ArcGIS在北山高放废物处置库预选区地学数据管理中的应用

钟 霞，王 驹，黄树桃，王树红，高 敏

（核工业北京地质研究院，北京 100029）

ArcGIS在北山高放废物处置库预选区地学数据管理中的应用

钟 霞，王 驹，黄树桃，王树红，高 敏

（核工业北京地质研究院，北京 100029）

以甘肃北山高放废物处置预选区所积累的数据为基础，研究地学信息数据管理平台的建立，实现对各种空间数据及其他非空间数据统一管理与应用，并提出了基于ArcGIS产品的预选区数据管理与共享的解决方案。

预选区；地学数据；ArcGIS

甘肃北山是我国高放废物处置库选址的重点预选研究区域［1］。预选区开展了十多年的选址与场址评价工作，获取了大量北山预选区场址地学信息。但这些资料大部分还以纸质资料存储保管在资料档案馆，少部分资料以数字化形式存储在数据库，还未实现数据统一管理与有效应用。因此，实现预选区地学信息数据的统一管理、完全共享与有效应用，利用GIS技术建立数字化预选区十分必要与紧迫。

作为GIS软件代表性产品之一的ArcGIS系统，其功能强大，且易于二次开发，有着较好的稳定性。本文选用ArcGIS为数字预选区技术支撑，在对当前处置库预选区研发过程中的数据管理与应用现状进行总结的基础上，建立并实现处置库预选区数据管理与共享地学信息库平台。

1 预选区数据与管理应用现状分析

1.1 预选区地学数据内容

北山预选区经过北山1、2、3和4期的预选场址调查与专项研究，开展了1∶50 000地表地质、水文地质和地球物理调查，完成了14个不同深度的钻孔施工，采集了一系列岩心和地下水样品，此外，还获取了预选区大量社会因素和自然条件数据。预选区内的数据包括：人口、经济发展潜力、动植物资源、矿产资源、废物运输的可行性、公众和当地政府的态度、国家环境保护法律要求、处置库建造和运行的可行性，自然地理因素（地形、地貌、气候和水文等），地质因素（围岩类型、地壳稳定性、地震、火山、活动断层、地壳应力和大地热流），水文地质和工程地质等场址特征数据［2］。根据处置库选址数据要求［3］，北山预选区场址的地学信息如表1所示。

1.2 预选区地学数据管理现状

作为处置库预选区的重点区域，甘肃北山选址研究过程中各领域的专业数据 （预选区地质数据、钻孔数据、水文地质和地球物理资料）以第一手数据为主。从数据管理与应用角度分析，这些数据还未能实现共享，主要表现在如下几个方面：

（1）已有的资料与数据成果主要以纸质资料形式保管，不利于选址专业领域的图件查询与分析应用；

（2）正在进行的研究工作所获取的资料数据仍在大量动态增加，还未能实现及时更新；

（3）研发过程中各专业的数据（如基础地质资料、岩石特征、地理信息、数字高程DEM和遥感影像等）尚未在统一的坐标系统和比例尺下整合，形成基础地学信息平台，故而难以为相关地学研究领域提供信息服务。

因此，迫切需要建立地学信息数据管理与共享平台，实现预选区地学信息数据统一管理、同步更新与安全共享和有效应用，为处置库选址决策部门提供及时了解处置库选址研发动态平台，达到有效指导处置库选址决策。

表1 北山预选区地学信息内容Table 1 Content of geoscience data for preselected site in Beishan

2 预选区地学信息库设计与实现研究

2.1 运行环境设计

预选区地学信息库系统构建基于ArcGIS地理信息系统软件平台，该平台具有完善、方便的数据处理功能，强大而高效的数据管理机制，灵活而完备的二次功能开发功能［4］。在预选区地学信息库平台的设计与实现中，选用ArcGIS 9.2系列中的驱动空间数据的高效引擎ArcSDE模块实现各种空间与属性数据的存储与管理、空间数据入库、删除与管理等功能；采用ArcGIS中的ArcEngine二次开发模块实现预选区地学信息库解决方案，完成空间数据的读写、可视化与空间分析功能；采用ArcGIS服务器实现客户/服务器应用，完成预选区地学信息平台中各种数据及其元数据的网络动态发布过程。

预选区地学信息平台软、硬件结构如图1所示。系统服务器主要分为3种：数据库服务器、应用服务器与Web服务器，每种类型的服务器由一台或多台服务器组成。系统平台采用两种网络相互结合模式：C/S与B/S模式。其中，信息数据中心维护人员通过C/S模式进行系统平台维护与管理，桌面GIS用户可通过C/S模式实现对预选区地学信息的操作与高级应用，而普通用户通过B/S模式以网页浏览的模式对数据及元数据进行访问。

2.2 系统结构设计

系统软件结构如图2所示。预选区地学信息平台的数据层主要是通过ArcSDE数据中间键完成整个系统数据的入库与出库，实现数据的统一存储。信息数据中心管理与维护人员是在北山预选区地学信息平台的C/S界面，实现数据的入库、出库与更新过程以及权限管理。预选区地学平台网络发布层，主要实现预选区数据基于其地理位置的发布过程。针对不同权限的用户设计不同的功能，如浏览、周围信息查询和数据下载等。预选区各种基础数据的发布过程中，除预选区基本地层数据的GIS地图发布外 （如预选区岩体分布图），还可将各种专题数据与预选区基础地理信息数据相叠加，可以形成一系列的专题地图。

2.3 预选区地学信息平台功能实现

预选区地学信息库平台主要在VS2005、SQL Server 2005与ArcGIS软件构建下完成。其中,系统平台以SQL Server 2005来存储空间数据实体，以ArcSDE作为空间数据引擎，利用ArcEngine开发的功能组件达到远程访问空间数据实体目的，实现空间数据入库、删除与管理等功能；同时，利用ArcEngine还开发了空间数据的读写与显示，查询、分析与钻孔数据的空间可视化功能。

其具体的主要功能如下：

（1）数据显示功能：通过对预选区专题图层、图像进行缩放、全图显示、地图渲染和图层控制等操作，可便捷地了解预选区选址特征及相关地学信息。

（2）数据编辑与更新功能：系统具有对预选区地学属性信息输入、修改、入库与导出。数据更新是对数据库中数据直接进行增加、删除等的操作。

（3）查询检索功能：属性数据查询检索主要是对预选区的钻孔数据开展简单与高级查询，实现多表检索，并可将检索结果生成相应的空间分布矢量文件。而空间数据查询主要实现空间查询与属性数据互查，如利用岩性符号查询预选区同一类岩体的分布。

（4）信息统计：主要实现对属性数据的统计，包括简单统计和综合统计，并将直观的统计结果提供给用户。

（5）空间分析功能。在显示预选区空间数据的基础上，实现预选区空间对象（点、线、面）的缓冲区、DEM分析。

预选区地学信息库平台系统功能实现的部分界面如图3、4所示。

3 结 论

本文分析了预选区选址研发过程中场址地学数据的内容及数据存储、管理应用的现状，结合 ArcGIS系列软件中ArcEngine、ArcSDE和ArcGIS Server，设计了预选区数据管理与有效应用的解决方案，同时，通过二次开发的方式编程，实现了高放废物处置库地学数据集成管理与可视化等功能。在ArcGIS所建立的高放废物处置库预选区地学信息库平台上运行平稳，实现了对甘肃北山预选区1、2期数据的集成，为科研与管理工作者提供了快速查询、检索数据与制图等信息化服务。但是，该平台系统是基于ArcGIS系列的商业软件，其灵活性与适应性还受到一定约束，因此，目前正在同步开展基于开源代码自主研发的平台。

［1］王 驹.我国高放废物深地质处置战略规划探讨［C］//王 驹，范显华，徐国庆，等.中国高放废物地质处置十年进展.北京：原子能出版社，2004:13-25.

［2］王 驹，郭永海，陈伟明，等.高放废物处置库场址特性评价方法研究［C］//第2届废物地下处置学术研讨会论文集.北京：核工业北京地质研究院，2008：7-22.

［3］国际原子能机构.（高放废物）地质处置设施选址：安全指南（安全系列 No:111-G-4.1）［R］.张铁岭，译.北京：核工业北京地质研究院，1997.

［4］ESRI中国（北京）有限公司.空间信息共享平台解决方案 ［EB/OL］．（2008-09-19）［2010-06-05］.http://www.esrichina-bj.cn/upload/accessory/20089/2008919103959678131.pdf.

Application of ArcGIS to the geoscience data management of the preselected site in Beishan high-level radioactive waste repository

ZHONG Xia， WANG Ju， HUANG Shu-tao， WANG Shu-hong， GAO Min
（Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

s:The site selection of a high-level radioactive waste（HLW） repository is long-term and complicated system project.In the study，the information and data are not only related to different research fields， but also of large volume， diverse types and dispersed storage.In order to wholely manage and effectively make use of the information，the authors study how to set up the platform of the geoscience database to store，manage and apply the diverse type，based on ArcGIS，and present the data management and sharing solution.

pre-selected site； geoscience data； ArcGIS

TP702；TL942

A

1672-0636（2010）04-0219-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2010.04.006

2010-07-29；

2010-10-11

钟 霞（1978—），女，湖南邵阳人，工程师，主要从事高放废物地质处置库选址等研究工作。E-mail:zhongxia412@163.com