李英康 馬思民 劉太平 楊貴生 任香愛 趙曉青
（國土資源實物地質資料中心）
摘要 本文通過對實物地質資料管理系統現狀的調查和實物地質資料管理工作流程的分析，建立了實物地質資料數據庫，確定了數據庫管理系統的功能，開發了實物地質資料管理信息系統，為國家實物地質資料庫的正常運行提供了初步的計算機管理平臺。
關鍵詞 實物地質資料；數據庫；管理系統
壹、前言
在50多年的地礦勘查工作中，產出了大量的實物地質資料（巖礦心、各類標本、光薄片、樣品等），是地質資料的重要組成部分，按照國務院發布的《地質資料管理條例》的要求，將納入國家統壹管理範圍。為此，國土資源部成立了實物地質資料中心和啟動了國家實物地質資料中心庫的建設。實物地質資料中心將在國務院地質礦產主管部門的領導下，依法接收、保管重要的實物地質資料，向社會提供公益性服務。
為配合國家實物地質資料中心庫的建設，2002年開始中國地質調查局組織開展了實物地質資料的篩選、采集、管理、服務方面的研究工作，其目的是在國家實物地質資料中心庫建成後，能夠讓各類重要的、有代表性的實物地質資料有計劃、分期、分批地入庫，盡快建立起能夠反映中國地質條件與突出特點，代表中國地質工作成果與水平的現代化實物地質資料管理與服務的館藏機構。
為了利用以計算機為核心的現代技術管理國家實物地質資料中心庫，開展了實物地質資料管理信息系統研究，即根據實物地質資料管理工作的各個環節：匯交/提交、驗收、整編（偏重實物描述、背景資料整理）建檔、入庫、服務、維護等，建立以管理數據為主，實物說明數據為輔的實物地質資料數據庫，用於保存國家實物地質資料中心庫內的實物地質資料數據。並通過開發實物地質資料數據庫管理系統，為國家實物地質資料中心庫的正常運行，提供計算機管理平臺。
二、系統結構與功能模塊
整個系統按實物地質資料的管理工作流程，采用分組、分塊模型建立實物地質資料的管理信息系統（圖1）。
圖1 系統管理模型圖
管理系統的功能模塊大致劃分如圖2。
圖2 系統功能模塊示意圖
1）系統登錄模塊：按照不同用戶的權限，進行用戶身份驗證。
2）業務管理模塊：用於開展業務工作和日常管理工作，包括事件添加、修改、刪除、查找模塊，事件跟蹤模塊，數據統計、報表與打印模塊及幫助模塊。其中事件跟蹤模塊用於：①對預匯交事件進行跟蹤，提醒管理人員通知應該匯交資料單位辦理匯交業務；②對保密期的資料進行跟蹤，當到達解密日期時，提醒管理人員辦理解密手續，提供利用。
3）系統維護模塊：包括數據備份、數據恢復、用戶權限管理功能等，用於保障系統和數據的安全。
4）數據存取模塊：用於存取數據庫中的數據。
5）數據加密模塊：用於對重要的數據進行加密，如用戶密碼、在保護期內的實物數據等。
為了實現管理、利用數據庫中的信息，實物地質資料數據庫管理信息系統具有下列功能：
1）數據輸入：包括數據的添加、修改、刪除、保存。
2）數據輸出：各種數據表和查詢結果的輸出，格式為Excel表。
3）數據抽查：用於數據核對、檢查，保證數據錄入的質量。
4）數據瀏覽：包括不同數據表、單條記錄和圖像的顯示。
5）數據查詢：包括條件查詢（提取數據表中的特定字段組成單壹、復合的查詢條件），關聯查詢（利用不同數據表之間存在的關聯關系進行查詢，例如查詢壹個項目包含的多個鉆孔，鉆孔包含的巖心數量等）。
6）字段搜索：因在條件查詢中，要用到某些字段的值，而這些字段的數據是在數據錄入中，才保存到數據庫的，因此需要通過“字段檢索”過程，建立數據檢索字典。
7）數據統計：主要是抽取不同數據表中的數據，進行匯總，編制報表等，通過保存的Excel表格制作。
8）打印輸出：包括管理業務工作中，各環節需要打印的表格，如數據表、圖像等。
9）系統管理：包括用戶管理、文件管理、提示信息管理等。
10）提示幫助：包括系統使用說明，數據錄入提示，各種統壹編號的使用範圍和使用情況，下拉菜單式“選擇數據”錄入，利用數據字典中的數據錄入等。
11）字典管理：在系統建設中，已經根據國標、行標編制了系統的數據字典，例如，地質工作程度、行政區代碼、鉆孔類型、密級等，以及需要系統管理員進行添加、修改等維護性的管理。
三、系統數據庫
實物地質資料管理信息系統的數據庫，以保存實物資料管理數據為主、實物說明數據為輔。即除存儲實物地質資料匯交、驗收、整編、建檔、入庫、利用、服務等管理性的數據之外，還存儲部分說明性的數據，諸如產出條件、來源、保存價值、成果簡介等，***同作為實物地質資料管理信息系統的基礎數據源。
數據庫概念模型采用關系型數據庫——行、列表格形式，利用軟件 Access 97/ SQL Server 2000建立數據庫，***定義了39個數據表（表1）。
表1 實物地質資料數據表定義與說明
續表
在數據庫標準化研究中完成了數據庫文件結構的描述，包括所有字段的名稱、標識、數據類型、長度、數據約束及其命名。建立數據庫的總體框架，包括基本表、索引、數據表視圖等。描述數據表之間的關系，編寫數據字典等。
四、管理信息系統
建立實物地質資料管理信息系統的主要目的是為國家實物地質資料庫的正常運行，提供計算機管理平臺，並通過網絡向用戶提供服務。為了體現管理系統的靈活性、方便性、實用性，整個實物地質資料管理信息系統的組成如表2所示。
表2 實物地質資料管理信息系統組成表
1.系統運行環境
微機主頻P4，最低1G，硬盤40～60G，內存256M，顯示器分辨率1024×768。系統服務器采用雙心IBM服務器。數據著錄子系統采用Windows 2000 XP操作系統，信息服務子系統采用Windows 2000 Server操作系統，瀏覽器（Browser）/服務器（Server）結構，瀏覽器為 Internet Explorer 5.0及以上版本。數據存儲采用SQL Server 2000，Access數據庫。
2.數據著錄子系統
重點開發數據維護、瀏覽、檢索查詢、輸出、數據統計、分析功能。主要用於實物地質資料中心對實物地質資料管理。由於網絡系統在數據處理過程中，存在著客戶端與服務器不斷請求—應答—處理—返回結果的復雜過程，導致系統的運行速度慢、時間長，並且網絡語言在開發數據處理程序時，需要進行前後臺腳本代碼的交叉編寫，增加了系統開發的難度。因此，為方便實物地質資料數據的組織、檢查，計算處理采用VB6.0通用語言開發實物地質資料數據著錄子系統。系統中的圖像顯示采用MapObject控件。MapObject是美國ESRI公司提供的壹個免費的地理信息系統圖形、圖像顯示、編輯插件，能夠顯示各種圖形、圖像。在工程中引用後，編寫壹個獨立模塊，就可以在不同的窗體、模塊中隨時調用，非常方便。
1）用戶系統操作界面由功能控制按鈕（大）、窗體調入按鈕（小）和音樂控制組成（如圖3）。單擊不同的大按鈕後，中間區域的小按鈕將隨之改變，點擊小按鈕將顯示對應的數據窗體。單擊“音樂”開啟音樂播放，單擊“關閉”停止音樂播放。
圖3 用戶系統操作界面
2）數據瀏覽界面由三部分組成：主數據顯示窗體（a）、超長數據顯示窗體（b）和數據關聯工具欄（c）（見圖4）。
3）主數據顯示窗體從上至下由6部分組成：工具欄（a）、標題（b）、單條記錄顯示（c）、記錄抽查與“統壹編號”使用提示（d）、記錄集數據表（e）、條件選擇數據查詢（f）（見圖5）。
4）數據輸出見圖6，點擊窗體頂部工具欄上的“輸出”按鈕，給定文件後按“保存”，把當前記錄表中的所有數據保存為Excel文件。雙擊輸出窗體，可以激活保存的Excel表格。
5）圖像瀏覽界面，采用地理信息系統控件MapObject2 開發。具有圖像打印輸出、圖像添加、放大、縮小、漫遊等功能（見圖7）。
圖4 數據瀏覽界面
圖5 用戶數據操作界面
3.信息服務子系統
在Windows 2000 Advanced Server操作系統上，基於瀏覽器（Browser）/服務器（Server）結構，采用html超文本鏈接語言，VBScript、JavaScript腳本語言，ASP技術，開發系統的數據瀏覽、數據檢索查詢功能。不開發數據維護功能和數據處理、計算功能。主要用於內部人員、外部來訪人員的數據查詢、瀏覽以及提供社會化服務。
圖6 數據輸出界面
圖7 圖像瀏覽界面
網絡條件下的信息服務子系統建在國土資源實物地質資料中心局域網上。通過壹個數據庫服務器，接收客戶端對數據庫信息的查詢操作，經服務器端的ASP程序處理後，把結果返回到客戶端的瀏覽器，以實現實物地質資料服務網絡化（見圖8）。
1）用戶操作界面由系統使用說明、實物地質資料庫簡介和樹目錄形式的數據管理菜單組成，用於完成對實物地質資料數據、圖像的顯示和檢索查詢任務（見圖9）。
圖8 網絡服務系統工作流程示意圖
圖9 用戶操作控制界面
2）整個數據瀏覽、查詢頁面由7 部分組成，即控制欄（1）、標題欄（2）、單條記錄顯示（3）、記錄集顯示（4）、分頁控制（5）、下拉菜單查詢（6）、頁腳（7）（見圖10）。①控制欄，返回控制界面，調用數據查詢頁面；②標題欄，說明數據表的顯示內容；③單條記錄顯示，查看某條記錄的詳細內容；④記錄集顯示，采用分頁顯示所有數據，點擊自動編號改變單條顯示；⑤分頁控制，控制記錄顯示的條數，分頁顯示記錄；⑥下拉菜單查詢，多條件查詢控制；⑦頁腳，返回系統主頁。
3）數據關聯查詢，數據條件查詢。
五、討論
在實物地質資料管理信息系統研制、開發過程中，由於實物地質資料的管理體制、機構不夠健全，組織尚未到位，國家實物地質資料庫剛剛開始籌建，實物地質資料管理工作的流程比較模糊。通過調研國內石油系統的巖心庫和查閱國外的壹些資料，參考他們的管理系統擬訂了實物地質資料管理信息系統開發方案。初步建立壹個能夠保存實物地質資料數據，進行數據管理、瀏覽、查詢的系統。由於實物地質資料的整個管理工作程序、工作流程是在這2～3年的不斷摸索、不斷研究中推進的，所以實物地質資料管理信息系統也是在邊研究、邊開發的情況下進行的。嚴格來說未按計算機自動辦公系統的流程開發實物地質資料管理信息系統。
圖10 數據瀏覽查詢界面
隨著實物地質資料的管理機構逐步建立、完善和實物地質資料管理研究工作的不斷細化，實物地質資料管理信息的功能需要進壹步的優化、完善，主要體現在兩個方面：其壹，隨著管理工作環節的不斷增加，已開發的單機環境系統不能滿足多人同時進行操作的需求，在獨立計算機上無法建立多用戶平臺，需要在網絡環境建立多用戶操作平臺；其二，已開發的網絡環境系統，僅實現了數據瀏覽、檢索查詢功能，沒有開發數據錄入等維護、輸出功能，也不能滿足按照實物地質資料管理工作環節、流程進行分塊（匯交與驗收、整編與建檔、信息編錄、入庫、利用服務）管理的要求，即多個用戶同時進行數據錄入等工作，因此需要把已開發的網絡環境系統進行優化、完善，以滿足多個用戶同時進行數據錄入的需要。基於上述原因，實物地質資料管理信息系統需要按照實物地質資料的管理工作環節、流程，升級成分塊管理的、多用戶的B/S（瀏覽器/服務器）結構的計算機辦公系統，由匯交與驗收、整編與建檔、信息編錄、入庫、服務利用、權限管理、信息提示等模塊構成B/S結構的網絡型實物地質資料管理辦公平臺。
在實物地質資料服務方面，按照國土資源部“關於建立健全地質資料網絡服務體系”通知的要求，需要進行實物地質資料信息服務的需求分析和實物地質資料信息服務網絡建設，將有助於提高實物地質資料社會化服務、利用的水平。