基于大數據背景下的三維地質模型數據交換格式研究

楊東旭，張書弘

（遼寧有色勘察研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110000）

目前，國內有關地質方面工作的信息建設相對落后，因為思想陳舊，比較重視短期效益等因素，三維地質模型數據交換落后于其他國家，對于數據資源管理、分析的能力還很弱[1]。大部分的工作單位仍在使用傳統軟件進行制作平面圖，原因是二維的規范成熟，操作相對容易，三維建模技術要求高，軟件不夠成熟，所以通過二維軟件出來的結果更難于數據交換、共享。在地理信息系統中，包括很多數據，這些數據涵蓋地質、物探、化探等很多不同的領域，而且不同軟件建立的模型想要實現共享非常困難，要想實現這些數據的共享，就必須對其交換格式進行研究。在地質工作發展中，相關單位已經意識到三維建模的重要性，加大了對三維模型的使用，同時加大了對三維數據模型數據交換格式的研究，通過三維數據模型減少不同環節之間的數據轉換間造成的浪費。在地質工作中，三維地質模型具有可視性、確定性和可修改性的特點，是地理信息系統中的核心。在大數據背景下，三維地質數據交換的技術越來越成熟，已經被廣泛應用于地質工作中，三維地質建模專業性強、復雜程度高，對于不同建模軟件建的模型格式不同，實現數據轉換、資源共享困難，可見數據交換格式的研究非常重要。數據交換格式的核心是信息的標準化，在數據交換過程中，如果沒有合適的方法，對數據分析、模塊處理，代價是很高的，會使數據浪費，散亂孤立存在。

在大數據的背景下，地質模型數據的交換得到了新的發展，大數據能夠將許多異構的數據和系統進行計算，省去了很多運作過程，具有很強的決策力和洞察發現力，對海量和高增長率的信息資產具有很強的適應下，在大數據背景下，造福了人類，能夠對過去數據進行分析，并且能夠展望未來。基于此，對在大數據背景下的三維地質模型交換格式進行研究，提出交換格式的方法[2]，解決信息數據不能交換的問題，為地質工作做出貢獻，以下是具體方法。

1 數據交換格式方法設計

1.1 數據提取

通過對收集到的各專業數據庫的結構進行分析，得知數據之間存在一些差異，在進行數據搜索時要根據以下步驟進行搜索：第一，檢索想要交換的文件，對文件名進行映射獲取；第二，把映射到的文件進行檢索，通過映射到的文件進行搜索，確定想要提取的數據，在讀取數據時要注意當搜索字段與對應搜索表的字段，不存在時，就不用繼續查詢這段字段的數據，返回數據庫進行查詢；第三，解析數據格式[3]，每個數據都有相應的數據段的格式信息，數據存儲都有特定的意義，按照行為單位進行解析。數據抽取的流程如圖所示：

圖1 數據提取流程圖

如圖1，是對數據提取的流程圖，在進行數據抽取時，先打開資源庫，然后進行分類符讀取，如果出現同名文件，就進行細致讀取，讀取屬性數據[4]、空間數據，在進行讀取分隔符，直到抽取到所需數據。

表1 數據差異分析

表1是對在數據提取時遇到相同源長的數據名，分析了其數據之間存在的差異，分析數據差異能夠更準確提取目標數據。

數據交換第一步就是對數據進行提取，數據提取是后續工作的基礎。

1.2 坐標變換

在數據提取后，將提取的數據對象的物理坐標的節點信息顯示在電腦中，默認左上角為原點，下面為Y軸方向，右面為X軸方向，變換步驟如下：

（1）通過比較導入系統文件的坐標邊界，達到覆蓋邊界區域的最小矩形區域，設置矩形的中心點為A（），寬度為W，高度為H，計算之間比值，取其中較大者為縮放的比例系數；

（2）物理坐標變換公式為∶

（3）作圖區相對坐標點變換公式為：

通過坐標變換和數據提取，來完成數據的交換格式，來完成所要完成的工作。

1.3 實現數據交換

在大數據背景下，數據交換格式的研究對地質工作起推動作用，在數據庫中對海量信息進行讀取、坐標處理后[5]，來實現地質模型數據交換。提出NBV方法，其公式為：

其中，為數據資源的參數，其中，n 為數據結構的參數，N為交換參數，本次計算不做定向分析。

在數據交換中，使用NBV方法能夠實現不同資源的數據轉換，對不同數據進行格式轉換處理，使用者根據自己所需，進行數據讀取、建立坐標系，最后通過NBV方法完成數據交換，對于不同軟件所建造的模型，通過NBV方法都能夠轉換，達到使用者的要求。這種方法有效的控制成本，并減少了資源浪費，實現在大數據背景下的三維地質模型數據交換格式的研究。從大數據背景下看，模型數據的交換是非常有必要的，增加了地質工作的速度，提供了更準確的數據參考，一定程度上具有推廣意義。

2 實驗論證分析

為確保NBV方法的有效性，進行實例論證。結果表明，NBV方法能夠更好地對地質模型數據進行交換，并且難度不高，操作簡單，以下是實例論證。

實例分析通過對某地質工作企業中的地質模型數據交換進行檢測，對比結果見表2。

表2 信息資源共享對比圖

表2從資源數據讀取、時間、交換多少對傳統交換方法和新型資源共享方法進行了對比，從表中可以明確看出傳統的交換方法數據讀取時間較少，時間長，交換有效率低，而新型交換方法，數據讀取多、時間花費少、交換有效率高。由此可見，新型交換方法能夠節省時間、增加讀取的數據、增加了交換的有效率，很大程度上能夠促進地質工作的進展。

3 結語

綜上所述，NBV方法能夠更好的實現數據交換，能實現在不同軟件建模下的數據的交換工作，對于數據交換，其作用是非常大的。大數據背景下，想要實現三維地質模型數據的交換，需掌握NBV方法，熟悉各項應用，實現各個數據的交換，為我國的地質業做出貢獻。