基于网络的多专业地质资料信息服务系统

郑州市第十一中学 张佼龙

基于网络的多专业地质资料信息服务系统

郑州市第十一中学 张佼龙

针对目前海量、多源、异构等地质数据管理困难的问题，以及目前地质资料信息服务技术已无法满足当前的需求，本文提出一种地质信息综合管理和多方位服务的一体化模型。采用分布式存储模式，设计了地质空间大数据一体化服务架构和地质资料信息服务系统。通过多专业地质信息服务系统的开发，验证了系统的可行性与正确性。

地质资料；分布式；一体化；网络

近年来，用户对地质资料信息服务的需求不断变化，并且地质资料数据的多源、异构、海量等特点，难以实现高效存储管理地质数据。因此，为满足多元化地质信息服务要求，许多学者做了有关地质资料信息服务、城市地质工作建设等方研究。但仍存在地质数据管理困难和地质资料信息服务在大数据环境下如何快速的检索并集成有用信息的问题。

因此，通过设计地质数据一体化管理与服务框架，建立基于网络的地质资料信息服务系统，实现从服务器端到浏览器端的良好交互，能够以二三维交互的可视化服务方式展示地质信息，服务多元化用户的需求，是当前急需解决的地质数据应用难题。

1 地质数据一体化服务架构设计

1.1 数据管理

采用分布式存储方式，按照统一的数据管理模式，将数据分散存储在不同数据管理部门的服务器上。这种模式不仅可以减少收集数据所消耗的人力财力，还可以减轻单个服务器的承载负担。

1.2 分布式环境下地质数据访问与集成

地质资料分布式存储在不同的计算机服务器上，当用户提出某种服务要求时，无法快速且精准的定位分散存储的地质数据库位置。本文基于虚拟数据中心的概念，提出应用虚拟数据库的思想将分布式存储的地质数据库集成统一管理，提供统一数据服务接口。通过服务接口访问分布式环境下的服务器，利用中间件实现各数据库的定位、数据传输、数据解析等功能。

1.3 地质信息服务框架

地质信息服务模块就相当于建立“地质服务中心”，地质服务中心是建设整个地质信息服务平台的核心部分。地质服务中心是地质数据库和终端用户的桥梁，通过获取数据并计算数据，将得到结果传给客户端用户，提供良好的服务。地质信息服务框架的设计包括信息服务平台、数据服务发布和网络应用服务模块环节。

1．3．1 分布式地质服务平台

地质服务平台是基于SOA服务框架建设的，采用分布式存储与发布数据，集中管理服务的方式。SOA可以通过定义标准的、良好的服务接口连接应用程序中的不同功能模块。服务中心的建设是地质服务平台建设过程的核心步骤，采用的是一个虚拟化的中心SOA服务器思想，通过元数据库将分布式存储在不同的SOA服务器上的Web服务统一注册并管理。

1．3．2 地质空间数据服务

地质数据服务的发布使用不同的GIS服务器，将GIS数据按照统一的OGC标准发布。最后通过地质服务中心集中管理所有注册服务，供用户调用。

1．3．3 网络应用服务

采用网络应用程序的方式对地质资料信息服务的结果进行展示，用户可通过网络向服务中心发出服务请求，服务中心通过服务URL找到对应的服务后访问数据中心。计算后将结果返回到站点服务器，通过应用程序示给用户。

1.4 二、三维一体化的可视化服务

采用基于规则库的三维空间数据模型，实现二三维空间数据在统一的数据架构基础上的一体化存储与管理。改变了以往二维和三维数据分别处理的局面，可在数据模型、数据管理、数据可视化和数据集成等层面上无区别对待，实现了二、三维空间数据在深层次上的应用。

2 地质资料信息服务系统设计

系统设计：

基于系统的开发目的，设计了地质空间大数据一体化管理与服务的系统框架，如图1，系统的总体框架主要包括数据库建设与管理和地质信息服务平台两个模块组成。

（1）地质资料管理

采用关系型数据库对数据进行统一管理。由于地质数据的分布比较广泛，系统采用分布式存储的方式，各相关部门、单位将建立独立的数据库存储服务器，更加方便的将数据集中收集起来入库。数据中心仅是一个虚拟化的概念，真正的数据是分布式存储于各数据服务器中。数据中心仅以元数据库的方式记录各个数据库服务器的信息及其关联，元数据里主要记录数据库的名称、密码、URL等信息。

（2）信息服务

要实现地质资料信息的服务，必须在地质数据层的基础上才可以完成。当客户端用户通过应用程序请求某操作时，应用程序通过Request函数向服务器端发出请求，服务器端通过请求功能不同，找到相应服务进行计算，将结果通过Response函数返回到客户端应用程序。

3 系统实现

地质资料信息服务系统的实现：

基于系统设计，以北方某地级市为例，实现了地质资料管理与服务系统。该系统包括了资料检索与服务和二三维场景交互服务等模块。

图1 系统设计总体框架

图2 三维场景

（1）数据分析

以实验地区地质数据为数据基础，建设基于Web的地质数据管理与服务系统。采用的地质数据是多专业的、多来源的、多维并且海量的，数据分为：矿产地质、煤田地质、工程地质、水文地质、基岩地质、环境地质和地球化学7个专题 。

（2）查询功能

系统在通过空间查询服务连接数据库对相应的数据表进行查询，查询结果是XML格式。当选择专题时，则与目录树节点匹配。同时通过调用将资料相对图面位置加上标记。提供查询接口，用户给出查询条件，按照SQL查询语句构建查询条件，提供了解析SQL语言的接口，实现与服务的对接。

（3）二三维交互

基于B/S端进行系统开发，采用动态投影技术开发地质信息服务系统的二三维场景交互服务接口。二次开发过程中，可直接通过配置文件进行参数设置实现二三维一体化交互操作。如图2为三维场景下的模型浏览。

4 结语

本文采用地质数据分布式存储模式，通过地质数据一体化管理与服务平台的建设，实现从服务器端到浏览器端的良好交互。能够以一种二三维交互的可视化服务方式将地质信息展示给用户，更加服务多元化用户的需求，这种系统服务框架建设为地质资料信息服务提供可借鉴的思路。下一步研究重点将放在采用Hadoop存储策略实现海量异构数据的统一管理与调度。

[1]钱惠斌．基于OGC标准的空间数据共享关键技术[D]．杭州:浙江大学,2006．

[2]张嘉桐．基于云计算的地学G_4I系统结构设计[D]．长春:吉林大学,2013．

[3]刘英伟．地质资料信息社会化服务模型及应用研究[D]．北京：中国地质大学,2013．

张佼龙（2000—），男，河南巩义人，现就读于郑州市第十一中学。