基于數(shù)字信息化的礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

李佳琪

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

當(dāng)前國內(nèi)對于礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域的調(diào)查存在著一定的效率低、工作環(huán)境條件差等問題。數(shù)字信息化對于礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域的調(diào)查、勘探以及開采有著極大的促進(jìn)以及推動(dòng)作用，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。對于地質(zhì)礦產(chǎn)區(qū)域調(diào)查涉及了眾多專業(yè)，地球物理勘查、遙感地質(zhì)調(diào)查、礦體三維顯示等工作這些成為了數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)；且內(nèi)容復(fù)雜，不同階段的數(shù)據(jù)模型具有無縫互通和繼承的技術(shù)問題。因此，為了能夠?yàn)閰⑴c一線調(diào)查的地質(zhì)人員提供便利、豐富的地質(zhì)調(diào)查工具和方法，加強(qiáng)對調(diào)查信息的管理，優(yōu)化相關(guān)信息的搜索，因此使當(dāng)代數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)得到完善，并應(yīng)用到工程施工當(dāng)中。文章對礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域的調(diào)查系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，研究數(shù)字信息化技術(shù)在礦產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用。

1 基于數(shù)字信息化的礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

表1 硬件條件設(shè)置

對于硬件系統(tǒng)的設(shè)置，要使用野外的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)WINDOWS CE，桌面數(shù)據(jù)管理使用VC6.0 開發(fā)平臺(tái)，操作系統(tǒng)使用WINDOWS XP，移動(dòng)端所使用的相關(guān)硬件包括手機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)等。建議雙端配置如表1 所示。

2 基于數(shù)字信息化的礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本次所研究的設(shè)計(jì)模式采用MVVM，同時(shí)將所設(shè)計(jì)的程序分為三層，即View、View Model 和Model。View為視圖，主要負(fù)責(zé)用戶界面的呈現(xiàn)、完成數(shù)據(jù)的綁定，不進(jìn)行業(yè)務(wù)處理；Model 為模型，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和讀寫；View Model 為控制器，隨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的操作。中間的View Model 層將View 與Model 相連，這三層結(jié)構(gòu)所使用的程序在進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼時(shí)，要與用戶界面進(jìn)行分離，使得開發(fā)人員在編碼期間能夠明確分工，從而使界面和數(shù)據(jù)能夠完全分離，大大降低了程序的耦合性。

2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

根據(jù)礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)面向的用戶群體，為該系統(tǒng)設(shè)置用戶權(quán)限數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫以及屬性數(shù)據(jù)庫。由于當(dāng)代的用戶群體過多，群體之間的功能板塊與數(shù)據(jù)均出現(xiàn)不同現(xiàn)象，因此系統(tǒng)要提供一個(gè)超級管理用戶來進(jìn)行子用戶管理，該管理員用戶可以進(jìn)行系統(tǒng)各用戶的配置，密碼默認(rèn)為admin，且登錄前需要經(jīng)過驗(yàn)證碼加密，登錄后可點(diǎn)擊系統(tǒng)設(shè)置菜單，對不同用戶的角色身份及權(quán)限等信息等進(jìn)行管理配置。空間數(shù)據(jù)庫主要包括調(diào)查地點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)、調(diào)查地點(diǎn)的地形信息、所屬行政區(qū)域信息，以及調(diào)查者個(gè)人編碼。對于調(diào)查者以及調(diào)查地點(diǎn)可按照關(guān)鍵屬性進(jìn)行編碼，使其能夠直觀地反映相關(guān)關(guān)鍵信息，方便管理以及查詢。對于屬性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，在礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查中，由于所要調(diào)查的流程相對復(fù)雜，使其所調(diào)查的內(nèi)容豐富，從而完成系統(tǒng)的有效實(shí)現(xiàn)。

2.2 系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查移動(dòng)終端的應(yīng)用系統(tǒng)包含的主要功能模塊有：地圖基本操作、定位及導(dǎo)航、數(shù)據(jù)查詢管理、衛(wèi)星信息和系統(tǒng)設(shè)置等，主要用于實(shí)現(xiàn)地質(zhì)礦區(qū)勘探現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的按需定制，并支持地質(zhì)礦區(qū)勘探相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，包括設(shè)置坐標(biāo)系、地質(zhì)特征、層模板等。為提高應(yīng)用系統(tǒng)的適用性，針對不同的地質(zhì)景觀和不同的活動(dòng)領(lǐng)域安裝了該軟件。使用該系統(tǒng)時(shí)，可以使用圖層管理功能顯示當(dāng)前內(nèi)容視圖中顯示的圖層信息，并且可以根據(jù)是否選中該復(fù)選框來控制空間數(shù)據(jù)層的顯示狀態(tài)。信息和數(shù)據(jù)，驗(yàn)證和批準(zhǔn)狀態(tài)；常用工具欄在開始編輯之后才可用，可以添加地圖瀏覽常用工具條包，包括放大、縮小、平移、全圖顯示、點(diǎn)擊圖形查詢屬性、及長度或面積量算等。通過相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)與桌面端的相互配合，完成礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 基于數(shù)字信息化的礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)的測試與分析

3.1 調(diào)查系統(tǒng)測試的準(zhǔn)備

在對所調(diào)查的系統(tǒng)進(jìn)行測試前，要先在客戶端上安裝移動(dòng)終端，并設(shè)定所安裝的移動(dòng)終端為安卓操作系統(tǒng)，其所使用的運(yùn)行內(nèi)存為2GB，只讀內(nèi)存為16GB。在注冊用戶進(jìn)入系統(tǒng)后，主界面默認(rèn)顯示一些常用的功能，輔助完成礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查的數(shù)據(jù)采集、勘測等任務(wù)，其主要功能包括地圖瀏覽、地形瀏覽、軌跡記錄等。這里需要的數(shù)據(jù)來源為某地礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域?qū)嵉卣{(diào)查數(shù)據(jù)以及經(jīng)過數(shù)字處理的影像圖。

3.2 影像數(shù)據(jù)的導(dǎo)入

首先將數(shù)字正射影像圖導(dǎo)入到系統(tǒng)中，影像數(shù)據(jù)經(jīng)過輻射定標(biāo)、大氣校正、投影轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換等一系列處理之后，得到相對應(yīng)地形的圖像及數(shù)字正射影像圖圖像，保持藍(lán)牙功能開啟，選擇導(dǎo)入按鈕，再將現(xiàn)有調(diào)查數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入系統(tǒng)，與新調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行合并得到一個(gè)總的數(shù)據(jù)庫。

3.3 影像的定位與導(dǎo)航

導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，首先需要開啟移動(dòng)終端的GPS 功能，選中需要導(dǎo)航的地理位置的影像，按下右側(cè)的定位按鈕，可以在屏幕上看到當(dāng)前位置和圖片位置之間的地理關(guān)系，然后獲取大致方向。

為了更方便，快捷地到達(dá)目的地，此處將調(diào)用手機(jī)隨附的地圖軟件，按導(dǎo)航按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入導(dǎo)航界面，自動(dòng)規(guī)劃好相對較為準(zhǔn)確的路線，到達(dá)相應(yīng)調(diào)查地點(diǎn)。

3.4 圖像的編輯

在調(diào)查地點(diǎn)導(dǎo)入地形示意圖，通過內(nèi)業(yè)判讀之后將有變更的影像數(shù)據(jù)提取出來。選擇要編輯的圖像，然后選擇適當(dāng)?shù)牟僮鳎绺姆秶恼f明和在現(xiàn)場拍照。其中，照片檢查界面分為長距離照片，特寫照片或者特殊照片。由于在先前的投影變換之后，數(shù)字圖像和測量數(shù)據(jù)庫位于同一坐標(biāo)系中，因此更新后的測量數(shù)據(jù)將直接覆蓋在數(shù)字圖像地圖上，便于接下來的操作。

3.5 數(shù)據(jù)的導(dǎo)出與查詢

將所調(diào)查好的數(shù)據(jù)進(jìn)行成像，即為點(diǎn)、線、面等矢量數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行變更與描述，同時(shí)將實(shí)地拍照取證的照片保存成相對應(yīng)的格式，并導(dǎo)出。在地質(zhì)人員查詢調(diào)查信息時(shí)，可以通過搜索查詢功能將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的影像數(shù)據(jù)保存成相對應(yīng)的格式進(jìn)行導(dǎo)出。點(diǎn)擊搜索框，輸入想要查詢的字段即可。

3.6 調(diào)查系統(tǒng)的測試結(jié)果與分析

通過對該系統(tǒng)的運(yùn)行與測試，從系統(tǒng)中導(dǎo)出的數(shù)字影像如圖1 所示。

圖1 基于數(shù)字信息化的礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)移動(dòng)端上傳結(jié)果示意圖

由圖1 可以看出，本系統(tǒng)能夠完成礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域影像的存儲(chǔ)與上傳，并能夠?qū)胂到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫，在需要導(dǎo)出相關(guān)圖像時(shí)完成對圖像的導(dǎo)出工作，能夠做到自動(dòng)計(jì)算，隨時(shí)查詢，這可以使在野外的調(diào)查不在局限于卡片調(diào)查，實(shí)現(xiàn)無紙化調(diào)查的目標(biāo)。與以往傳統(tǒng)的調(diào)查方式相比，降低了外業(yè)調(diào)查作業(yè)難度，且調(diào)查的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線的統(tǒng)一管理，省去了相當(dāng)一部分人力、物力和財(cái)力，大大提升了礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查的信息化水平。

4 結(jié)語

本文研究了數(shù)字信息化在礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)，以當(dāng)前對于地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查、資源量估算等方面的需求為基礎(chǔ)，完成對于基于數(shù)字信息化的礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域調(diào)查系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查的數(shù)字化目標(biāo)，提高了研究精度和效率，為礦產(chǎn)地質(zhì)區(qū)域的調(diào)查提供更便捷、高效的手段。