【精品】基于GIS技术的大地电磁测深数据库系统设计与实现.doc

基于GIS技术的大地电磁测深数据库系统设计与实现( 引言 近些年来，随着地球科学的进展，人们深刻地认识到地壳和上地幔盖层是研究各种地质现象的深部过程、大陆动力学机制和深化地学基本理论的关键所在。因此，有关大陆岩石圈物性结构的大尺度深部探测研究便成为当前地学研究的前沿课题，这包括大陆岩石圈的地震波速度、密度、磁性、导电性和热结构研究。而大地电磁测深是研究岩石圈电性结构的主要手段（魏文博，2003）。 20世纪80年代以来，随着国际岩石圈计划的执行，针对矿产资源开发、地质灾害和地球科学研究的需求，原地质矿产部投入大量资金，开展用于岩石圈深部探测的大地电磁测深工作，获得了大量反映岩石圈电性结构的宝贵资料。但长期以来，由于种种原因，这些资料面临着散失的危险。为了抢救并充分利用这些宝贵资料，推动数据共享，国土资源部在“九五”期间、前沿科技计划中设立了“深部地球物理探测数据共享与对比研究”项目，其中包括了“大地电磁测深数据子库”研究课题（魏文博，2001）。 该项研究工作由中国地质大学（北京）应用地球物理系魏文博教授负责的课题组承担，于2000年完成了MT数据库结构设计，并以Visual Basic 6.0作为开发工具，开发了数据库管理系统；同时，制定了MT数据入库技术规定，整理、入库所搜集到的“九五”以前原地质矿产部所属单位的大地电磁测深资料。 但是，已建成的大地电磁测深数据库是采用ACCESS软件开发的传统关系型数据库，不具备管理大量空间数据和图形信息的功能；所开发的MT数据库管理系统也不具备网上发布信息的功能；因而，不能满足管理具有现代信息化特点的大地电磁测深资料的要求,也不利于迅速实现数据共享与世界接轨。为此，在国土资源部“十五”中国岩石圈三维结构专项计划“中国岩石圈三维结构数据库” 研究项目下设立 “大地电磁测深数据子库”课题，目标是建立和开发基于GIS技术的大地电磁测深数据子库及其管理系统。 2 课题总体设计思想 近年来，随着国内数字化技术应用和计算机网络技术的发展，我国深部探测方法及数据资料正向数字化迈进，大容量数据资料的光盘存储与网上共享已易于实现，因此将现有大地电磁测深数据资料数字化、光盘化，与国际通用数据格式接轨，在网络上提供资料的检索目录和采用快捷的网络传输或其他方式实现数据资料的共享、交换，既是当前深化地球科学研究的要求，也是今后发展的必然趋势。一些先进的关系数据库软件，如微软的SQL Server、IBM的DB2，以及ORACLE、SYBASE、Informix等，能管理海量数据，安全性好，能适合三层客户/服务器系统数据库结构，应用程序客户机完成显示逻辑（仅显示数据或接收用户输入信息），应用程序服务器完成商业处理逻辑（如费用计算），而数据服务器则完成数据存取逻辑，提高了服务器的效率，降低开发和维护成本（杨正洪，2000）。新型关系型数据库也更便于总库集成与实现网上信息发布。 另一方面，考虑到现今的大地电磁测深资料越来越多地使用图形、图像和文字的形式记录，我们需要一种既能管理空间数据，又能管理属性数据的软件平台来建立数据库及其管理系统。而地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）正好能够满足上述要求（陈述彭等，1999）。 鉴于新型关系型数据库可容纳数据量大、安全性好、易维护等特点，我们确定采用它作为数据库引擎。综合考虑软件价格、性能、通用性和大地电磁测深数据量等因素，经过深入调研，最终选定Microsoft公司的SQL Server 2000作为数据库软件，替代原来使用的Access.为了符合新的关系型数据库使用要求，需要改造原有大地电磁测深数据库中数据表的结构和字段；在此基础上，用SQL Server 2000自带的数据库导入向导，把原有MT数据库里的数据导入到SQL Server中，避免了不必要的重复劳动，节省了数据库建设的工作量。 数据库建设完成后，即结合实际用途，考虑数据库管理软件的开发。数据库系统的应用程序大多采用可视化编程语言编写，由于SQL Server支持许多开发工具，所以在开发应用程序时，可以有多种选择。其中微软公司的Visual Studio是应用最广的通用工具。Microsoft公司开发客户机应用程序时，Visual Basic一直是主要的RDA工具；同样，SQL Server则是主要的后端数据库产品。这两个开发软件的新版本都增加了新特性，使得利用Visual Basic可以更方便地集成SQL Server，譬如Visual Basic为开发人员提供了集成SQL Server的各种API、工具和组件（金胜，2002）。而ESRI（美国环境系统研究所，Environmental system research institute）公司的GIS软