在参考文献标识中同时标明其载体类型。
电子文献载体类型用双字母表示。如,磁带——MT,磁盘——DK,光盘——CD,联机网络——OL。
电子文献类型标识为:数据库——DB,计算机程序——CP,电子公告——EB。
[序号]主要责任者.电子文献题名[电子文献及载体类型标识].电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).
‘陆’ 建立一个供水系统的地理数据库
地理信息系统对国土资源管理的支持
地理信息系统最早应用在资源环境管理中,目前已经广泛应用于资源环境(如森林、矿产、水利、农业、牧业等) 的管理,自然资源(如林业、地质矿藏、水资源等) 的调查,自然灾害(如水灾、旱灾、虫灾、震灾等) 的监测、预报、评估,环境保护(如水土流失、荒漠化等的治理) 等方面。[4] 。作者据“中国期刊网”[ 5]“地理信息系统”、“GIS”论文的检索、统计分类,到2000 年地理信息系统在我国国土资源及其相关领域得到应用。
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在自然资源研究领域,有土地资源调查与分类、气候资源分析及农业气候区划、水资源可持续利用研究、湖泊资源动态研究、土壤养分的时空变异特征研究、土地生产潜力研究、湿地资源调查、资源与环境动态监测;建立了土地详查、水资源信息系统,土地开发与管理决策支持系统、土壤数据库系统。
在生态环境研究领域,有湿地资源及其生物多样性的遥感监测、景观生态研究与设计、植被景观空间格局及其环境响应特征研究、动物生态与动物地理分布、动物生境概率评价、水生植物生态学研究、估算植被光利用率、植被类型与气候因子关系的研究、流域生物圈保护区动物生境定量分析、植物地理分布式样研究、景观资源情况探测、昆虫区域性空间分布格局及动态分析、环境生态形势的空间分异研究、移民安置区内生态系统的管理、土壤养分空间变异特征研究、土地沙化/土地退化动态趋势研究、可持续农业景观生态规划与设计,建立了陆地脊椎动物分布的推论性预测模型。
在土地资源管理领域,有土地资源评价、土地利用现状动态监测、城市地价评估、土地利用结构对非点源污染的影响、土地利用现状计算机成图;建立了土地管理信息系统、土地资源动态监测技术系统、城市土地利用扩展模式、用地管理系统、基于网络的土地利用总体规划管理信息系统、红壤开发区多媒体电子地图与土地管理信息系统、县域土地利用现状数据库系统、土地利用总体规划管理信息系统。
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在地质领域,有区域地质调查、区域填图、区调野外空间数据快速采集、岩溶塌陷预测、城市地质环境评价、火山机构和火山喷发规模研究、估算岩溶区大气CO2 ;建立了地质数字化管理系统、地质图空间数据库、综合地质信息系统、岩土工程信息系统、边坡构造专题GIS、地学断面GIS。
在矿产资源领域,有煤田勘查、开采沉陷预测、找矿预测、金属矿产成矿预测与远景评估、编制矿产预测图、煤矿突水危险性预测、矿产资源管理;建立了铁矿供水管网地理信息系统、矿区地理信息系统(MGIS) 、矿山空间数据库、生产矿山资源评价与管理决策支持系统、开采沉陷预测化模型、矿山地理信息系统中巷道模型、面向MGIS 的开采沉陷应用子系统。
在林业领域,有森林与生态环境综合监测及评价、护岸公益林规划、林业资源调查、森林景观监测、林业模型、林场森林立地分类、内陆河流域的荒漠河岸林变化研究、优势树种与地形空间关系格局探讨、森林采伐量的监督、连续森林清查与估计蓄积量、林业区划、森林资源可持续利用空间格局分析、森林资源信息更新,建立了森林地理空间数据库。
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在农业领域,有集水高效农业工程、精细农业(精确农业) 、农业合理布局与区划、水稻气候生产潜力研究、农作物快速更新、农牧系统结构的区域差异及空间位移研究、害虫综合治理、水稻产量时空变化研究、估算作物面积、农作物遥感估产区划研究、气候变异对棉花产量影响的空间分析、棉花生产发展时空变异分析、农用土地适宜性评价、棉田土壤养分精准管理、土壤肥力综合评价,建立了变量施肥智能空间决策支持系统、旱作节水农业管理信息系统。
在水土保持领域,有铁路工程水土流失监测与管理、黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀产沙的地貌分带研究、土壤侵蚀与土地利用关系研究、区域水土流失快速定量评价、岩溶地区水土流失遥感定量监测研究、土壤侵蚀与其背景的空间分析,建立了小流域水土保持规划信息系统、区域水土流失评价模型、土壤侵蚀背景数据库、水土流失遥感定量模型、水土保持土壤侵蚀信息系统。
在水力与水利领域,有海岸工程冲淤分析、供水系统功能失效分析、水文站网管理、电子江图开发、水资源综合开发、河道演变分析,建立了岩溶地下水资源信息系统、潮汐河网区环境管理决策支持系统、堤防管理信息系统、水利工程宏观规划与信息管理系统、电子江图显示与信息系统数据库、水电规划决策支持系统、泥沙过程可视化分析系统、地表水资源开发管理信息系统、水环境空间信息管理系统、灌区地理信息系统、库区及河道地理信息系统。 专业的3S站 3s8.cn
在环境保护领域,有生态环境保护、大气环境质量预测、大气质量模型、大气污染扩散可视化、城市区域环境噪声标准适用区划分、城市噪声区划、水质管理、海湾陆源污染物总量控制、交通建设项目环境影响后评价、农业非点源污染研究、地质环境评价、水质现状评价、海水污染时空模拟与调控策略、近岸海域环境管理、突发性应急监测、水库水质模拟、机动车污染模拟、矿质污染沉积物疏浚及后续处理、地表水污染调查、现代水处理企业综合自动化方案、河水水环境背景分析、重点流域环境管理、区域水环境管理、地区环境综合评价,建立了城市环境监测与管理系统、大气污染扩散空间信息系统、环境航空测量与评价系统、环境决策支持系统、环境质量评价系统、环境敏感区信息系统、环境综合评价地理信息系统、突发性环境污染事故应急地理信息系统、自然保护区基础地理信息系统。
在灾害防治领域,有自然灾害区划、滑坡灾害研究、抗震防灾、抗震规划、活动断裂与地震的相关性研究、城市防震减灾应急决策、地震灾害损失快速评估、地质灾害风险评价与风险管理、地质灾害危险性区划、城市岩溶塌陷地质灾害风险评估、大地震社会经济影响的多学科评估、干旱监测、供水系统地震反应分析、土地沙漠化动态研究、蝗虫灾害防治研究、地裂缝灾害模拟与灾情预报研究、滑坡特征与危险性评价、洪水灾害风险区划,建立了区域历史地震信息系统、防震减灾信息系统、地震环境与潜在震源区信息系统、防洪空间数据库、海岸带信息管理系统与风暴潮预警子系统、重大自然灾害数据库、滑坡灾害制图的概率预测模型、城市防震减灾信息管理系统、城市火灾信息管理与分析系统、旱灾决策支持系统、森林火灾损失评估系统、区域洪涝灾害卫星遥感监测与评估系统、旱灾遥感监测研究- - 作物缺水指数模型、防震减灾应急决策信息系统。 专业的3S站 3s8.cn
在环境演变研究领域,有草地退化指数研究、多年气象观测数据处理、多年平均降水资源空间变化模拟、半干旱地区降雨- 径流关系模拟、环境演变信息的管理与应用。
在国土资源相关图件的制作领域,有森林分布图、水下地形成图、自然保护区植被分类系统与数字植被图、地面岩溶塌陷预测图件、气候资源及专题气候区划图集、建立城市基础地图数据库、城市基础数字地图库。
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‘柒’ 河北省地质资料信息服务集群化产业化数据库建设及服务社会的几点思路
段秀丽1 王庆民2
(1.河北省地质资料馆;2.河北省地质调查院)
摘要 本文通过总结河北省武安-沙河铁煤矿集区地质资料信息服务集群化产业化试点项目研究成果,概要介绍了项目各类地学数据库建设及维护的工作内容,以及应用的标准。项目在地质资料信息数据库建设及集群化方面取得了一定经验,建立一套技术方法及工作流程。通过对各类数据库内容及共性的研究,在各类资料数据空间及属性互联互通的基础上,初步建立了工作区地质资料信息共享服务平台。通过功能的定制,实现了信息的快速查询、综合利用、展示等。
项目的建设对河北省地质资料信息服务集群化产业化工作提供了思路。为下一步更好地推进此项工作奠定了基础。
利用集群化的信息资源提供多元、多层次产业化信息服务,发挥地质资料信息的社会效益和经济价值。
关键词 集群化 产业化 数据库维护 建设 全方位服务 思路
地质资料信息是经济社会发展的一项重要基础信息。新中国成立以来,河北省地质工作投入了大量资金,形成了上万档成果地质资料以及大量的实物地质资料和原始地质资料。但传统的地质资料信息管理方式大都是各单位分散管理,各部门各自为政,地区、行业之间缺乏畅通的数据共享渠道,处于相对封闭的状态。服务一般局限于某些特定的对象和行业,服务面窄,服务方式单一,服务内容简单,服务效率较低,造成信息资源的巨大浪费。如何推进地质资料信息服务集群化产业化,提升服务水平,成为广大地质资料管理工作者面临的重大挑战。地质资料信息服务集群化就是:打破地域、行业的限制,将孤立、零散的地质信息数据收集到一起,利用现代化的技术手段提高地质资料的信息化数字化程度,把各种相关资料信息分类整合起来,建立信息间的联系,从信息内部提炼出更有价值的新信息,并放到一个能被共享的信息平台上充分利用。地质资料信息服务产业化就是:根据各个行业社会各层的需求,主动扩大信息社会服务的范围,利用集群化的有利信息资源提供多元、多层次产业化信息服务,最大限度发挥地质资料信息的社会效益和经济价值。推进地质资料信息服务集群化产业化工作意义重大,是地质工作更好地满足经济社会发展的重要举措,是提高国土资源管理公共服务水平的重要内容。下面以河北省武安-沙河铁煤矿集区地质资料信息服务集群化产业化试点项目成果为例,对地质资料信息集群化数据库建设及产业化方面进行概括总结,并提出一些思路和看法。
1 全面开展地质资料集群化数据库建设与维护
1.1 建立基础地理地质数据库
基础地理数据主要包括等高线、地物控制点、地貌分区、行政区、行政界线、居民地、城镇区域、交通、水系、湖泊与水体等内容,为确保工作区内地物地貌的完整性,基础地理数据库的空间范围覆盖了整个工作区。基础地理数据要求各图层空间位置要精确,以便于数据的综合利用,数据采用统一的空间数据基础,坐标系类型为地理坐标系、椭球参数为西安80、坐标单位为“度”,空间数据精度为1:1万。基础地理数据来源主要是收集最新现势数据,通过矢量化、投影变换、误差校正、挂接属性等数据处理手段,满足数据库建设要求。
基础地质数据主要包括地层、岩性及岩相、侵入岩、脉岩、断层、矿产等数据图层,数据库建设数据的来源以1:5万、1:20万地质图空间数据库为主。基础地质数据类型、空间数据基础通过投影转换等与地理数据保持一致。
1.2 建立元数据目录数据库
元数据目录数据库内容主要包括各行业领域、各类地质工作资料成果的基本信息和索引内容,数据项和表格内容以成果地质资料目录数据库为主,表格中各数据项的内容和结构主要参照《DA/T 23—2000 地质资料档案着录细则》中的规定。
元数据目录数据库数据表的划分为:资料空间信息表、资料基本信息表、资料内容概要表、代码信息表。其中资料空间信息表中的数据内容以及各数据项的划分主要包括:资料标识码、档案编号、空间范围、保管单位等4项内容。资料标识码是工作区内各类地质资料的唯一标识码;档案编号主要是省地质资料馆、各单位资料馆中现存各档资料的编号;空间范围指各档地质资料工作区范围,单位为“度”,坐标系为西安80;保管单位指收集到的各类地质资料存放单位名称。
1.3 建立图文地质资料数据库
图文地质资料数据库是在图文扫描数字化的基础之上,按照相关的技术要求对已有的电子文件进行系统整理,建立集存储、管理、利用于一体的图文数据库,提高图文地质资料综合利用水平。
工作区图文数字化资料收集内容,主要是收集有关煤铁矿区的数字化成果资料,包括矿区地质工作的不同阶段、不同性质、不同专业领域的数字化成果资料,数据来源主要包括已有数字化成果和前期扫描的数字化成果。另外,还要收集整个工作区范围内的区域地质、矿产、水文、工程、环境、物探、化探、遥感等有关专业的基础性地质数字化成果资料。
已有电子资料处理,主要是指文件格式的标准统一和资料的分类。图文地质资料数据库中文件格式及资料分类标准参照《成果地质资料电子文件汇交格式要求》(国土资发〔2006〕210号)进行处理,图文扫描的成果资料中文字部分资料需要按照要求转换成PDF格式,其目录要与原件中的内容一一对应;图文地质资料分类依据主要包括资料类别、矿区名称、工作程度,其中资料类别分为:区调类、矿产勘查类、水工环勘查类、物化遥勘查类、地质科学研究类、技术方法研究类、其他类,区域地质调查类资料工作程度划分以比例尺为依据,矿产勘查工作程度分为:预查、普查、详查、勘探等。此外,文件目录的组织、存贮及命名按照数据库建设要求进行处理。
涉密资料屏蔽处理,主要是在前期开展的涉密清理工作基础之上,对涉及国家秘密的图件和文字部分进行技术屏蔽,对于不同借阅人设置不同的访问权限。图文资料与涉密清理数据库挂接整合,主要针对工作区内的涉密资料进行处理,使地质资料管理既能够满足利用者的需求,又能够确保资料的安全。
图文地质资料数据库主要包括:栅格文件、分类信息表、涉密信息表、涉密屏蔽栅格文件等内容。
1.4 专题数据库更新维护
河北省现有地学专题数据库主要包括:矿产地数据库、地质工作程度数据库、矿业权实地核查数据库、矿产资源储量利用现状调查数据库、地质钻孔数据库、区域化探数据库、区域物探数据库、水工环数据库等。本次工作区涉及的各地学专题数据库均按技术要求分类进行了数据整理、更新、维护工作。数据库结构严格按照《地质资料信息服务集群化产业化工作参考标准规范目录》中相关规范文件标准执行。
2 地质资料信息服务集群化产业化数据库全方位服务社会几点思路
2.1 为各级管理部门服务产业化思路
元数据目录数据库与基础地理数据信息整合,目录数据库中每档地质资料的工作范围与地理数据进行空间叠加,建立信息之间的相互联系,实现目录数据库以空间方式检索,便于地质资料管理和利用。
矿业权实地核查数据库与基础地理数据信息整合,矿业权空间分布图层与基础地理图层进行空间叠加,能够直观反应矿业权的空间分布,可以通过空间检索查找相关矿业权属性信息,能够实现矿政管理信息化。
矿业权数据与储量利用现状调查数据信息整合,矿业权空间分布图层与储量核查中矿体、采空区等图层进行空间叠加,可以反映出矿区资源的利用和分布情况,挖掘信息之间的相互联系,为矿区的管理规划提供依据。
2.2 为各行业地质工作者服务产业化思路
元数据目录数据库与图文地质资料数据库信息整合,数据库之间通过关键字段建立联系,实现两个数据库之间的相互挂接,实现目录检索与资料的借阅利用一体化。
地质工作程度数据库与元数据目录数据库信息整合,地质工作程度数据库分为图形数据和属性数据两部分,通过设置属性数据表关键字段与目录数据库挂接,实现以工作程度内容和空间范围方式检索地质资料,拓展地质资料服务的渠道。
钻孔数据库与基础地理数据信息整合,钻孔数据库能够反应各钻孔的空间分布位置与钻孔的属性信息,钻孔空间分布图层与地理数据图层进行空间叠加,实现钻孔数据信息空间检索。
钻孔数据库与图文地质资料数据库信息整合,钻孔数据库中钻孔属性信息关键字段与图文地质资料数据库中钻孔柱状图文件建立联系,通过钻孔位置的空间检索,可以为资料借阅者提供详细信息。
2.3 为科研部门服务产业化思路
矿产地数据库与基础地理地质数据信息整合,矿产地空间分布图层与地理数据、地质数据进行空间叠加,可以直观反应矿产地分布,也可以参考地质数据信息进行综合研究分析。
水工环数据与区域化探数据信息整合,水文、环境、地质灾害数据与区域化探数据中的等值线分布图、元素异常图空间叠加,能够反映出元素含量值分布与水文、环境条件的规律,为进一步研究本地区水文、地质环境提供依据。
2.4 为社会公众服务产业化思路
充分利用网络工具,尤其是移动网络工具,构建多功能网络服务环境,为社会公众提供便捷操作、通俗易懂的应用服务功能,通过网络空间,提供地质、矿产、环境等方面的开放式应用服务。与地理、气象、旅游、农业、环保、水利等专业信息紧密结合,建立可快速定位、查询一体的地质空间信息服务环境,通过地质与地理结合实时查询当前或查询位置的地质矿产信息内容及具体情况;地质环境与气象信息结合,动态监测预测当地的地质环境影响;地质与旅游结合,通过通俗的地质知识普及,包括二维、三维地图展示,普及大众感兴趣的地球地质话题,使地质内容概念在大众群体中得到传播;地球化学信息与农业结合,可查询土壤化学环境及质量状况,为农业发展提供最新地球化学参考数据;地质矿产、地质环境、水文环境与环保、水利结合,动态展示地域环境、水利环境现状,以及影响的深层因素,警示社会尊重生态,保护环境的迫切性等。充分利用通俗地质,拓展地质信息服务的大众化途径,以生动化、形象化的地质信息成果展示给社会公众。
3 结语
通过系统功能的定制,充分与地理信息产业结合,通过定位服务和查询,通俗地反映地域地质结构特点,矿产赋存情况,地球物理化学特性,矿产环境影响因素等系列内容。从而满足社会各层次、各水平的公众需求,为社会公众提供各式特色的地质信息服务,地质信息得以广泛为公众接受利用。
‘捌’ 黄河水环境信息管理系统的步骤
需求分析是系统设计的关键,是系统开发之前必要的技术环节,也是软件开发人员与系统运行操作人员在方案设计时期的技术沟通。针对项目的实际需求,在项目需求分析阶段,系统设计人员要十分了解项目解决的实际问题。
黄河水环境信息管理系统的建设,主要为流域水体监测管理服务。根据水环境监测信息管理运行方式特点,系统对监测资料进行数据管理、统计分析、信息查询、数据查询、水环境质量评价、水环境质量信息发布、水环境质量整体评述等,为上级主管部门提供决策依据。此外,黄河流域水环境信息管理系统还应留有接口,为以后省界水体监测、自动监测、流域水量调度等网上运行,提供必要的系统环境支持。
根据系统总体需求,系统的支持环境应分为两个主要方面:一是系统的硬件支持环境,二是系统的软件支持环境。硬件支持环境是满足系统运行的必要的计算机网络系统:包括网络布线、计算机网络配置、外设、网络结构及通信协议等;软件支持环境是为满足系统功能要求的基本软件:包括软件开发平台和应用软件等方面。从黄河水环境信息管理系统的基本要求及未来发展趋势来看,整个系统的建立应满足这两个方面的环境需求。 按照黄河流域水资源保护的统一规划,并根据工作的轻重缓急,分步实施。做到既有总体目标,又有阶段目标,边建设边发挥效益。系统建设要考虑安全性、可靠性、稳定性和可扩展性。
1. 网络设计的基本原则
本着先进、开放、结构合理、可扩展性强、安全可靠的原则,黄河水环境信息管理系统计算机网络的设计主要考虑:网络拓扑结构、网络协议选择、数据传输速率、设备选型及数据安全保障等几个方面,同时网络管理、远程接入、网络间互联及Intranet/ Internet技术应用方式等也需要认真考虑。
2. 软件设计的基本原则
要求系统具有完善的数据库结构、方便灵活的操作界面、面向对象的技术开发、多样的输出效果以及系统的安全性、实用性和兼容性。系统软件设计采用当今主流开发软件,实施系统的前端开发和后端开发。 1. 网络拓扑结构
拟建的网络系统为典型的企业广域网(Intranet),分局域网(近程连结)和广域网(远程连接)两部分,局域网选用 10/100Mbps交换式快速以太网技术并以光导纤维电缆和双绞线布线组网。网络结构采用星型拓扑结构。整个网络采用VPN(Virtual Private Network,虚拟专用网)技术以DDN(Digital Data Network,数字数据网)或微波专线方式进行数据传输。沿黄7个基层监测站各自组成自己的局域网络(模式与局中心局域网络相同),并租用电信部门或水利通信网的传输线路与网络中心连接。为了保证特殊情况下的正常连通,系统采用远程拨号作为备用连接方式。网络结构拓扑简图如图1所示。
图中1#中心交换机为具有第三层交换功能的100/10Mbps自适应交换机,放置于网络中心机房内。中心交换机附加光纤模块,引出3条多模光纤分别与2#、3#交换机及黄委网络交换机相连;2#交换机放置于黄河水资源保护科研所,连接该资源域的PDC和BDC及客户机;3#交换机放置于黄河流域水环境监测中心并连接该资源域的PDC和BDC及客户机。1#交换机与2#交换机之间、1#交换机与3#交换机之间采用多摸光纤连接,形成中心局域网的主干,传输速率为100Mbps。各资源域通过五类非屏蔽双绞线(UTP-5)以100Mbps与交换机相连。沿黄基层监测站分别组成自己的局域网(10Mbps)并采用DDN方式或通过微波通信网、公众信息网以远程拨号方式连入网络中心。
2. 网络操作系统
网络操作系统选用Windows Server2000中文版,添加Backoffice Server包括IIS、Microsoft Exchange Server、Proxy Server、Frontpage等组件。客户端操作系统选用Windows2000 Professional、 Windows NT workstation4.0、Windows98等版本。采用KILL for NT/2000Server网络版、Norton2000、KV300、RAV等防病毒软件对计算机病毒进行联合防治。选用Microsoft公司的System Management Server 2.0和Cisco Works2000进行网络管理。鉴于数据的安全性,起用数据备份系统Legato NetWorker,使数据备份到存储设备。 1. 开发工具选择
软件开发工具对软件的开发至关重要。目前,各类开发工具软件种类繁多,程序语言也多种多样,结合系统需求,拟选用Windows98或Windows2000作为系统平台,Sybase作为数据库语言,PowerBuilder作为前端开发工具,Visual Basic、Visual C++作为开发语言,Mapinfo prosever作为动态显示和GIS的支持,根据需要选配工具软件、防病毒软件、多媒体处理软件等。开发手段主要为计算机开发技术、多媒体制作技术、水质监测管理技术、水力学技术、系统动力学技术等。
2. 子系统设计
系统由六大子系统组成,即数据库子系统、流域概况检索子系统、图形显示子系统、黄河水体监测子系统、模型库子系统、决策支持子系统。
⑴ 数据库设计 数据库是整个系统的核心,数据库的设计不仅要考虑库结构的合理性,还要考虑其安全性。数据库内容主要分四个子库: 水质数据库;法规、条例数据库;入河排污口数据库;地理信息数据库。
水质数据库包括断面信息表、地表水质数据表、底质数据表、地下水数据表、评价标准数据表、饮用水质数据表、简报(包括月报、年报)数据表、水质评价结果数据表、饮用水源情况(取水口位置、供水厂名称、取水量、时间等)。
法规、条例数据库内容包括有关水环境的政策、法规及相关标准,如环境保护法、水法、水污染防治法、地面水环境质量标准、渔业用水标准、饮用水标准、农田灌溉用水标准、污水排放标准等。
入河排污口数据库包括:排污口信息表、污染物监测表、污染物调查表、社会经济情况表、取水口信息表等;有社会经济情况数据:各相关城市的位置、人口、工业产值、农业产值、用水量、排污量、排污周期、污染物处理情况等。
地理信息数据库包括主要区段地形图、行政区划图、人口分布图、矿产资源分布图、工农业产值分布图、污染源分布图、水质状况图、水系、水质站网分布图、预测结果图等信息。
数据库的运行模式包括两部分,一是内部运行模式:完成辖区水环境监测资料的入库、处理、信息发布、远程资料接收等工作。二是外部访问模式:非技术人员网上浏览。因此数据库的运行模式,内部运行按C/S结构设计,外部浏览按B/S结构设计。
用户权限设计是为了维护数据库数据的安全性、完整性,解决数据操作的并发控制问题,必须为使用信息系统的用户设定对数据的操作权限。系统规划了五种数据操作权限:系统管理员、流域数据库管理员、监测站数据库管理员、特殊用户和一般用户。系统管理员拥有最高权限,除了拥有对数据的所有操作权限(录入、修改、删除、查询)外,还可以增加系统用户,即安排用户的数据操作权限;流域数据库管理员主要负责流域数据的上下游对照检查、表面合理性审查,并可修改用户权限;监测站数据库管理员主要负责对本站数据的录入、修改和删除,可以变更数据库中的数据记录,有权修改本站的密码,不经授权不得调阅其它站资料;特殊用户可对数据和评价结果进行查询;一般用户只能限于数据评价结果和简报的查询。据此,即可对不同部门的用户进行数据操作权限的管理。进入水质数据库后,输入用户名和密码,即可进行不同权限的操作。
索引文件设计,对于一般的数据库来说,数据的检索方式采用的是顺序检索,即给出查询条件后,从数据库中的第一条记录开始进行检索,直到查到满足条件的记录为止。这种检索方式在数据库记录不多的情况下是可行的,但是当数据库记录很多时,这种检索方式所花费的时间就比较长,用户需要等待很长时间才能得到系统的反应,系统运行效率不高。为了提高检索效率,可以建立索引,建立索引后的查找方式是折半查找法,检索效率比顺序查找法高。
⑵ 流域水环境概况检索子系统设计 包括流域水环境历史背景、现状及发展趋势分析、人文地理概貌、工农业发展状况、生态环境评价、监测历史、站点布设、主要干、支流域污染河段、重点城市等。采用多媒体技术进行综合介绍,包括文字、声音、图形、图像等。主要设计内容有区域自然地理概况、区域社会经济概况、监测站网布设情况、入河排污口分布情况、水体功能现状、近期流域的水质污染现状等。
⑶ 图形显示子系统设计 图形显示子系统是为了扩展系统的服务功能,便于宏观了解水体污染现状,作用是结果显示清晰、直观。主要内容有:以图形的形式反映流域内各地的人口、资源、工农业产值、污染源状况、水质状况。包括流域各主要区段地形图、水系图、监测站网布设图、省界水体站网图、入河排污口分布图、水体功能区划图、水质数据变化图、工农业产值图、统计结果显示图、评价结果显示图、预测结果显示图、综合分析结果图等。主要表现形式有:根据地理信息系统生成静态分布图和动态显示图、根据变化过程生成的趋势图和柱状图、根据不同项目所占比例而生成的饼状图等。
⑷ 省界水体监测子系统 省界水体监测子系统是根据省界水体监测的要求而建立的。省界水体监测子系统包括数据公证性审查、数据维护、信息查询、数据评价和信息发布各部分。
⑸ 模型库子系统设计 模型库子系统包括数据的合理性检查、质量控制措施结果检查、区域水环境质量评价、趋势分析、相关性分析、区域水环境预测等模型。
⑹决策支持子系统设计 本部分根据已有研究成果挂接。如流域水体功能划分、污染物总量控制、水量调度对水质的影响等课题正在研究之中,这些研究成果提交后,本系统开发人员可根据成果要求,实现计算机模型挂接,为流域水环境决策管理服务。 黄河流域水环境信息管理系统的设计方案,充分体现出当前计算机信息管理系统的设计原则,既考虑当前的实用性,又考虑以后的可扩展性;既有一定规模,又兼顾投资效益比。在软件设计方面,采用当今大型主流软件,较好地解决了系统的开放性问题。黄河水环境信息管理系统的后期开发,在环境监测管理方式方法上,将利用先进的计算机技术替代落后的人工管理,缩短了数据生成周期,提高了数据利用率,有较高的社会效益和经济效益。