基于GIS 的煤炭资源管理系统设计

邢向荣  袁景山  马宏兵

摘要：以MAPGIS 为开发平台，SQLServer2000 为开发语言，以国土资源局的业务为主，建立煤炭资源图形数据库与属性数据库，并对其进行了关联，旨在推动飞禽走兽老虎机：煤炭经济发展，对利用计算机进行煤炭资源现代化管理具有重要的社会意义。

关键词：空间数据库，属性数据库，关联，煤炭

中图分类号：TP391                        文献标识码：A

引言

飞禽走兽老虎机：素有“煤炭之乡”的称谓，煤炭覆盖区域占全省总面积的1/3以上。建国以来国家对山西煤矿进行了全面的地质勘察，留下了大量的地质资料、测绘资料，这些资料是飞禽走兽老虎机：国民经济建设的重要财富。然而，这些宝贵资料自20 世纪50 年代以来均以纸张记载，不利于长时间的存放，且给查找带来了一定的困难，严重影响了煤炭行业的生产管理活动。随着计算机的普及，出现了以磁载体为介质的数字化产品，数字化产品与以纸图为载体的模拟产品相比较，前者更具实时性，且具有便于增删、存储、修改、管理等优点，因此以数字化产品代替传统的模拟产品已成为必然趋势。鉴于以上情况，为推动飞禽走兽老虎机：煤炭经济发展，顺应煤炭资料电子化和信息技术发展的需求，利用计算机进行煤炭资源现代化管理具有十分重大的社会意义。

地理信息系统（Geographic Information Systems,简称GIS ）是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。随着21 世纪的来临，一个全新的信息社会和空间时代即将展现在人们面前，地理信息技术将在国民经济建设中发挥更加重要和积极的作用。其中MAPGIS软件就是我国国内可以与世界顶尖地理信息系统软件相媲美的前沿软件。

1 总体设计思想

基于GIS 基础平台MAPGIS上开发的煤炭资源管理系统研究的目的就是在MAPGIS 软件的支持下，集中运用地理信息技术、数据库技术、面向对象技术的成果，在理论和实践上探讨一种煤炭资源管理的信息化方法。而空间数据库系统的建立是煤炭资源管理系统的核心技术，该系统可实现矿区地质图形数字化，建立了图形数据与属性数据两类相结合的数据库，图形数据由点、线、面三类图形元素组成并分别存储在MAPGIS的点文件、线文件和面文件中，属性数据描述图元特征，存储在SQLServer2000 关系型数据库中，图形数据与属性数据通过图元内部标号建立对应关系，实现了图形数据库中内部属性表与属性数据库中外挂属性表的连接，将图形数据与属性数据统一存储、处理和分析。

此次任务是利用SQLServer2000 企业版，创建一个支持大型网站，企业联机事务处理及企业大型数据联机分析处理的煤炭资源数据库。用于建立一个煤炭资源管理数字化平台，并根据不同的用户权限，实现不同的功能。其基本功能为：1 ）煤矿基本情况查询；2 ）煤矿资源储量管理；3 ）煤矿地质环境管理；4 ）其他日常事务管理。不仅要利用Internet 在Web 上发布空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，形成一个网络化的地理空间集成平台，而且要用GIS 系统建立地质环境模型和地质环境信息系统，对地质环境的变化及发展趋势进行预报分析，同时通过对储量做统计分析以及“回采率”、补偿费管理，为国土资源局等部门的管理、模拟研究以及环境保护工作提供决策依据。

2 数据建库

数据建库是指将数据进行采集并录人至数据库的过程，数据建库包括数据定义、数据结构设计、数据库定义、数据采集及数据录入的过程。这其中数据结构设计、数据库定义尤为重要，这也是数据库设计的内容。

1 ）数据定义：是对系统中用到数据及其关系的描述。本系统中用到的数据包括该地区的煤矿分布图、行政区划图、地质地形图、各煤矿的储量计算图、各煤矿的厂上下对照图、各煤矿的煤层采掘工程平面图、各煤矿的地质环境评价现状图等，除此之外还包括与这些空间数据有关的属性数据。

2 ）数据库定义：主要是数据结构的定义，包括各数据表的构成、数据表之间的关系等。本系统采用SQL Server 作为数据库存储空间，每一项属性数据在SQL Server 中作为一个关系表存在，而空间数据则采用MAPGIS 格式，通过MAPGIS SDE 利用SQL Server 进行管理。属性数据和空间数据之间通过关键字进行连接，所有这些过程对于用户层面是完全透明的，因此可以做到所有数据的统一管理。

3 图形数据库的设计

3.1  系统的图层划分与命名规则

GIS数据的特点就是数据源多、数据量大、系统对数据的要求高。地理信息系统是以图层来分类存储不同的信息。本系统以县（市）行政区划为单位进行管理，划分的图层在不同县（市）的数字化图中都是一致的。为保证不同县（市）图形信息及相应属性信息的独立性，防止图层名重复出现，图层名编码结构见表1 。

表1                           图层名编码结构

其中图类编码取相关专业术语关键词的首字母，如DDGX 表示底板等高线，再如MKFBTK表示煤矿分布图中的图框及图例框界线图层。在本系统中，主要部分图层包括：图幅基本信息图层、水系图层、交通图层、居民地图层、境界图层、地形等高线图层、地层图层、地层岩性图层、构造图层、底板等高线、储量块段注记图层等。

3.2    图层内部属性表设计

1 ）实体类型“统一编号”规则。本系统实体类型“统一编号”是GIS 连接空间图元与属性表及外部数据库的唯一性关键字，三者必须保持一致。其编码结构如下：

口口口   口口   口口口口

——矿山企业编码（与采矿证对应）;

——实体类型编码：01 ——储量，02——地质，03——回采率，04—— 补偿费，05——采空区，06-铝土矿；

——行政区划国标代码为县级共3 位。

2 ）其他图类“统一编号”规则。

口口口   口口   口口口口

——图元顺序编号；

——图层代码；

——行政区划国标代码县（市）级共3 位。

说明：当顺序号不足四位应在前面加O ，补足4 位。

3 ）主要图层的内部属性表设计。属性数据分为图元内部属性与外部属性两部分，内部属性反映图元的固有特征，以ID 或其他关键字段女归仪行编码与图形数据直接关联，本系统以“统一编号”为关键字与图形数据进行关联。如某一工程图层内部属性见表2。

表2

3.3   图形数据库结构

根据MAPGIS的数据文件格式，图形数据主要由地理地图数据、点文件（.wt ）、线文件（.wl）、面文件（.wp）组成，根据图形数据库设计标准，结合国土资源局已有的资料，建立煤炭资源管理系统图形数据库。

3.4  外部属性数据库设计
外部属性则反映外部动态变化的图元特征参数，以外挂属性表的形式存在，它是图元内部属性的补充或称图元外挂属性的集合。外挂属性表以数据库的形式存储。内部属性与外部属性表通过外挂数据库连接码实现数据库连接与交换。MAPGIS6.7能连接的外挂数据库有DBASE ,Foxbase,Foxpro,Visual FoxPro,Access,Excel等数据库软件生成的文件，同时，MAPGIS具有强大的数据库兼容性，可与oracle , infomix 等多种大型的数据库进行数据通信和数据交换的能力，本系统外挂数据库管理软件为SQL  Server2000。

根据煤炭资源的实际情况，本系统外部属性数据库主要包括煤矿概况、图幅信息、煤矿边界控制点、煤矿中心坐标、煤矿图件、采矿申请、矿山延续、矿山变更、储量管理等数据类型，由Visual Foxpro6.0进行创建与管理。

3.5   图形数据与属性数据库的关联

图形数据库存放实体的图形数据及与实体密切相关的属性数据，属性数据库则存放动态数据及报表、文字说明等属性信息，图形数据库和属性数据库是相互独立的，但在使用过程中，二者之间又必须时时相连。目前，连接图形数据库和属性数据库的办法是采用连接码，即在图形数据库中图元的属性表内建立一个连接码，同时在属性数据库相应记录设置相同的连接码标识，通过软件将二者完美地结合起来。由于外挂数据库中可以由单个数据表相互关联，也可以由多个数据表相互关联，通过各表的关联字段进行内部关联，同时通过各表的关联字段与MAPGIS空间数据库的内部属性表相应字段连接，从而实现外挂数据库与空间数据图形库的整合。实现上述功能的核心技术是：当前图形实体的内部属性关联字段值，是通过MAPGIS平台的API 函数调用。

4 结语

本系统以MAPGIS软件为开发平台，SQL Server2000 为开发语言，开展了矿产资源管理系统数据库的设计与开发工作，可以满足矿产资源信息的日常管理需要，对提高矿产资源的管理水平起到积极的推进作用，具有很好的推广应用前景。

参考文献：

[ l ]江俊福．基于GIS 的交通安全管理系统研究与设计[ J] .山西建筑，2006 , 32 ( 15 ) : 61 一62 .

[ 2 ]江俊福．基于GIS 技术的城市规划信息系统设计研究[ J ] .山西建筑，2006 , 32 ( 21 ) : 69 一70 .

Design of management system of coal resources based upon GIS

Xing Xiang-rong     Yuan Jing-shan     Ma Hong-bing

Abstract : Taking MAPGIS as platform and SQL Server2000 as development graph dstabase and attribute database of coal resources are built and  associated, which mainiy focus business from land and resources bureaus in order to promote the  development of coal economy  of Shanxi and provide instruction for computer aided management of coal resources.

Keywords:spatialdatabase,attributedatabase,association,coal