基于SuperMap IS.NET的找矿勘查信息系统开发

李小红，尹凤兰

(1.广西金地矿业有限公司,广西 南宁 530023; 2.中国冶金地质矿产资源研究院，北京 100025)

v

矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础。但是，随着地表露头矿的逐渐减少，找矿难度日益加大，隐伏矿和地表难识别的大型矿，已成为找矿的主要对象[1]；多元信息、多种方法相结合，已成为现代找矿勘查的重要手段，而且将发挥愈来愈重要的作用[2]。如何快速、高效、合理、综合地利用各种找矿勘查信息为发现新矿床服务，已成为现代找矿勘查人员所面临的一个重要问题。因此，从找矿勘查工作的实际出发，设计并开发找矿勘查信息系统，实现找矿勘查信息的有效管理，以提高找矿效率具有重要意义。找矿勘查具有地域分布广、野外勘查与室内分析、研究相结合、空间数据与属性数据相关联的特点。所以，网络功能，特别是WebGIS功能是找矿勘查信息系统最重要的功能之一。WebGIS 是在Internet 或Intranet 网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析、显示与应用地理信息的计算机信息系统。通过WebGIS，可以实现对找矿勘查空间数据的操作与管理。

SuperMap是北京超图地理信息技术股份有限公司研制的大型GIS软件系列，其开发平台除了基于组件技术的SuperMap Objects 之外，还有SuperMap Objects.NET和SuperMap Objects Java，以适应.NET和Java平台开发的需要；SuperMap GIS服务式开发平台，包括SuperMap IS.NET、SuperMap iServer.NET和SuperMap iServer Java，大大方便了WebGIS的开发。SuperMap IS.NET 是现代网络技术与SuperMap组件技术的完美结合，是采用组件技术实现WebGIS的一种良好的开发工具，能够实现空间信息的管理与发布，提供网络分析、空间分析和栅格分析等多种GIS功能，并具有空间信息在线编辑能力，为找矿勘查信息系统实现网络化功能提供了保障。空间数据库引擎SuperMap SDX+是SuperMap的第三代空间数据库技术，采用先进的空间数据库存储和索引技术，具备管理海量空间数据和属性数据的能力，支持大多数关系数据库，并能够满足高效、稳定地进行空间数据访问的需要。在实际应用中，与COM 技术兼容的编程语言都能利用SuperMap IS.NET进行二次集成开发。ASP.NET作为微软公司完善的.NET架构体系的一部分，在数据访问、服务器安全等方面性能优秀，是最为广泛的可视化Web开发平台之一。

1 系统分析与设计

按照应用地理信息系统的设计原理与方法，对找矿勘查信息系统所涉及的数据特点和系统功能进行分析和设计。

1.1 找矿勘查的数据特点

找矿勘查信息数据，一般包括地质、采矿、测量、管理等方面的数据[3]，每一种数据都有一定的格式和规范要求。在找矿勘查信息系统中，必须使这些数据符合整个系统的格式和规范标准。就找矿勘查信息所涉及到的领域而言，包括地质、地球物理、地球化学、遥感、工程等方面数据；在数据存在形式方面，找矿勘查信息数据包括图形、图像、文字或数字、表格和视频资料等；从数据管理系统的角度看，找矿勘查信息数据分为属性信息数据(矿床地质特征、控矿地质条件、成矿规律、找矿标志、勘查状况)、空间信息数据(矿区地质信息、矿区工程信息、矿区物探信息、矿区化探信息、矿区遥感信息、区域地质信息、区域物探信息、区域化探信息、区域遥感信息)、基础信息数据(基础数据)。据此，数据库系统分为属性数据库、空间数据库、基础数据库。属性数据库中，建立矿床地质特征、控矿地质条件、成矿规律、找矿标志和勘查状况等数据表，表中设若干字段，用于存储属性信息的描述内容。空间数据库中，建立矿区地质信息、矿区工程信息、矿区物探信息、矿区化探信息、矿区遥感信息、区域地质信息、区域物探信息、区域化探信息和区域遥感信息数据表，表中设置的字段用于储存空间信息描述内容。基础数据库中，建立基础数据表，表中设置的字段用于储存基础数据描述内容。而随着找矿勘查方法和勘查手段的发展，找矿勘查信息的种类越来越多，信息量越来越大。总的来看，找矿勘查信息呈现多源性、空间特性、相关性、多阶段性、不确定性等几个特点。

1.2 系统功能分析

从结构组成上分，找矿勘查信息系统主要有硬件、软件、数据资料和操作人员四部分组成。从功能上看，找矿勘查信息系统应包括以下五个方面的基本功能。

(1)数据输入与图形编辑功能

数据输入是建立地理数据库必须的过程，数据输入包括属性数据、空间数据和基础数据的输入。必须具有图形的编辑及管理功能，是找矿勘查管理中的特殊性之一，因为找矿勘查涉及地质地形图、工程布置图、工程剖面图、物探异常图、化探异常图、遥感图和储量计算图等诸多图件的设计与编辑，同时还必须有图形数据的采集、图表生成和显示、图形输出等功能。

(2)空间分析功能

利用找矿勘查信息系统的图形编辑功能，特别是通过利用SuperMap的空间叠加分析功能，来显示和分析各种矿床要素的地理分布和位置关系。空间分析功能在矿床成矿预测过程中，一方面通过对多源地学信息进行综合分析、对比，从而发现和总结其中的规律，进行成矿预测；另一方面是从地质异常角度研究成矿地质条件，通过SuperMap提取不同地质单元的地质异常，并对不同地质单元的成矿有利度分析，从而进行成矿预测。

(3)网络化功能

利用WebGIS技术实现各种数据的远程登录、数据共享和实时监控，方便找矿勘查各级部门对地下的勘探进度和灾害信息，对地面的勘探工程布置、工程施工和运输调配等的实时监控、管理，增强对突发事件及时做出判断并采取措施的能力，保证了找矿勘查工程流程的顺畅、安全和高效。

(4)决策支持功能

基于GIS技术的找矿勘查信息系统，可以充分利用矿区道路交通图、地质地形图、工程布置图、工程剖面图、物探异常图、化探异常图、遥感图、储量计算图和数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)等空间数据，为矿区的勘探、工程布置、交通运输、材料供应等活动提供辅助决策。针对决策的不同主题和问题，如矿区资源评价、勘探进度、生产运营和企业管理等，通过多种手段如空间分析、联机分析处理(On-Line Analysis Processing, OLAP)和数据挖掘等技术，使管理者全面、及时、准确掌握矿区勘探的矿种、资源量、勘探进度、安全和市场动态等信息，实现找矿勘探的科学决策。

(5)数据库功能

找矿勘查信息系统将地质、测量、勘探工程、通风、运输、财务和管理等找矿勘查生产中的各种空间数据和属性数据，按照一定标准对这些数据进行集成，形成一个完整、准确、统一、实时的数据库系统，主要包括数据的采集、输入、存储、检验、更新、查询和分析等功能。

1.3 系统体系结构设计

为了更好地实现网络化功能，整个系统采用Browse/Server体系结构，在逻辑上分为3层，这3层包括客户端、应用服务器与Web服务器、数据库服务器(参见图1)。客户端负责数据结果的显示和用户请求的提交；地图应用服务器和Web服务器负责响应和处理用户的请求；数据库服务器负责数据的管理工作。所有的地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成，只需在服务器端进行系统维护即可，因此可大大降低系统的工作量。可在.NET平台上进行WebGIS开发。以SuperMap IS.NET作为WebGIS功能核心和地图发布平台，提供地图服务，ASP.NET作为Web开发平台的系统构建方案。SuperMap IS.NET是一个基于.NET技术和SuperMap Objects 组件技术的开发工具，它允许开发人员建立大范围的WebGIS 地图、数据和应用，并将这些结果提供给Intranet或Internet上的广大用户[4]。这样，找矿勘查管理人员通过找矿勘查信息系统，可以对矿区找矿勘探现场(如巷道、硐口、探矿工作面等)及相关设施的数据进行查询，并查看工作面的进度及每个硐口与巷道之间的最优路径，对生产各环节之间的衔接提供决策和服务支持。

图1 系统体系结构

1.4 数据库设计

空间数据库是GIS中空间数据的存储场所，在系统的开发过程中，空间数据库发挥着核心作用[5]。为满足找矿勘查信息系统设计的要求，以SuperMap为空间数据集成平台，这样既能充分发挥SuperMap的空间数据管理技术优势，又能与计算模型、制图技术等紧密结合，把空间数据与一般属性数据进行集成管理，把专业应用中需要的各种工程、地质、物探和化探等信息整合到数据库中进行管理。

在数据的管理上，找矿勘查信息系统采用SQL Server数据库管理系统来存储数据，采用关系型的数据模型；在空间数据存储上，使用SuperMap SDX+数据引擎来扩展RDBMS-SQL Server的数据类型存储，建立SDX+ For SQL Server的空间数据库。根据数据来源，建立专有的数据转换模块，将GDF地图文件用SuperMap Deskpro转换成SuperMapIS.NET中的数据集。其中，空间数据采用文件方式分层管理，属性数据通过关系型数据库管理，二者之间通过关键字段连接。为完善属性数据库，提供人机交互窗口，修改属性表结构，编辑空间要素对象的属性值，为用户提供灵活、便捷的修改、编辑属性数据库的功能。同时，也可以对相对分离的Web服务和GIS服务，进行更好的数据库方面的支持。

2 系统开发

基于SuperMap的找矿勘查信息系统开发属于应用型GIS开发，应用型GIS开发可分为独立开发、单纯二次开发和集成二次开发三种实现方式[6]。集成二次开发是指利用专业地理信息系统工具软件，或者利用其提供的组件，来实现地理信息系统的基本功能。同时，采用通用软件开发语言，尤其是可视化高级程序开发语言作为开发平台，主要采用DDE/OLE式和GIS组件式两种开发方法，通过ADO(ActiveX Data Objects)与空间数据库(Spatial Database)连接进行二者的集成开发。由于集成二次开发既可以充分利用GIS工具软件对空间数据库的管理、分析功能，又可以利用其他可视化开发工具的高效、方便等编程优点，大大提高应用系统的开发效率。因此，在找矿勘查信息系统开发时，选择的是集成二次开发方式，专业地理信息系统工具软件即为SuperMap IS.NET，可视化程序开发工具为ASP.NET，并通过SuperMap SDX+空间数据库引擎，能够满足高效、稳定地进行空间数据访问的需要。

2.1 客户端开发

SuperMap IS.NET的客户端开发组件为：AjaxScripts和Web服务访问组件。AjaxScripts是客户端的脚本控件，使用AjaxScripts可以开发出跨平台、跨浏览器的服务式GIS网站。而Web服务客户端访问组件，则是通过整合OGC(WMS、WFS、WCS)、KML和GeoRSS服务，提供统一的访问接口，在开发过程中能够轻松的访问和调用。

SuperMap IS.NET AjaxScripts是基于ASP.NET Ajax脚本库，通过Ajax技术封装的客户端脚本控件。由于客户端脚本控件的开发平台可以是.NET、Java、PHP等等，而且由AjaxScripts构建的网站是带有脚本的DHTML页面，这种DHTML页面是被最广泛支持的，因此这种网站可以跨操作系统、跨浏览器获得访问。也正是基于这一特点，AjaxScripts可以在异构中发挥出更大的作用。AjaxScripts拥有完整的客户端框架，提供了丰富的控件和对象类型。AjaxScripts客户端脚本控件实现了地图显示、地图浏览、图层控制、地图量算、鹰眼、专题图动态制作、双向查询、数据编辑、网络分析等功能，适用于开发异构访问站点。基于Ajax技术的XML异步通信技术，脚本控制原对象，使发送请求的原对象不需要重构便可以实现数据更新，这将会进一步提升终端浏览器的用户体验。

2.2 服务器端开发

找矿勘查信息系统的WebGIS 服务器端，可在ASP.NET平台上结合SuperMap IS.NET 组件式开发技术来实现。SuperMap IS.NET提供了多种服务器开发组件。SuperMap IS 服务器端需要执行三方面的功能：第一是响应客户端的请求；第二是进行地图数据的分析和处理；第三是将分析处理的结果生成图片以便于传输。SuperMap IS 这三方面的功能，分别通过三类组件进行提供。这三类组件分别是：网络组件、地理信息系统组件和影像处理组件。通过这三类组件的应用，就可以开发出具有一定地图服务功能的地图引擎。

一般情况下，客户端传递到服务器端的请求服务信息内容，包括用户在地图上操作点的位置坐标信息、组件服务请求参数信息和查询的数据信息。当客户端的请求经过一个公共的方法进行判断后，将其分为Web 服务请求和GIS 服务请求二种。若请求属于Web 服务，那么就会直接被转向WebServer，由Web Server 处理用户请求。若请求属于GIS 服务，那么就会被转向GIS Server，由SuperMap IS.NET的相关服务器组件，来完成对地图的操作及对空间数据和属性数据的编辑，并由ASP.NET对地图和文字进行处理、显示到客户端的浏览器中。

SuperMap IS.NET提供了基于Microsoft.NET开发平台的两套服务器端控件：WebControls和AjaxControls。他们都属于Web服务器端控件，支持最广泛的客户端浏览器(如IE、Mozilla Firefox、NetScape等)，客户端浏览器无需下载插件就可以获取服务。其中AjaxControls拥有WebControls控件的所有功能，包括地图显示、图层控制、地图浏览、地图量算、鹰眼、地图图例和打印地图等功能，并且新增了放大镜、导航、缩放条等控件，功能进一步得到提升。

通过ASP.NET调用WebControls和AjaxControls两套控件进行系统开发时，控件允许拖拽，开发和调试过程简单，并容易完成网站的部署工作。当把WebControls和AjaxControls控件与ASP.NET Ajax Extensions控件结合后，就可以实现只对页面中发出请求的对象进行重构。也就是对象发出请求后等待服务器处理，然后重新构建该对象并更新数据而不影响其他对象，这样便开发出了具有Ajax技术特性的网站。与此同时，在对AjaxControls进行开发时，还可以充分地利用AjaxScripts脚本进行开发，由脚本控制的对象在向服务器提交请求后，只需等待更新数据，而不需要重构对象，从而拥有更好的用户体验。

3 结束语

找矿勘查是在一个特定的地理区域内，开展地质、测量、遥感、物探、化探、钻探和坑探等各种找矿工程。为了对这些工程进行有机组合，达到最佳找矿效果，必须快速、合理地利用已有找矿勘查信息，使找矿勘查管理科学化，决策最

优化。通过对找矿勘查的数据特点进行分析，利用SuperMap IS.NET的强大GIS处理与分析能力，加上SuperMap SDX+数据库访问引擎，在ASP.NET平台上开发出具有WebGIS功能的找矿勘查信息系统，以实现采集、管理与找矿勘查有关的空间数据和属性数据，进行空间分析和成矿预测，为地质勘探部门在找矿勘查过程中的数据保存、数据共享、科学管理和正确决策提供技术支撑。

[1] 施俊法.矿产勘查的新思路、新方法、新技术[J].有色金属矿产与勘查,1995,4(2):108-113.

[2] 欧阳玉飞.利用多元信息进行成矿预测[J].西部探矿工程,2006(7):139-142.

[3] 蔡洪春.基于GIS 技术的矿产资源信息系统[J].地质与资源,2003,12(2):111-114.

[4] 吴开兴,韩曦.基于.NET和SuperMap平台WebGIS的设计与实现[J].工矿自动化,2008(5):110-112.

[5] 田洪阵,刘沁萍,刘军伟.WebGIS的现状及其发展趋势[J].许昌学院学报(自然科学),2004, 25(3):98-101.

[6] 马思根,何明勤.应用型GIS的开发模式及其发展趋势[J].计算机与现代化,2009(05):65-68.