高放废物地质处置地学信息表述功能开发

王 鹏，黄树桃，赵永安，王洪斌

(核工业北京地质研究院，中核高放废物地质处置评价技术重点实验室，北京 100029)



高放废物地质处置地学信息表述功能开发

王 鹏，黄树桃，赵永安，王洪斌

(核工业北京地质研究院，中核高放废物地质处置评价技术重点实验室，北京 100029)

本文以高放废物处置地学信息库系统运行环境搭建-预选区数据库建设-数据应用表述功能开发为主线，在介绍高放废物地质处置预选区地学信息库开发主要过程的基础上，利用C#与SQL语言完成了数据应用表述功能开发工作，实现了地学信息库数据的查询检索与调用展示，直接验证了前期数据库结构整体设计、系统运行环境建设和地学信息数据库建设的可行性与适宜性，为后期地学信息平台开发打下了坚实基础。

高放废物地质处置；系统运行环境建设；地学信息数据库建设；数据应用表述功能开发

中国高放废物地质处置从最初的预选区筛选到现在的地下实验室前期科研[1-3]，在取得了大量的科研成果同时，积累了各种各样的数据资料。传统的纸质记录文档和简单的电子文件夹存储，均不能满足高放废物地质处置对大量科研数据存储管理与查询检索需求，高放废物地质处置信息化建设迫在眉睫。参照其他国家在高放废物地质处置数据存储、查询与管理方面的经验[4-8]，开展了GIS在高放废物地质处置中的应用研究[9-12]，但还处于起步阶段，偏重于GIS或者数据库在某一学科领域专门的应用研究，没有开展综合的高放处置工程的地学信息库研究，也没有完成专门为高放废物地质处置科研服务的地学信息库建设工作。同时由于数据实际使用过程中应用表述功能的匮乏，导致多源地学数据实际应用过程繁琐、利用率偏低，给科研人员二次数据利用带来较大障碍。因此，以地学信息库运行环境和数据实体为基础，开发高放废物地质处置地学信息表述功能显得十分重要。

1 高放废物地质处置地学信息库系统运行环境及其数据实体

1.1 运行环境建设

一个高效稳定安全的系统运行环境是地学信息库开发的前提，系统运行环境又包括硬件设施布设和软件环境搭建。依据中国高放废物地质处置科研数据的实际需求，针对性的建立了独立的“4+2+2”(4台服务器、两台工作站和两台移动工作站)的C/S系统运行与开发环境。硬件配制采用的服务器、存储系统等均为当前最新型号，确保了系统的稳定性和通用性；服务器端和客户端分别采用Linux和Windows操作系统，数据库平台则采用了开源的PostgreSQL+PostGIS，有效支持空间数据(图形、图像)的存储管理，并具有良好的开放性，从底层为数据综合集成管理、数据库建设、系统开发测试和应用平台开发提供了支撑。经过运行测试，系统内部服务器之间、服务器与前端工作站之间连接调用良好，数据传输稳定，完全能够满足后续开发需求[13]。

1.2 数据实体分类与数据库建设

根据高放废物处置库预选区多源地学信息数据库结构设计要求和用户具体需求，同时在考虑不同学科数据特点的基础上，确定数据录入工作的基本思路和流程：首先在数据初步整理和简单录入的成果基础上，将数据分为两大类(一是可整理为excel表格形式表述的数据；二是图形数据，主要包括矢量数据和影像栅格数据)；然后再分别针对不同数据的存储和录入特点进行分别入库。

数据入库过程分为两个步骤：第一步是将数据分类、归纳整理，达到入库标准，可称为数据整理录入；第二步利用SQL控制语言、.NET编程平台或开源软件将达到入库标准的数据插入到指定数据表的指定位置，可以称为数据入库。高放废物地质处置过程中的各类专题数据实体的录入及入库过程标准规范的提炼总结，保证对元数据进行准确录入，是地学信息多源数据库建设的关键内容。针对这两个步骤，可以分别形成数据提交/录入标准规范和数据入库流程规范，为后期数据库建设的数据采集、提交和入库工作提供便利[14]。

在上述工作基础上采用预选区数据库-专题数据子库-专题数据存储表格3级存储结构，建成高放废物地质处置预选区地学信息数据库(表1是预选区数据库建设样例)。

表1 北山预选区地学信息库建设内容

续表 1

图1 数据应用表述功能在地学信息库开发中的地位与作用Fig.1 Status and role of data presentations in geo-information database development

2 数据应用表述功能开发

数据应用表述功能开发的实质就是数据查询与展示，具体是指通过定制相应的数据库数据检索和查询服务，实现后台数据库数据按条件筛选为数据集并将其展示出来的过程。

2.1 数据应用表述功能设计

数据应用表述功能开发在整个地学信息库开发中的作用有3个方面：首先，功能设计要能够实现数据库数据调用、展示与二次利用，以保证数据顺利被用户检索和使用；其次，通过功能开发，解决地学信息库平台的核心功能问题——数据检索与查询能力，提供和定制数据服务后端应用；最后，为地学信息平台应用提供具体的数据报表和接口(图1)。

数据应用表述功能的实现主要是通过SQL语言后台调用数据库存储的数据，再利用编程工具个性化定制展示模块/模板，将数据人机交互式展示出来的过程，数据查询检索功能的实现是数据应用表述功能开发的基础(图2)。

2.2 数据应用表述功能开发与实现

鉴于数据库数据的多源性和复杂性，直接进行查询容易导致查询设计不能突出重点需求。因此，本文开发研究中涉及的查询检索都是基于已经发布的高放废物地质处置选址导则作为检索依据设计的[15]。目前数据库中的数据做不到选址导则要求的详细性和完备性，所以本文中的查询检索以提炼总结后的

图2 数据应用表述功能开发技术路线图Fig.2 Technique roadmap for the development of data applications presentations

图3 北山查询系统DemoFig.3 Demo for Beishan query system

场址定量化评价体系中的指标为主要查询检索依据[16]。这样既可把握高放废物地质处置选址与场址评价的实际需求，还可以对已经形成的选址导则的完备性、可操作性、应用效果进行实际验证。

以北山预选区地学信息数据库作为数据源基础，利用C#和SQL语言相结合的编程方法，最终实现查询模块-查询窗口-个性化设计报表为主的3级结构的简单查询系统(图3)。

2.3 个性化数据表述模板应用案例

以地球化学样品测试数据为例，介绍个性化数据表述模板设计及开发基本情况。首先，预选区数据库中的地球化学样品数据均是由样品数据子库中的取样位置信息表、样品基本信息表及地球化学数据子库中的样品分析结果表组成，这些相关信息跨库存储方式，保证了样品从最初获取到最终测试结果全过程数据的完整与准确。因此，对于地球化学样品数据这类跨库存储、数据调用来源多样的科研数据，必须要定制专门的数据表述模板，尽可能满足不同人员的多样查询需求，同时完整还原和展示相关数据(图4)。图4为碳、氧同位素测试结果的个性化展示模板，主要包括样品基本信息(存储于样品数据子库的样品信息表)、取样位置信息(存储于样品数据子库的位置信息表)、样品化学测试分析过程和测试结果信息(存储于地球化学子库的碳、氧同位素测试结果表)等内容，通过模板设计与整合，将存储于不同子库中、与地球化学样品相关的所有数据集中在一起展示，这样通过输入不同的关键词，就能检索到最全面的样品相关信息，最大程度的方便数据使用人员，这也正是整个数据表述功能开发工作的意义所在。

图4 样品数据跨库检索个性化表述模板Fig.4 Personalization presentation template of cross-database retrieval for specimen data

3 结论

本文以高放废物处置地学信息库系统运行环境搭建-预选区数据库建设-数据应用表述功能开发为主线，从解决项目组实际需求的角度，理清了整个地学信息库数据资源服务与开发的技术流程，得出了以下认识：

(1)地学信息库数据应用表述功能开发的实现，不仅验证了地学信息库系统运行环境的高效性、稳定性，而且证实了前期数据库结构设计的可行性和适宜性，同时也能够从实际应用与开发角度对前期工作进行检验与校正；

(2)以系统运行环境为开发平台，利用.NET编程平台与SQL语言结合的编程手法，完全可以实现数据应用表述功能开发，同时个性化表述模板的设计与开发能够满足多元化的用户实际使用需求；

(3)以北山预选区地学信息数据库为基础数据源实现了数据应用表述功能开发，直接验证了数据库建设是成功的；

(4)基于选址导则为数据查询检索依据的数据应用表述功能开发的实现，不仅保证了数据库数据的完备性和一致性，而且为地学信息数据库的可扩展性奠定了基础。

[1]王 驹，陈伟明，苏 锐，等.高放废物处置及其若干关键科学问题[J].岩石力学与工程学报，2006,25(4):801-812.

[2]王 驹.高放废物深地质处置:回顾与展望[J].铀矿地质，2009,25(2):71-77.

[3]王 驹，苏 锐，陈 亮等.甘肃北山高放废物地质处置地下实验室若干战略问题的考虑[J].世界核地质科学，2014，31(Suppl.1):125-130.

[4]GEOTAB.Overview[R]. E. Eriksson, B. Johansson, etc. SKB,TR92-01,1992.1.

[5]IAEA.International Conference on the safety of radioactive waste disposal [R].Tokyo, Japan: IAEA CN-1353-7,2005.

[6]刘政荣.PPGIS及其在加拿大安大略省核废料处理选址项目中的应用[J].武汉大学学报，2005,30(1):82-85.

[7]Tetreault S.Documents added to Yucca database[J].Las Vegas Review-Journal,May 1,2007.

[8]MoDeRn Partners.MoDeRn Monitoring Reference Framework Report[R].European Commission, 2013.

[9]李 军，樊 艾，黄树桃，等.高放废物处置库预选场地地学信息库的建立[J].世界核地质科学，1998,14(2):107-111.

[10]李翰波，黄树桃，赵永安.基于WebGIS的北山高放废物处置地学信息系统的研究[J].世界核地质科学，2007,24(1):39-43.

[11]高 敏，黄树桃，王树红，等.高放废物地质处置元数据设计与编辑模块开发[J].世界核地质科学，2010,25(4):37-41.

[12]钟 霞，王 驹，黄树桃，等.ArcGIS在北山高放废物处置库预选区地学数据管理中的应用[J].世界核地质科学，2010,27(4):219-222.

[13]王 鹏，高 敏，黄树桃，等.高放废物地质处置地学信息库运行环境建设[J].世界核地质科学，2014，31(Suppl.1):299-304.

[14]赵永安，黄树桃，邬 伦,等.高放废物地质处置地学信息数据库规范研究[J].世界核地质科学，2014，31(Suppl.1):290-298.

[15]高水平放射性废物地质处置设施选址HAD 401/06[S].国家核安全局,2013.

[16]苏 锐，王 驹.高放废物地质处置库场址适宜性定量化评价指标体系初探[J].世界核地质科学，2014，31(Suppl.1):131-141.

Development of Data Applications and Presentations for Geological Information Database of HLW Disposal

WANG Peng，HUANG Shu-tao，ZHAO Yong-an， WANG Hong-bin

(CNNCKeyLaboratoryonGeologicalDisposalofHigh-levelRadioactiveWaste,BeijingResearchInstituteofUraniumGeology,Beijing100029,China)

Following the principal line of system operation environment construction, database construction and data expression development for high level radiowaste disposal，this article realized the development of data presentation of applications for geological information database of HLW disposal. The programming methods of SQL and C# were used based on detail and clear explaination of geological information database of HLW disposal. Then query and retrieval of data was achieved, invocation and display of data was fulfilled. This method not only verified the correction and suitability of database structure design，system operation environment construction and database construction，it also laid a solid foundation for further development of geological information platform.

high-level radioactive waste geological disposal; system operation environment construction; geological information database construction; development of data application and data expression

10.3969/j.issn.1000-0658.2015.04.010

王鹏(1989—)，男，助理工程师，主要从事高放废物地质处置研究工作。E-mail:feiyu618@126.com

1000-0658(2015)04-0477-06

TP392

A

[改稿日期]2015-01-21 [改回日期]2015-04-07