煤炭地质信息服务系统总体框架研究.doc

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1、第 卷第 期 中 国 矿 业 ， 年 月 煤 炭 地 质 信 息 服 务 系 统 总体 框 架 研 究 严 群 ， 程爱国 ， 张燕生 ， 赵育台 ， 刘 钊 ， 田 力 （ 中国 煤炭 地质 总局 勘查 研究总 院 ， 北 京 ） 摘 要 ：本文从煤炭地质信息服务需求、系统构架、数据管理模型、系 统平台、应用技术 等方面阐述 了 ， 、 、 煤炭地质信息服务系统建设思路 ， 提出了以项目为管 理单位 以文件 为服务 单元 以 数据 库为目 录 ， ， 索引 调用一个基于分布式文件存储的 电子 文件库的数据库联 合管理体系 采 用独立采集 工具 结 合内外网完全物理隔离的方式保障数据安全。其中

2、内网 基于 运行内部信息综合管理系统 ，实现 数 据的集成、管理与查阅，外网基于 ， 提供煤炭地质信息广 域服务。该系 统的建成将 提升煤 炭地质 信 。 息服务的深度和广度 发挥行业地质信息服务在社会经济发展中的重要作用 关键词 ：煤炭地质；信息服务；总体框架；文件编码；空间数据 中图分类号 ： ； 文献标识码 ： 文章编号 ： （ ） （ ， ， ， ， ， ， ， ） ： ， ， ， ， 煤 炭地 质成 果资 料是 自新 中国 成立 以来地 质工 七个 亿 以 上 的 聚 煤 盆 地 ， 多 个 大 型 煤 作 的结 晶，是我 国煤 炭 工 业 发 展 基础 ，是 科学 规 划 、 田

3、，积累 了丰富 的煤 炭地 质勘 查资 料 ，为煤 系矿 产 合 理 利 用 煤 炭 及 煤 系 共 伴 生 矿 产 资 源 的 重 要 依 资源 的开 发利 用提 供了 海量 的信息 资源 。 中国煤 炭 据 ，从 中可 以充 分地 了解 到煤 系地 层的空 间展 布 、 地质 总局 档案 馆作 为行 业地 质资料 馆保 存了 大部 分 构 造及 水文 条件 、资 源赋 存 情 况 等 重 要信 息 。 建国 的成 果资 料，但是 资料 信 息 化 和 社 会化 服 务 程 度 较 以 来 全国 煤炭地 质 系 统累 计 完 成 钻 探 工 程量 亿 余 米 地震 工程 量 余 万 物 理

4、点 累 计 探 获 煤炭 ， ， ， ， ， ， ： ； ； ； ； ； ， ， ， ， ， ； 息共 享程 度低 ，影 响了 资 料 的 利 用 率和 资 料 汇 交 人 ； ， 。 ， “ ”、 “ ” 尔 多斯 、华 北、华 南、吐 鲁 番、准 噶 尔、伊 犁 和 塔 里木 足行 业和 社会 对煤 炭地 质和 煤系矿 产资 源信 息的 需 中 国 矿 业 第 卷 地 质资 料馆 的煤 炭 地 质资 料 相 对 齐 全，馆 藏 资 料全 位置 有关 ，煤 炭 地质 信 息 尤 其 如 此，地 理 位 置 是 部 实现 了电 子化 管 理 和服 务 ，建 立 了 全 国 地 质 信息 网 ，

5、目 前也 已基 本实现 了地 调系 统、省馆 和部 分行业 馆 的互 联互 通 互 享 。但 是 ，全 国 馆 基 础 性和 普 适 性 的地 质信 息服 务依 然不 能满 足社 会对 煤炭地 质专 业 信息 产品 的需 求，需 要 建 立煤 炭 地 质 行 业 信 息服 务 专业 平台 ，提 供更 加专业 、系 统 的 煤炭 地质 信息服 务 。本 文将 从信 息 系 统建 设 的 角 度，研 究 探 讨 煤炭 地 质信 息服 务系 统 总 体框 架 ，以 期 实 现 煤 炭 地 质资 料 管理 与服 务的 信 息 化与 网 络 化 ，助 推 行 业 地 质信 息 服务 的发 展。 煤 炭地

6、 质信 息管理 与服 务需 求 数据 分析 煤 炭资 源主 要为 层状 分布 ，面积 广，纵向 地质时 代 特征 明显 ，同 一赋 煤 区 相 临勘 探 区 的 地 质 情 况类 似 ，煤 系矿 产资 源较为 丰富 。 因 此，煤炭 地勘 资料对 于 煤炭 及煤 系共 伴 生 矿产 资 源 的 综 合 开发 利 用 、资 源 储量 预测 、潜 力 评价 具 有 很 好 的 参 考价 值 。 煤炭 地 质信 息从 内容 上，不仅包 括煤 炭地 质勘 查报 告，还 包 括相 关的 地质 调 查、水 文 地 质、工 程 地质 、环 境地 质 、煤 炭资 源预测 、煤 炭资 源 潜 力 评 价、基 础

7、 地 质研 究 、技 术应 用研 究、物 理勘 探报 告、遥 感与 测绘 资料 、 其 他矿 产 地 质 资 料 等 等。 此 外 ，还 有 专 业 图 书、图 集 、论 文、技 术规 范等 。煤 炭地 质信 息从 电子文 件格 式 上，主 要 包 括 可 编 辑 的 文 本 文 件 、 类 数 据 软 件形 成的 由单 文件 和多 文件 组成 的矢 量图件 及不 可 编辑 的栅 格文 件（如图片 、扫 描件 、照片 ）等 。 煤 炭地 质信 息 属 性描 述 指 标 除 了 题名 、地 理位 置 、坐 标、工 作程 度、矿 区 名 称、工 作 时 间、有 益 矿产 等 常规 项外 ，还 有煤

8、 质、瓦 斯测 试数 据、含 煤地 层、埋 深 等煤 炭地 质信 息特 有的 属性 指标 。矿 区名 称的下 属 词通 常是 由煤 炭 行 业命 名 的 专 有 名 词，如 山 西离 柳 矿区 、山 东枣 腾矿 区等。 需求 分析 信 息管 理是 服务 的基 础，服 务是 管理 的目 标，二 者 相互 统一 ，密 不 可分 。 对 于煤 炭 地 质 信 息 的管 理 和 服务 可分 为三 个层 次，一 是原 始数 据的 安全 保存 ， 备 查；二是 资料性 、基 础性 服 务 数 据 体 系的 建 立 ，将 原 始数 据转 换 为 通 用、可 读、不 可 编 的 数据 格 式 ，作 为 资料

9、性、基础性 数 据 来 管 理、检 索 和 利用 ；三 是专 信 息分 类是 实 现 数据 规 范 化 、统 一 化 管 理 的必 要 手段 。据 统计 ，人 类活动 获 得 的信 息 与 地理 地质 信息 的重 要属 性 之 一，将 煤 炭 地 质信 息 的 区 域 性分 为全 国、省份、矿区 、勘探 区、钻孔 五个层 次。 从 内容 上，将煤炭 地质 信息 分为 地质 调查 、煤 炭地质 勘 查、煤系 共伴 生 矿 产、航 测 遥 感、水 文 地 质、工 程 地 质、环境 地质 、综合 等十 几个 大类 ，五十 多个 小类 。 煤炭 地质 信息 的主 体是 地勘成 果 、资源 评价 、科

10、研成 果报 告，依据成 果资 料的 产生 规律 ，在 数据的 管 评价 区或 专项 工作 为 目 标 的成 果 报 告 集 合 体，是 成 果资 料分 类 管 理的 最小 单位 ； 文 件级 目录 ：组成 报 告集 合体 、具 有独立 意义 的文 件，是基 础性服 务的 最 小管 理单 元，如 文 字 报 告 、审 批 意 见 书 、附 图 、附 表 等； 电 子文件 实体 ：是 提供 阅览 服务 的源文 件。 主 要应用 技术 数据库 联合 应用 技术 具有 很大 优势 ，具 备网 站 实 时 数 据 存储 所 需 的 复 制 及高 度伸 缩性 ；由于 性能 很高 ，适 合作 为信息 基础

11、设 持 久 化 缓 存 层 可 以 避 免 下 层 的 数 据 源 过 载； 的 数 据 格 式 非 常 适 合 文 档 化 格 式 的存 储及 查 询 。 而 数 据 库 系 统 则 是 美 国 的一 组软 件产 品，是目 前 世 界 上 使 用最 为 广 泛 的 关 系数 据库 管理 系统 ，具有 完整 的数 据管 理功 能，系 统 可移 植性 好、使用 方 便、功 能 强，适 用 于 各 类大 、中、 小、微机 环境 ，是一 种 高 效 率、可 靠 性 好的 适 应 高 吞 吐量 的 数 据库 解决 方案 。 形数 据、属性库 等 非结 构 化 的 数 据 转换 为 通 用 软 件 数据

12、 库系 统联 合应 用的 方式 ，由 管 理索 引 目 管理 文件 ，解 决了多 元异 构数 据的 集成 、检 索与快 速 要是 基于 ： 阅者不 必在 浏览 器端 安装 专用 插件 ，便 使由 多幅 图片 组成 的 文 件 打包 成 单 文 件 ，如 文 字 报 告等 ，便 于管理 和调 用。 空间数 据融 合技 术 空间 数据 融 合 技 术 是 系 统 集 成 的 重 要 组 成部 分，在 多表 现、多 分 辨 率 空间 数 据 库 中，该 技 术 表 ， 、 、 、 等 专 门 应 用 题 应用 数据 库的 建 立 ，如 基 于 的 专 题 图件 、 。 第 期 严 群，等：煤炭地质信

13、息服务系统总体框架 研究 占 据了 重要 的地 位。 系统 的迅 速发 展和 广 泛应 户数 据等 。本 文重 点探 讨成 果资 料文 、图、表组成 的 用 导致 了空 间多 源 数 据的 产 生 ，给 数 据 的 集 成 和信 息 共享 带来 不便 。 不 同数 据 源 ，不 同 数 据 精 度 和不 同 数据 模型 的地 理 数 据融 合 理 论 与 方 法的 研 究 ，对 于 降低 地理 数据 的 生 产成 本 ，加 快 现 有 地 理 信 息更 新 速度 ，提 高 地 理 数 据 质 量 有 着 重 要 的 现 实 意 义 。 不 同数 据源 、不 同 数据 精 度 的 矢 量 图 件

14、。 既 保 证系 统 的高 扩展 性，也保 证现有 成果 数据 的快 速应 用。 系 统架 构 系 统 总体 构 架 分为 硬 件 层、软 件层 、数据 层 、系 统 操作 层、应用 平 台层 五 个 层 次。 硬 件 层 作 为 基础 设 施和 安全 保障 ，主 要包括 系统 应用 服务 器、文件 服 务 器、数据 库 服 务 器 、存 储 设 备 及 光 猫 、 防 火 墙 、交 换机 等网 络设施 ；软 件层 为数 据的 存储 、管理 、 数 据层 ，是 系统 管理 和应用 的对 象，是提 供各 项信息 服 务的 基础 。主 要 包 括地 勘 成 果 类 数 据、煤 炭 资源 信 息类

15、数据 、空间 数 据 、索 引 目 录 数 据、系 统 管 理数 据 等等 ；系 统操 作层 ，主要 是针 对数 据管 理、维 护、提 取 、调 用而 设计的 功 能 模 块 的 集成 ；应 用平 台 层 ，是 地 质信 息服 务系 统总 体架 构。 电子 文件 及其 索引 目录 的数 据管理 模型 。 数 据管理 结构 依据 成果 资料 的 管 理 结 构，建 立 项目 和 文 件 两 级成 果资 料信 息索 引 目 录，对 实 体 资 料和 电 子 文 件 进行 统一 管理 和检 索；采 用信 息编 码控 制，确保项 目 件，与文 件目录 一一 对应 ，通 过目 录检 索调用 电子 文 件

16、实 体。 图 为数 据管 理结 构。 图 中的 文件 目录 信息 编 码 与 中 的 电子 文件 码 一 一对 应 。其 中 ：项目 信 息 编 码 国 家编 码 省份 编 码 专业 编 码 项 目 顺 序 号； 文件 信息 编码 国 家编 码 省份 编码 专 业编码 索 引数据 库逻 辑对 应关 系 煤炭 地质 信息 索引 目录 数据库 是管 理 、检索 、调 阅实 体资 料和 电子 文件 的重 要依据 和参 考信 息。 主 要包 括项 目级 目录 数 据库 （主 索 引 表）、文 件 级 目 录 数据 库（子索引 表）及 相 应 的 地勘 成 果 属 性 表、地 勘 报告 内容 摘录 表、

17、综 合 文件 属 性 表 。图 为 目 录 数 据表 逻辑 关系 图。 图 煤炭地质信息数据 管理结构 图 煤炭地质信息服务系统总体架构 数 据管 理模 型 煤 炭地 质信 息 主 要包 括 ：由 煤 炭 地 质 勘 查 成果 图 目录数据表逻辑关系 资 料文 、图 、表组 成 的 电子 文 件 ；结 构 化 资 源 信 息数 据 表；由地 质图 形和属 性数 据组 成的 空间 数据 ；由 文 ； 主索 引表 为项 目 目 录 数 据 。 ，子 索 引表 为 项 目 内 件 索引 目录 组成 的 二 维数 据 表 系 统 管 理 数 据 和用 的文 件目 录数 据 每个 项目 由多 个或 上千

18、个 具体 的 ， 多 元素 煤炭 地质 专 题 图 ，并 结 合 技 术 展现 ， 、 、 关 系 型 数据 库 管 理系 统 、 文 件 管 理系 统 ； 。 ； 。 中 国 矿 业 第 卷 文 件组 成，系统 给每 个文件 一个 唯一 的信 息编 码，与 电 子文 件一 一对 应，以便管 理、检索 和调 阅。 索引 表 描 述的 是基 础信 息，属 性 表 描述 的 是 管 理 信 息 和内 容 信息 ，摘 录表 就项 目 的 主 要内 容 和 指 标 进 行 了描 述 ，有 助于 阅者 对项目 的理 解，做出 信息 利用 决策 。 电子 文件 的存储 格式 为 了 便于 电 子 文件 的

19、 在 线 浏览 ，将 文 、图 、表不 提 供 在 线 阅 览。 对 于 非 公 开 提 供 的 文 件，则 提 供 多 文件 组成 的原 始文 件压 缩成 单文 件保 存备用 。 表 为 入 库 前 提 交 电子 文 件 的 存 储 目 录表 ，表 为提 取 数据 时输 出电 子文 件的 存储 目录 表。 表 提交电子文件 存储目录表 一级 二级 三级 四级 五级 六级 七级 八级 普通 快照 快照 表 输出电子文件 存储目录表 一级 二级 三级 四级 五级 六级 七级 八级 信息类别 国家 省份 专业 项目 文件 普通 （） （） （） （） （） （） 快照 表 中 的 一 级 目 录

20、“信 息 类 别 ”为 馆 藏 资 料 大 码 基本 组成 项；五级 目录为 项目 题名 ；六 级为 文件题 名 ；七 级为 文件 类型 ，八级 为具 体提 供利 用的源 文件 与 信息 编码 一 一 对应 。 煤 炭地 质信 息服务 系统 建设 基 于信 息安 全 考 虑，煤 炭地 质 信 息 服 务 系统 的 数 据采 集、管理 和服 务 应 分 别建 立 三 个 相 对 独 立的 子 系统 。 数据 采集 工具 数 据采 集工 具 是 基于 单 机 运 行 的 独立 软 件 ，用 于 异地 采集 煤炭 地质 信息 目录 数据 和电 子文件 。 所 采 集的 数据 首先 要 提 交服 务

21、器 审 核，审 核 通 过 后才 能 顺利 导入 服务 器，避免对 服务 器数 据的 误操 作 。 数 据采 集工 具的 应用 使汇 交资 料的 信息采 集工 作由 资料 管理 人员 前移 到资 料汇交 人 。由 于资料 汇 交人 对资 料的 内容 掌握 较好 ，采集 的数 据更 加准 确， 增加 了采 集数 据的 完备 性和 准确性 。 煤 炭资源 信息 综合 管理 系统 煤炭 资源 信 息 综 合 管 理 系 统 在 内 部 局 域 网 运 行，主要 完成煤 炭资 源信 息数 据的 集成 、管 理与到 馆 查阅 以及 网络 化服 务平 台信 息的提 取 。系 统主要 功 能包 含多 元数

22、据的 汇 集 、数 据 管 理、成 果 查 阅、信 息 查阅 、数 据统计 、系 统管 理、数 据提 取、用户 授权与 利 用管 理等 功能 。由 于成 果资 料电 子文件 与数 据表 和 空间 数据 的管 理、检 索方 式不 同，系统 将数据 的查 阅 分为 成果 查阅 和信 息查 阅。 成果 查阅 主要是 通过 对 目录 数据 的检 索调 用 电 子 文件 在 线 阅 览 ，或 根 据 检 索结 果进 入实 体库 房 调 阅 实体 资 料 ；信息 检 索 主 要 是针 对煤 炭 资 源 信 息 表 和 空 间 数 据 库 进 行 在 线 查 系统 为数 据 操 作 用 户 、成 果 查 阅

23、 用 户、信 息 查 阅 用 户、系统 管理用 户设 置了 不同 的操 作权 限。 煤 炭资源 信息 网络 化服 务平 台 在互 联网 思 维 模 式 的 影 响 下，我 们 的 生 活 、学 习、工作 、社交 模式 都 在 发 生 着巨 大 的 变 化，互 联 网 与各 行业 的融 合度 逐 步 加 深，网 络 已 成为 人 类 社 会 不可 或缺 的 生 存 手 段 ，提 供 网 络 化 的 煤 炭 地 质 信息 服务 已成 为必 然。 煤炭 资源 信息 网络 化服 务平台 建设 目标 是基 于 互联 网提 供煤 炭资 源信 息的 在线查 询 、浏览 、数据 下 载、信息 产品订 单 提交

24、 以 及 信 息 产 品定 制 服 务 的 线 下交 付服 务。 主要 包括 信息 服务 网 站 和后 台 管 理 个子 系统 。图 为 信息 服务 网站 的主要 功能 模块 。 网络 化服 务平 台提 供服 务的信 息数 据来 源是 按 照一 定的 信息 提取 策略 从运 行于内 部局 域网 的煤 炭 资源 信息 综合 管理 系统 中提 取。 主要 包括煤 炭地 质 资料 目录 、摘要 信 息 和电 子 文 件 ，相 关 技 术 规 范、图 集、专题 服务产 品、重要 学术 论文 、专业 图书 等等 。 硬件 环境建 设 硬件 环境 是 信 息 服 务 系 统 正 常 运 转 的 基 础 保

25、 障，包括 服务器 、盘塔 、移动 存 储 设 备、异 地 存 储 器、 数据 处理 工 作 站 、客 户 机 、网 络 连 接 件、防 火 墙 等。 分内 网环 境和 外网 环境 ，内外 网完 全物 理隔 离，外 网 通过 移动 设备 从内 网提 取数 据。 磁盘 阵列用 于常 规 性备 份，移动存 储 设 备 用于 异 地 灾 备。 图 为 硬 件 基础 环境 拓扑 结构 。 结 语 煤炭 地质 信息 服务 系统 的建设 为煤 炭地 质信 息 的积 累、汇集和 共享 提供 了平 台，从而 减少电 子信 息 同 格式 的 文 件 统 一转 换 格 式，以 文件 格 式 格式 的 文 件 快

26、照，作 为 文 件 的 简 介 性 信 息。 将 信息 专业 项目 文件 类别 国家 省份 （综合 （ （ （地勘 （中国）（北京）预测与 高清 名称）名称） ） ） ， “ ”； 电 子文 件名 ，入 库时 源文 件 被存 入 。表 ， ， 第 期 严 群，等：煤炭地质信息服务系统总体框架 研究 图 煤炭资源信息综合管理系统工作流程 资源 的流 失，推动 煤炭 地 质 信 息 数 字资 源 的 持 续 增 长，为数 据的整 合、挖掘 、重构 ，实 现煤 炭地质 信息 数 据的 有效 利用 和增 值 ，构 建 煤 炭 地 质成 果 大 数 据 体 系，提升 煤炭地 质信 息服 务的 深度 和广

27、 度，提高煤 炭 地质 资料 的信 息化 服务 水平 奠定了 基础 。 煤炭 地质 信息 的网 络化 服务迈 出了 煤炭 地质 信 息服 务现 代化 、专 业 化、社 会 化的 第 一 步 ，有 利 于 优 化煤 炭地 质信 息服 务 结 构，发 挥 行 业 地质 信 息 服 务 在社 会经 济发 展中 的作 用。 参 考文 献 郭月梅煤炭地质档案资料目录 数据库的 建立及对潜 在地质 中国煤炭地质总局中国煤炭资源赋存规律与资 源评价 北京 科学出版社： ， 图 煤炭资源网络化服务 平台主要功能结构 谭永杰打开地质信息服 务的大门 谈 新形势下 如何推进 我国地质资料服务工作中国国土资源报 乐嘉昂 “互联网 ”背景下 政府管理 的挑战与 应对华东 统建设地质通报， ， （）： 蒋玲基于 的旅行社管理系统的设计 及实现成都： 电子科技大学， ： ， 安雪菡地理信息与智慧生活 广州 广东省地图出版社 张广 弟 分布式环境下海量空间 数据的存 储和并行查 询技术 研究赣州：江西理工大学， 图 硬件基础环境拓扑结构 张桂涛，程爱国，袁同星，等全国煤炭资源信息系统研究 杨永川浅议网络时代的档 案信息管 理 辽宁行 政学院学 报， （）： 信息的挖掘 中国煤炭地质， ， （）： ， （）： ， ， ， ， ， （）：