油气地质数据同享体系研讨范文

作者：苏国辉申延平孙记红何书锋魏合龙单位：国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室青岛海洋地质研究所国土资源部油气资源战略研究中心

全球油气地质信息共享系统通过利用ArcGISServer可以将基础地理、油气地质等专题数据成Web地图服务来实现数据的共享。系统采用ArcGISServer，主要是从以下几个方面考虑：（1）全球油气地质综合研究数据库信息共享系统，不仅需要在网络环境下共享数据，还需要进行高级的GIS分析，而ArcGISServer通过对ArcObjects的扩展，将高级的GIS功能引入到网络环境中。（2）简化开发过程和维护管理，这是因为ArcGISServ－er提供了创建和配置GIS应用程序和服务的框架，用户可以便捷地应用．NET或是Java等语言开发个性化应用程序，满足用户各种特殊需求。（3）系统要求在网络环境下支持多用户的浏览，ArcGISServer能保证远程用户在维护数据的完整性的同时，直接对多用户的Geodatabase进行更新。（4）考虑将来的业务需求，ArcGISServer能与其他的IT系统集成，方便开发可伸缩的应用系统。

系统的设计

1系统总体架构

全球油气地质信息共享系统采用3层模型的逻辑体系结构，如图1所示，包括数据层、服务层和应用层。数据层是系统的底层，负责数据的存储，维护各种数据之间的关系，为整个系统提供数据源的保障，数据层主要包括了空间数据库、属性数据库和应用程序与空间数据库之间的GIS通道ArcS－DE等。通过ArcSDE能高效地存储、索引、访问和维护存放在DBMS中的矢量、栅格、元数据，以及其他空间数据。服务层是负责响应客户端请求的核心层，它接收来自客户端的请求，并根据用户请求类型做出相应响应，主要提供GIS地图服务和Web服务。Web服务支持用户通过网页进行浏览；地图服务提供用户访问地图的接口，基于ArcGISServer构建和开发。应用层是系统框架的顶层．主要是通用浏览器，它为用户提供统一界面和交互接口。与逻辑结构相对应的全球油气地质数据库信息共享系统的物理结构，如图2所示，系统采用B／S（Browser／Server）结构模式，由数据库服务器／GIS服务器／Web服务器／客户端浏览器（DataServer／GISServer／WebServer／Browser）4部分组成，数据库服务器以Oracle和ArcSDE构成统一存诸空间数据和非空间数据的环境，其中，空间信息数据库包括全球各主要油气地质研究区的矢量地图，属性信息数据库包括基础信息、资源潜力信息以及投资环境评价信息等，通过共同的代码（研究区号）将空间数据与属性数据进行关联，以实现两者的交互查询、显示制图等功能。GIS服务器基于ArcGISServer，装载并运行服务器对象即一系列在服务器上运行ArcObjects组件的对象、应用或服务。Web服务器用于装载Web应用和Web服务，如IIS服务和ASP，这些Web应用和Web服务需要调用运行在GIS服务器中的对象。客户端浏览器，提供用户界面，完成系统与用户的交互对话，用户可以直接通过浏览器实现基本的地图操作、图元信息查询、空间分析等功能。

2数据实体分类

全球油气地质综合研究的数据主要是大量的研究图件、研究报告和地质对象数据。如按照专业分类可以将其分为基础地质类数据，包括地形地貌、地质构造、岩体等；油气地质类包括油田、油气藏、生储盖、圈闭等；资源潜力类，包括油气田规模评价、储量评价、资源潜力评价等；投资环境类包括投资影响因素、投资环境评价等［9］，以基础地质类和资源潜力类为例，其详细的数据实体类图见图3和图4。全球油气地质综合研究数据库数据的存储和分发，采用了两种方式，一种是面向对象的存储方式，即将数据以地质区、盆地、油气田关联起来形成一个包含图形和属性数据的数据包进行整体打包存储，并提供下载，这样有利于研究人员的整体研究；一种是按照数据类型如矢量数据、文档、数据表等进行分类存储，并提供在线浏览，这样有利于具体应用。

系统的功能模块

1系统实现的环境及控件

全球油气地质信息共享系统，采用VisualStu－dio．Net2005作为系统的开发工具，使用面向对象程序设计语言C＃］作为开发语言，使用B／S模式的WebForm作为系统交互接口；采用Oracle数据库作为空间数据与属性数据一体化存储系统；采用ArcSDE作为空间数据访问引擎，ADO．NET作为属性数据访问引擎；基于ArcGIS的应用程序开发框架ADF进行webGIS开发，基本的地图操作功能利用了ADF包含的一系列不同的控件和对应的类，更高级的功能调用ArcGISServer和ArcOb－jects的API函数，如专题制图利用ArcGISAPIforFlex来获取更美观的图形效果。系统主要利用了ArcGIS的以下几种Web控件：

（1）Map控件，提供地图显示及平移、缩放等功能。

（2）TableofContents控件，用于显示地图的内容列表，用户可以使用这个控件来显示或关闭图层。

（3）OverviewMap控件，显示地图的鹰眼图。

（4）Toolbar控件，即工具栏控件，可增加或删除用户自定义的按钮。

（5）PageLayout控件，进行页面的布局。

2主要功能模块

针对全球油气地质数据库主要是空间数据及服务共享的需求特点，系统通过空间检索、基本地图浏览、图形—属性的双向查询、缓冲区分析等网络可视化表达功能的实现，为油气地质数据与服务的共享提供支持。系统的主要功能模块，如图5所示。系统模块的主要功能如下：

（1）目录检索模块：对数据库中数据以数据集为单位进行资源目录的整理，列出目录清单，为信息的查询定位提供便捷的方式，同时提高信息查找的正确率，系统为用户提供空间检索和属性条件检索两种不同方式，其中，空间检索通过各研究区或地质区进行查询，属性条件检索通过指定条件如数据集名称、数据集类别、数据集编号等进行查询。

（2）信息导航模块：提供树结构导航工具，方便首次使用系统的用户了解系统提供哪些数据，用户可以通过树节点查看资料的分类情况，如一级树节点下包括成果图件、成果报告、原始资料等；系统可以通过节点的动态增加，进一步细化资料的分类，如成果图件节点下，可以包括研究区、比例尺、专题、年度等分类；同时用户可以通过直接点击节点来直接定位数据。

（3）元数据服务模块：提供元数据目录、XML格式元数据文件及附件的浏览服务，以获取数据内容、覆盖范围、数据质量、提供方式等信息。

（4）空间数据服务：是系统主体部分，基于Arc－GISServer提供的MapServices，包括多个核心模块。图形数据显示操作模块提供放大、缩小、漫游、全图、前后视图、图层显示控制等，并且能获取并显示地图当前比例尺。图形查询统计模块包括属性查询、点查询、矩形查询、圆形查询和自定义查询等，实现图文双向查询。空间分析模块包括空间量测、缓冲分析、叠加分析等GIS空间分析方法，空间量测包括距离量算和面积量算；缓冲区分析，包括点缓冲区、线缓冲区，以及多边形缓冲区的空间分析，获取地理空间目标的影响范围和服务范围；叠加分析在两个图层间进行一系列的几何运算，达到综合两个图层的目的。制图输出模块实现图形的打印和输出等功能。

（5）资源潜力分析模块：为用户提供资源潜力信息的查询服务，结合空间数据和属性数据进行综合分析，以图表方式展示资源潜力分析结果。

（6）投资环境评价模块：为用户提供政区投资环境信息的查询服务，结合投资环境影响因素进行分析评价，展示评价结果。

（7）数据下载模块：在用户进行申请后，允许用户对已获取授权的且在有效期内的数据，进行数据包的整体下载。

（8）数据申请／审批模块：针对可共享的资料，为用户提供针对单条或批量数据的申请服务；同时管理用户对其授权范围内的数据申请具有审批权限。

（9）系统管理模块：包括系统多个后台管理模块，如公告管理、用户及角色管理，访问统计、数据量统计等模块。用户及角色管理模块是为了提高访问安全、限定用户权限，用户分为管理员用户和一般用户，管理员用户才能具有系统管理的权限。统计模块主要是对网络访问量、数据量及数据使用量进行统计，方便用户了解系统和数据的使用情况。

结论

基于ArcGISServer平台，设计并实现了面向多层次用户的全球油气地质信息共享系统，该系统实现了全球油气地质信息及数据的统一分发和共享，并提供了直观、高效的空间信息展示服务，使得用户能够方便地通过浏览器浏览信息。同时利用ArcObjects进行必要的二次开发，在服务器端实现了GIS高级功能，为专业用户提供了方便灵活的空间数据可视化分析工具。当然，系统目前还存在一些问题，主要是由于使用多个地图服务实例，对服务器要求较高，且由于的MXD文件加载过多数据，而导致系统性能降低，这些问题将在后续工作中进一步完善。