国家基础地质数据库整合与集成基本技术框架_宋越

第２５卷第６期　２０１６年６月中　国　矿　业ＣＨＩＮＡ　ＭＩＮＩＮＧ　ＭＡＧＡＺＩＮＥ　Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６Ｊｕｎｅ　２０１６国家基础地质数据库整合与集成基本技术框架宋　越１，２，３，左群超２，牛海波４，梁国玲５，戴爱德６，李建国４，周　萌７（１．中国地质大学（武汉）国家地理信息系统工程技术研究中心，湖北武汉４３００７４；２．中国地质调查局发展研究中心，北京１０００３７；３．国土资源部地质信息技术重点实验室，北京１０００３７；４．中国国土资源航空物探遥感中心，北京１０００８３；５．中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄０５００６１；６．中国地质科学院，北京１０００３７；７．中国地质环境监测院，北京１０００８１） 摘　要：国家基础地质数据包括区域地质、地球物理、地球化学、遥感影像、地质钻孔、区域海洋、水工环、矿产资源等数据，这些数据由于物理分散、建库标准不同、过于依赖业务系统等原因，难以满足社会大众、专业机构、管理人员等各类用户需求。

为了提高国家基础地质数据的共享与服务，经过深入分析、实验、综合研究，提出了基于元数据、数据库、数据仓库、ＧＩＳ、网络、Ｗｅｂ等技术的、物理分布逻辑集中的国家基础地质数据库整合与集成技术框架。

关键词：地质数据库；整合集成；技术框架 中图分类号：ＴＰ３１１．５２；Ｐ６２８．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－４０５１（２０１６）０６－０１５４－０６Ｂａｓｉｃ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｏｆ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｂａｓｉｃ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＳＯＮＧ　Ｙｕｅ１，２，３，ＺＵＯ　Ｑｕｎ－ｃｈａｏ２，ＮＩＵ　Ｈａｉ－ｂｏ４，ＬＩＡＮＧ　Ｇｕｏ－ｌｉｎｇ５，ＤＡＩ　Ａｉ－ｄｅ６，ＬＩ　Ｊｉａｎ－ｇｕｏ４，ＺＨＯＵ　Ｍｅｎｇ７（１．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｗｕｈａｎ），Ｗｕｈａｎ　４３００７４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｉｎａ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３７，Ｃｈｉｎａ；３．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｌａｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３７，Ｃｈｉｎａ；４．Ｃｈｉｎａ　Ａｅｒｏ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　＆Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｌａｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；５．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００６１，Ｃｈｉｎａ；６．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３７，Ｃｈｉｎａ；７．Ｃｈｉｎａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｔｉｏｎａｌ　ｂａｓｉｃ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄａｔａ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｂａｓｉｃ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄａｔａ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ａｒｅａｌｇｅｏｌｏｇｙ，ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｉｍａｇｅ，ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｏｃｅａｎ，ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ，ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｔｏｏ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｓｉｎｅｓｓｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｒｅａｓｏｎｓ，ｔｈｅｓｅ　ｄａｔａ　ａｒｅ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒ　ｐｕｂｌｉｃ，ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｒｓ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｂａｓｉｃ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄａｔａ　ｓｈａｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｅｒｖｉｃｅ，ｄｕｒｉｎｇ　ｉｎ－ｄｅｐｔｈａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｍｅｔａｄａｔａ，ｄａｔａｂａｓｅ，ｄａｔａ　ｗａｒｅｈｏｕｓｅ，ＧＩＳ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ａｎｄ　ｗｅｂ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｂａｓｉｃ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｏｆ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｂａｓｉｃ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａｂａｓｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄａｔａｂａｓｅ；ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ收稿日期：２０１６－０１－０７基金项目：中国地质调查局“国家基础地质数据库整合与集成”项目资助（１２１２０１０８１５００１）作者简介：宋越（１９８４－），女，硕士，工程师，主要从事计算机软件、ＧＩＳ应用等方面的研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｙｕｅ＠ｍａｉｌ．ｃｇｓ．ｇｏｖ．ｃｎ。

通讯作者：左群超（１９６４－），男，硕士，教授级高级工程师，研究方向为矿产资源潜力评价、地质空间数据整合与集成、计算机应用软件研发或平台设计。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｕｏｑｃ１６３＠１６３．ｃｏｍ。

国家基础地质数据是反映国家地质矿产资源、水文环境资源、航空物探遥感资源等的现状、利用、规划的主要载体，是地质调查信息化建设的基础，是地质调查业务的核心体现，包括区域地质、地球物理、地球化学、遥感影像、地质钻孔、区域海洋、水工环、矿产资源等数据，具有重要作用［１－２］。

通过多年的基础地质数据库建设工作，中国地质调查局系统及相关单位已积累了大量的全国规第６期宋　越，等：国家基础地质数据库整合与集成基本技术框架模的基础地质数据库资源，国家基础地质数据库体系已基本形成。

如何让国家基础地质数据资源“看得见、可获取、用得起、可持续”、服务于拥有不同需求、多层次的用户群，是一个非常重要、异常困难、又必须亟待解决的问题。

为了提高国家基础地质数据的共享与服务，满足各类用户需求，笔者依托《国家基础地质数据库整合与集成》项目，组织中国地质调查局发展研究中心、中国地质环境监测院、中国地质科学院、中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国国土资源航空物探遥感中心等单位，分别对各自所建的部分基础地质数据库资源现状进行了系统地调研，在现状调研结果并总结存在问题的基础上，结合现实情况和应用需求，经过深入分析、实验、综合研究，提出了基于元数据、数据库、数据仓库、ＧＩＳ、网络、Ｗｅｂ等技术的、物理分布逻辑集中的国家基础地质数据库整合与集成技术框架。

１　现状及问题１．１　数据异质异构情况为综合利用带来困难数据异质异构情况主要表现为每个数据库都使用自己特定的数据库服务系统、数据结构或数据格式、数据语义、应用系统（含管理功能），造成综合使用多类数据库的数据时相当困难。

根据调研，这些数据库的形式采用“数据库”或“数据库＋一般文件”的方式，空间数据的生产基本采用ＭａｐＧＩＳ或ＡｒｃＧＩＳ数据格式，属性数据管理包括如下一些软件：Ｏｒａｃｌｅ、ＳＱＬＳｅｖｒｅｒ、ＡｃｃｅｓｓＭＤＢ、Ｅｘｃｅｌ、Ｗｏｒｄ、ＰＤＦ等。

另外，即使是相同的数据生产管理软件，由于数据生产时的人员不同，同一类数据在数据分层、属性表结构等方面也会有所不同。

１．２　数据依赖于业务系统，不利于数据管理与利用诸多基础数据库或数据资源处于一个数据库绑定一个数据应用系统（含管理功能）、自成体系封闭，不利于数据综合管理与应用、不利于提供数据共享服务。

数据库或数据资源管理与应用捆在一起，违反了数据库本身应相对独立于具体业务应用的基本原则，造成了数据库管理系统或应用系统功能定位、层次不清。

如，一个特定的数据管理系统，从数据的录入建库到数据的专业和综合应用集于一身，追求软件系统大而全，不利于软件系统的维护、升级。

数据本身与数据展现之间的关系，没有处理好，导致数据本身及其相关数据产品，被某一软件厂商的软件系统“套牢”，直接影响数据库可持续维护、升级管理、数据交换。

１．３　建库技术标准不统一，不同种类数据难以集成与共享因若干已建设的数据库或数据资源，是各个历史时期的成果，执行各自的规范。

为了共享需要重新整理，其工作量不仅巨大，也不是决问题之道。

没有统一的数据模型及编码体系，严重影响地质调查数据一体化组织管理、互操作、数据交换、数据共享。

各单位所建的数据库或数据资源，虽然能较好地服务于本单位、局部群体、或本行业，但从更广、更高的层面而言，基本上属于“信息孤岛”或“体内循环”，没有充分发挥已积累的数据资源或数据产品应有的共享价值。

１．４　缺乏数据库应用与维护专业人员不少基础数据库或数据资源属于项目数据库，项目工作一旦结束或项目组一旦解散，数据库维护工作即刻终止。

若不再额外安排数据库维护项目，则项目数据库即成为“死”库。

数据库建库必备的技术文档资料不完备，不利于持续维护更新。

诸多数据库或数据资源所建单位或部门，提供数据服务较单一，较多的服务是提供原始数据、专题数据，综合的、深加工的数据产品很少。

２　技术框架２．１　目标定位立足于需求并结合数据库资源现状与存在问题分析，在框架设计之初，确定了以下四方面基本目标要求。

基于满足不同用户群或不同层次用户的需求，进行功能设计。

根据数据资源或数据产品使用权限及保密规定，面向社会大众：提供科普类的地质成果宣传资料；面向地质专业科研机构：提供各类地质专业数据的综合查询、统计分析等；面向地质专业管理人员：除提供数据查看、统计分析外，还提供数据采集、修改、维护等功能。

基于伸缩良好的元数据规范，对分散系统中的异构数据集进行整合，对集中的元数据信息进行统一管理，并为用户提供单一入口查询的整合方案。

在保持数据一致性同时，提供良好的可扩展性［３－４］。

基于统一的平台框架，构建物理分布、逻辑集中的国家基础地质数据整合与集成数据库及系统。