地球物理信息管理系统的设计

出处:按学科分类—天文学、地球科学 地质出版社《地质灾害勘查地球物理技术手册》第110页(2928字)

9.3.2.1 系统建立的需求分析

需求分析是在对用户进行深入调查的基础上进行的,是地球物理信息管理系统设计的基础,主要任务是通过用户调查收集相关信息,将得到的信息进行分类整理,得到对系统粗略的描述和可行性论证材料。

地球物理信息管理系统的需求分析主要包含以下几个方面。

(1)用户情况调查:通过对地质灾害防治、管理等部门的工作内容、地质灾害信息来源及资料管理方式、资料使用状况等方面的调查研究,指出现行工作状况在工作效率、费用支出等方面存在的问题,同时明确用户的需求及用户数量。

(2)明确系统的目标、任务和主要功能:在用户调查的基础上,确定地质灾害勘查地球物理信息管理系统的服务对象,系统建设的目的、任务及系统的主要功能。

(3)系统可行性研究:可行性研究是在需求分析和明确目的任务的基础上进行的。可行性研究内容分为理论上的可行性研究、技术上的可行性研究和经济、社会效益分析。

a.理论上分析地球物理信息管理系统涉及两个方面的内容,一是工具型GIS平台提供的数据结构与地球物理数据的特征是否适宜;二是地球物理数据的分析方法和专业应用模型与GIS技术的结合是否可行。设计人员再根据系统的目标和任务,选择合适的工具型GIS平台。

b.技术上需考虑的问题为:关注计算机硬件的发展速度和GIS软件的使用周期的相适宜性;根据地质灾害勘查研究区范围相对较小的现实,估算研究区总的数据容量,说明数据源的类型与采集方式,在此基础上提出合理的硬件设备配置;根据系统的开发目的,提出二次开发方案。

c.从经济和社会效益着眼需考虑地球物理信息管理系统开发时的经济承受能力,预算系统设计与实现过程所需的费用及系统投入使用后所带来的社会效益。

9.3.2.2 系统目标和内容

9.3.2.2.1 系统目标

以地质灾害勘查的20余种地球物理技术方法勘测所得到的空间数据和属性数据为核心,利用计算机技术、地理信息技术、数据库技术、可视化技术建立能综合管理研究区地球物理数据并能进行快速查询、同时具备物探数据的绘制成图和成果解释功能的信息管理系统。

9.3.2.2.2 系统内容

(1)系统总体结构:系统在结构上可分为应用系统和基础数据库两部分,应用程序由图形管理、属性管理、数据处理、空间分析等模块组成,总体结构如图9-3所示。

图9-3 系统总体结构图

(2)系统功能设计:地质灾害勘查地球物理信息管理系统应具备以下功能:

·图形文件输入:支持数字化仪输入方式、扫描矢量化、多种GIS格式数据导入功能;

·基本属性数据的录入与编辑及外挂属性库的浏览和编辑功能;

·常用光栅图像的导入,如JPEG、BMP格式;

·图形数据的修改:对点、线、面等空间对象进行添加、删除、移动等编辑工作;

·查询:实现点、线、面等图形目标查询属性信息,并能查询属性满足一定条件的点、线、面等空间对象以及根据地质灾害勘查的目的、勘查阶段、勘查物探方法查询物探工作量的功能;

·图形的放大、缩小、漫游功能;

·热链接:实现点、线、面等空间对象与文本、照片或图片的热链接;

·空间分析:包括栅格分析及矢量分析;

·绘制物探数据剖面图、平面剖面图、断面图、钻孔柱状图、三维立体图及切片的功能;

·图形格式转换及输出功能。

(3)二次开发设计:二次开发设计主要包括两方面内容:一是根据系统的任务以及选择的开发平台提出需要做二次应用开发的内容;二是对于所需开发的问题准备采用的开发方案。

本系统是一个应用型的GIS系统,二次开发的基本思路是在GIS工具的基础上实现GIS工具向专业型GIS系统的转化。

考虑到本系统具有很强的专业性,开发应具有较高的起点,充分利用现有的软件成果,避免软件开发的重复性。基本思路是在引用GIS平台的基本功能之上,借助于平台所提供的开发语言和通用编程软件尤其是面向对象的可视化开发工具(如Visual Basic、Visual C++)进行二次开发。软件开发的主要任务是专题数据库的结构设计、专题数据库的数据管理与查询、专业数据处理与分析等。

地质灾害勘查地球物理信息管理系统所涉及管理的物探数据类型繁多,要求系统应能接收多种类型的数据,按方法类别入库、处理,并维护数据的完整性和一致性。通过对数据库中物探数据的处理分析、达到物探成果一维、二维、三维显示的目的,在叠加分析的基础上,实现人机交互地质解释。

【参考文献】:

黄杏元,劲松,汤勤等.2001.地理信息系统概论.北京:高等教育出版社

黄伟,李大心,唐庆兵,刘志军2002.基于GIS技术的工程物探数据管理与处理解释系统,物探化探计算技术,24(2),140~145

秦其明,曹五丰,陈杉等.2001.Arcview地理信息系统实用教程.北京:北京大学出版社

吴信才.2002.地理信息系统原理与方法.北京:电子工业出版社

周风林,洪立波等.1998.地市地下管线探测技术手册.北京:中国建筑工业出版社

张永波、张礼中,周小元,梁国玲.2001.地质灾害信息系统的设计与开发.北京:地质出版社

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