西北地质灾害调查数据集成与服务系统建设初探
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发布时间：2022-04-25 14:02
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时间：2023-10-06 05:09
李 林 张红英 李 珂
（中国地质调查局西安地质调查中心）
摘 要 应用信息技术将海量的地质调查数据信息按照一定的标准进行数字化存储、管理，通过现代网络服务技术，不仅可以实现信息资源的目录查询，而且可以实现信息的空间查询、检索、浏览，及时有效地为用户提供综合客观的地质信息服务。本文基于此地质信息服务发展方向，依据西北地质灾害调查项目特点和空间数据库现状探索地质灾害管理与防治信息通过网络信息术进行集成与服务。系统基于地质数据库管理思想，架构于大型数据库系统（SQL Server2008）上，充分利用数据融合、集成及管理技术，空间搜索查询技术以及网络技术，采用 C/S 和 B/S 模式将地质灾害数据获取体系、数据管理与分析评价体系，以及数据共享与发布体系关联起来，探索实现集地质灾害的数据采集、信息分级管理、灾情评估、快速响应以及信息发布。
关键词 地质资料 数据集成 系统建设
1 引言
我国是世界上地质灾害最严重的国家之一，每年因地质灾害造成的直接经济损失占自然灾害总损失的 20% 以上，直接影响了人民的生活，制约了社会的可持续发展。国家对此很重视，尤其 1999 年以来地质灾害逐步成为地质环境工作的一项重要职能，越来越受到重视。随着地质灾害研究的深入和地质灾害资料的积累，地质灾害信息基础数据库日益庞大。如何管理这些基础数据乃至从中挖掘和组织出更有用的信息，这都是传统的方法和技术所难以胜任的。随着以 GIS 技术为核心的 3S（GIS，GPS 和 RS）技术在地球科学领域中的蓬勃发展，地质灾害的研究和信息服务工作开辟了一条崭新的途径，使得地质灾害信息共享和动态管理、综合分析和预测、快速预报和应急指挥等成为可能。
西北地质灾害调查数据集成与服务系统的建设就是探索将地质灾害管理与防治信息，通过网络数据库技术进行集成，打破时间、空间和部门分隔的*，将地质灾害防治管理带入不断积累、科学管理和合理利用，地质灾害防治带入动态评估、快速响应、远程会商及应急指挥的良性循环轨道，系统全方位地实现了向社会提供优质、透明和高效的信息服务，达到了提高地质灾害防治管理效率和质量的目的。
2 系统框架
西北地质灾害调查数据集成与服务系统基于地质数据库管理平台，架构于大型数据库系统（SQL Server 2008）上，充分利用数据融合、集成及管理技术，空间搜索查询技术以及网络技术，采用 C/S 和B/S 模式将地质灾害数据获取体系、数据管理与分析评价体系以及数据共享与发布体系关联起来，实现集地质灾害的数据采集、信息分级管理、灾情评估、快速响应以及信息发布等功能为一体的综合应用。
3 数据集成内容
完整、齐全、有效的第一手资料是建立空间数据库的前提，而地质灾害所涉及的信息众多且来源广泛，能有效地对系统所涉及的多源海量数据进行管理、再现和分析是系统的核心、关键。本次数据集成依据西北地质灾害调查项目特点和空间数据库的建库现状，进行数据筛选、以确定建库所需的数据资料。
集成数据内容包括西北地区历年来完成的“县（市）地质灾害调查”与“1∶50000地质灾害调查”成果，目前分类别分阶段完成了西北“县（市）地质灾害调查”200 多个县市成果的地质灾害调查报告、成果图件及数据库等内容和“1∶50000 地质灾害详细调查”成果，包括延安等 30 个县调查报告、成果图件及数据库等内容进行整合。
为便于数据管理与分析，对地质灾害信息采用了分类、分组、分层的管理模式，将数据库划分为地质灾害调查数据库、地质灾害成果图件数据库、非结构化资料数据库（office 文档、照片、视频等）等多个专题数据库，每个专题数据库中的数据又由若干分组信息组成。易于实现整体查询和归并检索输出，同时也保证了系统的快速高效的性能要求。
4 数据处理与汇总
将地质灾害信息数据上载至集成与服务系统之前，须经数据整理与汇总集成，具体包括灾害调查属性数据整理、成果图件数据整理、图件图层文件整理、投影变换整理、图件图例统一、元数据等几方面的整理。
4.1 灾害调查属性数据整理
灾害调查属性数据整理，重点是根据最新版“县市地质灾害调查数据库”和“1∶50000 地质灾害调查数据库”格式为标准，整理崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、遥感解译等地质灾害点属性表，统一属性结构；检查统一编码一致性，确保编码与空间位置、行政编码逻辑一致性；检查空间位置经纬度坐标表达是否正确；检查调查表关键属性的正确性，如灾害类型、规模、危害性、稳定性等关键字段是否为空，表达是否严谨、下属词是否正确。
4.2 图件数据整理
成果建库图件文件进行规范检查和统一处理，统一转换为西安 80 坐标系下的经纬度投影图件，所有建库图件及索引图件必须统一转换为 ArcGis Shape 格式，便于上传。
4.3 非结构化文档整理
office 文档、照片、视频等数据，是地质工作实践产生最多、利用率最高的数据。相对存储在各类数据库应用系统地质图数据库、矿产地数据库结构化数据，统称为非结构化数据。采用的处理解决方案是 Mapgis 图形统一为 Mapgis6.7 文件格式；Word、Excel、Powerpoint 文档统一为 office2003 文件格式；PDF 文档为支持汉字编码的 PDF 版本；图片、照片格式统一为 JPEG 格式；未列出的其他文件格式统一压缩为 ZIP 格式。
4.4 查询索引整理
索引整理主要将行政区划、图幅、工作程度等基本、常用检索方式进行统一要求整理。行政区划参照国家最新省、市、县、乡行政区，标准图幅分别按 1/50 万、1/25 万、1/20 万、1/10 万、1/5 万、1/1 万整理，工作程度以县为单元整理（表 1）。
表 1 查询索引属性表
续表
5 系统功能
5.1 地质灾害资料目录管理
地质灾害资料目录服务模块组织并管理地质灾害调查所有的基础与成果信息，是数据信息操作的入口，是整个软件系统数据管理的核心；表现为目录树窗口。地质灾害资料目录管理服务模块可为各个子系统公共调用。
为便于对数据信息的查找与索引，建立目录树结构应对数据进行分类。结合地质灾害调查的实际情况与多年来地质灾害建库经验，同时考虑数据性质、数据类型、数据用途等多方面因素，将信息分为自然地理、地质环境、地质灾害、风险管理与预测评价、气象预警和综合文档等六大类进行管理。大类由系统组织管理，在建库伊始确定，在数据库维护与使用过程中固定不变。其下各个专题可以依据部门以及项目需求自由组织管理，可与信息存放文件夹结构一致，用户可以根据部门及项目数据具体情况，通过调整数据存放路径来改变。
5.2 地质灾害元数据查询
数据查询检索，是在数据库中查找符合某些特定条件的数据信息，包括空间特征查询和属性特征查询。查询功能主要依据用户不同需求完成，能够实现查询结果的定位、闪烁与生成查询结果属性列表。
空间特征查询，包括点击查询、矩形查询、多边形查询，由用户在浏览窗口内用鼠标选取，是以用户交互的方式获取感兴趣信息。
属性特征查询，包括字符串查询、模糊查询和 SQL 查询，用户可以根据实际需要选择适当的方式，同时属性选择支持 SQL 查询和错误检验，输入 SQL 语句，即可进行查询。另外，属性选择还提供了一个查询向导，使用这一向导，一般用户可以很方便地进行属性选择。
5.3 地质灾害调查信息统计
对于数据库中入库的大量地质灾害调查数据而言，能够面向应用才是建库的根本目标，对于目前的研究水平以及应用层次，系统可以提供多种调查信息统计与基于统计的分析功能来满足项目管理的需求。
信息统计功能可以实现对于地质灾害信息属性的各种统计分析，并可将统计结果以图表、饼图、柱状图等形式直观展示。多种统计结果展现形式实现信息的高效管理。
5.4 地质灾害资料文档共享
数据输出包括图形数据和属性数据的输出，输出的范围包括当前查询结果输出和当前数据全集输出，输出方式有存盘输出和打印输出。图形数据的输出涉及图形数据的导出、图形数据格式转换输出、图形数据的生成输出。属性数据的输出涉及属性数据的其他格式导出、属性数据的统计及输出、属性数据的报表输出。
5.5 地质灾害调查信息网络发布
将数据入库整理后，挖掘出部分数据，构建网络信息发布数据库，自动发布地质灾害调查信息，为社会各部门提供不间断网络查询服务。
6 结论
（1）数据平台与数据挖掘服务的结合，在内容处理与信息二次加工方面能够得到极大的增强。挖掘服务可以帮助用户整理完善海量的数据，智能地对地质资料进行数据抽取和索引数字化，从而获得统一的标准化内容集，最终实现以海量内容驱动为基础的综合信息管理和服务系统。
（2）基于 B/S 和 C/S 网络的跨部门、跨地域分布式模式，可以做到资料信息即时产生即时更新维护，减少了传统手动管理的时间延时，从而最大程度地提高资料管理的质量和效率。
（3）系统支持面向空间位置、核心元数据、专业关键词和电子介质文档内容的文字检索等多种资料查询检索模式。
（4）针对地质矿产行业特殊资料如 Mapgis 图件、文档报告等，都给出了特殊的处理方法和解决方案，方便用户利用、浏览。
（5）通过网络和数据库系统安全控制机制，能够保证电子介质资料在线预览的安全控制和脱机安全控制。基于多级角色权限管理模式，实现细粒度的功能控制，最大限度地保证系统平台的安全访问。
（6）此平台基础上集成构建西北地区地质灾害资料管理库，初步形成西北地区地质灾害调查成果数据库管理系统的框架结构，为成果资料信息的社会化共享和服务奠定基础。
该平台专门针对海量异构地质资料数据集成应用难题，提出对包括综合成果、中间研究成果、图件、档案等多种非结构化资料实施分布式统一管理，跨部门、跨地域透明检索的专业解决方案。通过在地质专业核心元数据和地质主题词库基础上构建动态编目、全文检索，以及对地质图件缩略图、在线显示和内容检索的支持，使其更具行业特色，查准率更高。
