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摘要现代地质科学技术的进步和信息技术的普及，正在改变着传统的地质调查方法和调查资料的存储、管理及传播方式。本研究课题以数据采集与管理为基础，以空间数据库和属性数据库为核心，对地质勘查成果资料进行集中控制，实现对地方病严重区地下水勘查资料、成果报告及勘查部署方案等信息的数字化、可视化及动态化管理，介绍了一个集数据采集、整合、管理功能于一体的地质勘查工作成果信息系统的架构、功能设计及其实现的关键技术。系统利用Esri公司ArcEngine开发包研制开发，具有基础勘查数据整合、业务图层自动生成、专题数据图生成及导出等功能。关键词：GIS，地下水，地质勘查，地理信息，数据管理AbstractWiththedevelopingofgeosciencetechniquesandpopularizationofinformationtechnology，traditionalgeologicalinvestigationmethods，andstorage,managementandspreadingofgeologicinformationarebeingchanged.Thetopicisstudiedwithfocusonspatialdatabaseandpropertydatabase,baseondataacquisitionanddatamanagement.Findingsofgeologicalinvestigationiscontrolledtoaccomplishdigitalization，visualizationanddynamicmanagementofinformationforgroundwaterinvestigationinendemiahighsicknessrateareas.Framedstructure,functiondesignandkeytechnologyforgeologicinvestigationinformationsystemarepresented,acharacteristicoftheinformationisthatdataacquisition,datamake-upandmanagefunctioncombinedtomakeone.ThesystermisdevelopedbyEsricompanyusingArcEnginesoftwarepackettoaccomplishmake-upoffoundationexplorationdata,automaticgenerationandderivingofdiagramlayeretc..ZHENGbao-feng(Computertechnology)Directedbyassociateprof.HANFengKEYWORDS:gis;groundwater;geologicinvestigation;informationmanagement 目录摘要ABSTRACT第一章绪论.......................................................11.1课题意义、来源及目标.......................................11.1.1课题意义..............................................11.1.2课题来源..............................................11.1.3预期目标..............................................11.1.4课题研究对象及内容....................................21.2现状及发展趋势.............................................21.2.1GIS发展..............................................21.2.2地学领域信息化现状....................................31.2.3发展趋势..............................................41.3信息系统及主要研究内容.....................................41.3.1信息系统..............................................41.3.2主要研究内容..........................................5第二章关键技术...................................................62.1组件技术...................................................62.1.1COM与DCOM............................................62.2组件式GIS技术.............................................72.2.1组件式GIS系统的特点..................................82.2.2组件式GIS产品........................................92.2.3组件式GIS应用及评价..................................92.3ArcGISEngine开发技术.....................................92.3.1ESRI公司简介.........................................92.3.2ArcGIS产品..........................................102.3.3ArcGISEngine技术...................................112.4GeoDatabase技术..........................................13第三章信息系统设计..............................................153.1用户需求分析..............................................153.2系统设计..................................................163.2.1引用标准.............................................163.2.2系统设计.............................................163.2.3数据库设计...........................................18 3.2.4编码方案.............................................32第四章信息系统实现..............................................354.1技术路线..................................................354.1.1系统模块设计.........................................364.1.2主要流程描述.........................................374.2系统实现结果..............................................404.3关键技术展示..............................................404.4关键代码..................................................45第五章结束语....................................................50参考文献.........................................................51致谢.............................................................55附录1空间数据表结构.............................................56附录2勘查示范工程表结构.........................................57附录3属性数据表结构.............................................59攻读工程硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况.................61 第一章绪论1.1课题意义、来源及目标1.1.1课题意义现代地质科学技术的进步和信息技术的普及，正在改变着传统的地质调查方法[1]和调查资料的存储、管理及传播方式。传统的地质资料，是以纸张为介质，以文件、图件等方式进行存储，分散在各单位及个人保管，通过复印等方式进行传播。[2]这种方式不利于资料的存储、管理和传播，而且容易丢失。将计算机网络及信息技术引入地方病严重区地下水勘查工作，建立地方病严重区地下水勘查信息系统，可以彻底改变调查资料的存储、管理及传播方式。存储的资料安全可靠，通过设立分权限访问机制，实现数据的安全与保密性，应用网络技术，实现高效的信息检索和资源共享。这种管理方式与国际上现在流行的信息管理方式接轨。1.1.2课题来源“全国地方病区地下水勘查与供水安全示范综合研究”是中国地质调查局下达的地质调查计划项目“地方病严重区地下水勘查与供水安全示范”的工作项目之一。项目编号1212010634714，起止时间2006－2009年，任务承担者为中国地质调查局水文地质环境地质调查中心。“全国地方病区地下水勘查与供水安全示范综合研究”是以“地方病严重区地下水勘查与供水安全示范”项目的成果资料为基础，总结不同地方病区地下水赋存规律、勘查方法与开发利用模式；开展地方病严重区地下水勘查新技术应用与研究，为地方病严重区勘查开发地下水解决人畜饮水安全问题提供技术支撑。“地方病严重区地下水勘查信息系统”应用计算机网络与地理信息系统技术，对丰富的水文环境和调查信息进行加工、处理和分析，研究地质调查信息的科学管理、存储方法与检索手段，开发地方病严重区地下水勘查信息系统应用软件。依据中国地质调查局颁布的行业标准，建立面向全国的地方病严重区地下水勘查信息数据库和基于计算机网络和GlS技术平台的地方病严重区地下水勘查信息数据库应用管理系统。1.1.3预期目标以ArcGIS软件为工具，根据相关国家及行业标准，制定勘查示范技术要求，使成果资料标准化、规范化。以信息系统开发软件为数据库管理平台，录入勘查设计书、工作报告、成果报告、报告附图、多媒体及图元的内外部属性等信息，实现以1 数据采集与管理为基础，以空间数据库和属性数据库为核心，具备方便的检索、查询、分析统计及图件、报表输出功能的数据库管理系统，最终实现对地方病严重区地下水勘查资料、成果报告及勘查部署方案等信息的数字化、可视化及动态化管理，为项目管理和上级有关部门决策提供辅助分析工具和平台。通过“地方病严重区地下水勘查信息系统”的研究及实现，将总结出对在地质勘查工作中产生的资料数据和总结的成果数据的采集与整合、管理和服务于社会的方式。1.1.4课题研究对象及内容地方病严重区地下水勘查信息系统研究总体上分为三个部分：（1）数据源的建立：由项目实施单位将原始勘查数据录入采集程序并提交，经过整理并汇总后，形成地方病严重区地下水勘查信息系统数据源；（2）空间数据库信息管理：以勘查示范工作区、勘查示范工程为研究对象，研究空间信息的存储、转换、分析和表达，开发GIS系统；（3）属性数据库信息管理：主要以“全国地方病严重区地下水勘查与示范”项目开展过程中形成的勘查设计书、工作报告、成果报告、报告附图、多媒体及图元的内外部属性等信息为基础，完成对属性数据的管理。主要工作内容:（1）开发基础勘查数据采集软件；（2）开发数据整合工具；（3）开发空间数据图层自动生成工具；（4）开发空间数据管理模块。1.2现状及发展趋势1.2.1GIS发展地理信息系统(GeographicInformationSystem简称GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，[3～6]并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。目前世界上常用的GIS软件已达400多种。它们大小不一，风格各异。国外较2 著名的有ARC/INFO，GENAMAP，MGE等；国内较著名的有MAP/GIS，Geostar和CITYSTAR等。虽然GIS起步晚，但它发展快，目前已成功地应用到一百多个领域。尽管现存的地理信息系统软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开[7～8]发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通[9～11]运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，地理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市[12～14]规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制[15]图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。1.2.2地学领域信息化现状1.2.2.1国外现状随着数据管理技术(文件管理、数据库管理、空间数据管理)的发展，国外地学数据库经历了六十年代的试验研究，七十至八十年代以属性数据库为主的地学数据库的大发展，八十年代中期，GIS技术被引入地质矿产领域，其重要应用之一是管理多源地学空间信息。而有组织的积累以地质图信息为主的地学空间数据是从美、加、澳第二代填图开始的。经过40多年的努力，积累了大量数字化地质信息资源，[16]为现代信息服务奠定了基础。除采集和积累厨师专业信息产品外，各发达国家都开发并提供国家或区域性的集成数据产品，各国的数字国家地图或地图集是这类产品的典型案例，多数国家为图集开发了专门的系统，支持用户在互联网上查询检索相关信息并动态生成所需图件。1.2.2.2国内现状我国地学领域积累了自六十年代以来海量的地质与矿产资源科学数据，具不完全统计，全国性数据资源量达到近100多TB，还有大量各种调查、勘查、勘探成果资料和研究成果资料，数据积累已成规模。通过各类项目的开展，以成熟的信息技术为基础，通过集成、优化与创新开发，初步建立了地质调查行业3S应用技术体系、地质调查数据管理体系和信息服务空间网格体系。信息技术在城市地质调查、区域地质调查、地质灾害调查、地下水资源调查、矿产资源潜力评价等重大项目中均起到了积极的作用，在这些项目的实施3 过程中均分别建立了相应的信息系统，充分体现了信息技术的高效、精确、职能、[17～19]灵活的特性。在信息服务方面，传统上以提供相关纸质信息的借阅、复制为特点的完善的信息服务体系。1.2.3发展趋势[20]信息化是一个不断发展的过程，是复杂的系统工程。我国地学领域的信息化[21]与发达国家相比存在不足。我国地学领域信息化建设有如下发展趋势，要建立更加完善的信息化管理体制和政策体系，解决信息化过程中生的数据和系统的多源异构，坚持有组织的开发应用和推广，强化信息服务意识，研究信息资源的利用，加[22～24]强集成的信息产品开发，最终满足社会需求。1.3信息系统及主要研究内容1.3.1信息系统地方病严重区地下水勘查通过对病区地下水勘查，总结不同地方病区地下水赋存规律、勘查方法与开发利用模式，开展地方病严重区地下水勘查新技术应用与研究，为地方病严重区勘查开发地下水解决人畜饮水安全问题提供技术支撑。传统的勘查工作是把获得的第一手基础资料记录在纸介质的笔记本上。这种做法现己不能[25]适应当前地质工作现代化的要求。基于GIS的地方病严重区地下水勘查以地理坐标控制图形数据库，具有信息采集、存储、管理、加工、提取和传递、共享信息等功能，并可实施图与图之间的运算、综合、分析等功能，从而可以产生各种新的专[26～28]题图、综合地图、评价地图、规划地图等图件。由此可见，基于GIS技术的地方病严重区地下水勘查信息系统不仅具有数据库管理、空间分析之功能，同时还是一个地图制作处理与显示系统。中国幅员辽阔，地貌复杂，资源丰富，许多地质工作者通过野外艰苦的勘查获得许多成果。由于以往成果交流不畅通，加上区域限制，使许多勘查工作重复进行，浪费大量人力物力。使用WebGIS技术，将勘查成果发布于网上，成果共享，能为国家地方病防治工作节省人力物力，具有重要的经济价值，意义重大。“地方病严重区地下水勘查信息系统”以ARCGIS作为工作平台，建立PersonalGeoDatabase管理空间数据库和MicrosoftSQLServer属性数据库，采用Delphi2009作为开发工具，通过对ARCGISEngine的二次开发，开发C/S模式GIS应用程序。本研究课题中，主要工作有资料的收集与整理、信息系统建设及应用推广。信4 息系统设计包括前期需求调研、系统框架设计、系统模块设计、数据库设计和系统测试设计。信息系统实现过程包括系统框架的整体搭建和部分关键功能开发，如数据采集技术、基础勘查数据整合及更新、勘查示范成果图层自动生产、数据字典技术等。1.3.2主要研究内容1.3.2.1系统数据来源与建立本系统的研究对象是地方病严重区地下水勘查工作所取得的成果数据，项目实施单位分布在全国多个省份，对这些分散的数据地整合是本系统第一项研究内容。1.3.2.2基于GIS技术的空间数据库管理研究与应用地理空间数据是GIS的血液，构建和维护空间数据库是一项复杂、工作量巨大的工程，它包括：数据的获取、校验和规范化、结构化处理、数据维护等过程。同时，空间数据也具有很强的时效性，不同的空间数据必须进行周期不等的数据更新维护，空间数据库中数据的准确、及时、完整是实现GIS应用系统价值的前提基础，提供有效的空间数据编辑更新手段是本系统的第二项研究内容。1.3.2.3基于GIS的属性数据库信息管理技术研究与应用空间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,空间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。对属性数据库信息管理技术的研究与应用是本系统的第三项研究内容。5 第二章关键技术2.1组件技术[29]组件技术使近二十年来兴起的面向对象技术进入到成熟的实用化阶段。在组件技术的概念模式下，软件系统可以被视为相互协同工作的对象集合，其中每个对象都会提供特定的服务，发出特定的消息，并且以标准形式公布出来，以便其他对[30]象了解和调用。组件间的接口通过一种与平台无关的语言IDL（InterfaceDefineLanguage）来定义，而且是二进制兼容的，使用者可以直接调用执行模块来获得对象提供的服务。早期的类库，提供的是原代码级的重用，只适用于比较小规模的开发形式；而组件则封装得更加彻底，更易于使用，并且不限于C＋＋之类的语言，可以在各种开发语言和开发环境中使用。[31]由于组件技术的出现，软件产业的形式也随之发生了很大的变化。大量组件生产商涌现出来，并推出各具特色的组件产品；软件集成商则利用适当的组件快速[32]生产出用户需要的某些应用系统；大而全的通用产品逐步减少；很多相对较为专业，但用途广泛的软件，如GIS、语音识别系统等，都以组件的形式组装和扩散到一般的软件产品中。2.1.1COM与DCOMCOM是组件式对象模型(ComponentObjectModel)的英文缩写，是组件之间相互接口的规范，是OLE(ObjectLinking&Embedding)和ActiveX共同的基础，其作[33]用是使各种软件构件和应用软件能够用一种统一的标准方式进行交互。COM不是一种面向对象的语言，而是一种与源代码无关的二进制标准。COM所建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当这种链接建立之后，模块之间就可以通[34]过称之为“接口”的机制来进行通信。COM标准增加了保障系统和组件完整的安全机制，并扩展到分布式环境。COM本质上仍然是客户/服务器模式。客户（通常是应用程序）请求创建COM对象并通过COM对象的接口操纵COM对象。服务器根据客户的请求创建并管理COM对象。客户和服务器这两种角色并不是绝对的。基于分布式环境下的COM被称作DCOM(DistributeCOM，分布式构件对象模型)。DCOM是ActiveX的基础，它实现了COM对象与远程计算机上的另一个对象之间直接进行交互。DCOM规范定义了分散对象创建和对象间通信的机制，规范本身并不依赖于任何特定的编程语言和操作系统，但目前该标准只在MicrosoftWindows平台实[35]现，这就意味着其它的操作系统平台（如UNIX）目前还不支持ActiveX。6 DCOM的实现采用了DCOM库的形式，当DCOM客户对象需要DCOM服务器对象的服务时，DCOM库负责生成DCOM服务器对象并在客户对象和服务器对象之间建立初始连接，一旦返回服务器对象指针，DCOM库就不再参与客户对象与服务器对象之间的工作，两个对象之间可以自由地进行通信。[36]DCOM接口实际上时逻辑上和语义上相关联的函数集。服务器对象通过DCOM[37]接口为客户对象提供服务，客户对象不需了解服务器对象的内部数据表示。接口可以看成两个软件构件之间的一种协议，协议表明服务器对象为客户对象提供一种且仅此一种服务。接口采用全局唯一标识符（GUID）来保证服务的唯一性。通常的DCOM构件提供多种服务，那么服务器对象为每一种服务实现一个接口。当客户对象指针指向相应的服务器对象时，它就激活服务器对象接口的相应函数。具体过程是：客户对象通过DCOM对象必须支持的IunKnown接口获得其它接口的指针。客户对象也许并不知道服务器对象的每个接口，但这并不妨碍客户对象对服务器对象的使用，它只用它知道的接口。当客户对象用完服务器对象的服务时，它会通知服务器对象，服务器对象就释放它所占有的内存。DCOM的好处是显而易见的。由于接口的定义和功能保持不变，DCOM构件开发者可以改变接口功能、为对象增加新功能、用更好的对象来代替原有对象，而建立在构件基础上的应用程序几乎不用修改，大大提高了代码的重用性。2.2组件式GIS技术组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一，为了适应这种技术潮流，GIS软件象其他软件一样，已经或正在发生着革命性的变化，即由过去厂家提供了全部系统或者具有二次开发功能的软件，过渡到提供组件由用户自己再开发的方向[38]上来。无疑，组件式GIS技术将给整个GIS技术体系和应用模式带来巨大影响。GIS技术的发展，在软件模式上经历了功能模块、包式软件、核心式软件，从[39]而发展到组件式GIS和WebGIS的过程。传统GIS虽然在功能上已经比较成熟，但是由于这些系统多是基于十多年前的软件技术开发的，属于独立封闭的系统。同时，GIS软件变得日益庞大，用户难以掌握，费用昂贵，阻碍了GIS的普及和应用。[40]组件式GIS的出现为传统GIS面临的多种问题提供了全新的解决思路。组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实[41]现各种功能的“积木”搭建起来，就构成应用系统。7 2.2.1组件式GIS系统的特点把GIS的功能适当抽象，以组件形式供开发者使用，将会带来许多传统GIS工具无法比拟的优点。（1）成本低由于传统GIS结构的封闭性，往往使得软件本身变得越来越庞大，不同系统的交互性差，系统的开发难度大。在组件模型下，各组件都集中地实现与自己最紧密相关的系统功能，用户可以根据实际需要选择所需控件，最大限度地降低了用户的经济负担。组件化的GIS平台集中提供空间数据管理能力，并且能以灵活的方式与数据库系统连接。在保证功能的前提下，系统表现得小巧灵活，而其价格仅是传统GIS开发工具的十分之一，甚至更少。这样，用户便能以较好的性能价格比获得或开发GIS应用系统。（2）无须专门GIS开发语言，直接嵌入MIS开发工具传统GIS往往具有独立的二次开发语言，对用户和应用开发者而言存在学习上的负担。而且使用系统所提供的二次开发语言，开发往往受到限制，难以处理复杂问题。而组件式GIS建立在严格的标准之上，不需要额外的GIS二次开发语言，只需实现GIS的基本功能函数，按照Microsoft的ActiveX控件标准开发接口。这有利于减轻GIS软件开发者的负担，而且增强了GIS软件的可扩展性。GIS应用开发者，不必掌握额外的GIS开发语言，只需熟悉基于Windows平台的通用集成开发环境，以及GIS各个控件的属性、方法和事件，就可以完成应用系统的开发和集成。目前，可供选择的开发环境很多，如VisualC++、VisualBasic、VisualFoxPro、BorlandC++、Delphi、C++Builder以及PowerBuilder等都可直接成为GIS或GMIS的优秀开发工具，它们各自的优点都能够得到充分发挥。这与传统GIS专门性开发环境相比，是一种质的飞跃。（3）强大的GIS功能新的GIS组件都是基于32位系统平台的，采用InProc直接调用形式，所以无论是管理大数据的能力还是处理速度方面均不比传统GIS软件逊色。小小的GIS组件完全能提供拼接、裁剪、叠合、缓冲区等空间处理能力和丰富的空间查询与分析能力。（4）开发简捷由于GIS组件可以直接嵌入MIS开发工具中，对于广大开发人员来讲，就可以自由选用他们熟悉的开发工具。而且，GIS组件提供的API形式非常接近MIS工具的模式，开发人员可以像管理数据库表一样熟练地管理地图等空间数据，无须对开8 发人员进行特殊的培训。在GIS或GMIS的开发过程中，开发人员的素质与熟练程度是十分重要的因素。这将使大量的MIS开发人员能够较快地过渡到GIS或GMIS的开发工作中，从而大大加速GIS的发展。（5）更加大众化组件式技术已经成为业界标准，用户可以象使用其他ActiveX控件一样使用GIS控件，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统，推动了GIS大众化进程。组件式GIS的出现使GIS不仅是专家们的专业分析工具，同时也成为普通用户对地理相关数据进行管理的的可视化工具。2.2.2组件式GIS产品GIS组件的代表作应首推MapObjects以及MapX等。其中MapObjects由全球最大的GIS厂商ESRI(美国环境研究所)推出；MapX由著名的桌面GIS厂商美国MapInfo公司推出。另外还有加拿大阿波罗科技集团的TITAN等。2.2.3组件式GIS应用及评价虽然采用GIS构件在开发上有许多优势，但是不可避免的也存在一些功能上的欠缺和技术上的不成熟，主要包括以下几个方面：●与专业的GIS客户端软件相比，采用构件技术不可避免的带来效率上的相对低下，这在访问超大空间数据（如大数据量的遥感图象）的时候表现得尤为明显；●支持的空间数据量有限；●支持的功能有限，由于是构件，只覆盖了GIS系统的部分功能，于是对于特殊领域，它就显得无能为力；●系统的可靠性、容错性有待提高。DCOM的一大特点是：开发及使用过程中必须时刻注意Windows系统OLE系统注册表的正确。2.3ArcGISEngine开发技术ArcGISEngine是一个基于ArcObjects之上的，用于创建客户化GIS桌面应用程序的开发产品。2.3.1ESRI公司简介美国环境系统研究所公司（EnvironmentalSystemsResearchInstitute,Inc.简称ESRI公司）成立于1969年，总部设在美国加州RedLands市，是世界最大的地理信息系统技术提供商。多年来，ESRI公司始终将GIS视为一门科学，并坚持运用独特的科学思维和方法，紧跟IT主流技术，开发出丰富而完整的产品线。公司9 致力于为全球各行业的用户提供先进的GIS技术和全面的GIS解决方案。ESRI其多层次、可扩展，功能强大、开放性强的ArcGIS解决方案已经迅速成为提高政府部门和企业服务水平的重要工具。全球200多个国家超过百万用户单位正在使用ESRI公司的GIS技术，以提高他们组织和管理业务的能力。在美国ESRI被认为是紧随微软、Oracle和IBM之后，美国联邦政府最大的软件供应商之一。ESRI公司关注中国空间信息技术的发展已有二十多年的历史。目前，ESRI公司[42]的ArcGIS系列软件已成为中国用户群体最大，应用领域最广的GIS技术平台。2.3.2ArcGIS产品ArcGIS是建立完整GIS的一个GIS软件产品集成体系。该体系建立在ArcObjects这个共享的GIS软件组件公用库基础之上。ArcGIS由四个关键部分组成：•桌面GIS（DesktopGIS）：高级GIS应用程序的一个集成套件，为GIS专业人士提供的信息制作和使用的工具，包括一系列具有用户界面组件的Windows桌面应用程序框架（如地图、目录、工具箱和Global等）。•开发GIS（EmbeddedGIS）：可编程的GIS工具包，通过多种应用程序接口建立自定义应用程序的嵌入式GIS组件库，既可以开发出定制的桌面或服务器GIS应用，也可以在现有的应用系统里嵌入GIS功能。•服务器GIS（ServerGIS）：为企业和Web计算框架建立服务器端GIS应用程序的一个平台，可用于建立Web服务和Web应用程序，定义和实现了一系列标准的GISWeb服务（如地图、数据访问、地理编码等服务）。•移动GIS（MobileGIS）：ArcGIS技术可以部署在一系列的移动设备上，从轻量级的设备到PDA，笔记本电脑以及平板电脑。在野外工作中使用GIS，主要依靠将应用程序定制成简单的移动工作任务以及对中心GISWeb服务器(诸如提供ArcIMS和ArcGISServer的地图和数据服务的站点)的无线访问。ArcGIS产品结构如图2-1。10 图2-1ArcGIS产品结构图2.3.3ArcGISEngine技术ArcGISEngine是一个创建定制的GIS桌面应用程序的开发产品。ArcGISEngine包括构建ArcGIS产品ArcView,ArcEditor,ArcInfo,和ArcGISServer.的所有核心组件。使用ArcGISEngine可以创建独立界面版本(stand-alone)的应用程序，[43]或者对现有的应用程序进行扩展，为GIS和非GIS用户提供专门的空间解决方案。2.3.3.1ArcGISEngine产品ArcGISEngine由一个软件开发工具包和一个可以重新分发的、为所有ArcGIS应用程序提供平台的运行时组成。（1）ArcGISEngine开发包ArcGISEngine开发工具包（ArcGISEngineDeveloperKit）是一个基于组件的软件开发产品，用于建立和部署自定义GIS和制图应用程序。ArcGISEngine开发工具包不是一个终端用户产品，而是一个应用程序开发人员的工具包。可以用ArcGISEngine开发工具包尖利基本的地图浏览器或综合、动态的GIS编辑工具。使用ArcGISEngine开发工具包，开发人员在建立定制的地图接口方面具有前所未有的灵活性。开发人员可以试用几个API中的任何一个来建立独一无二的应用程序，或者将ArcGISEngine组件与其他软件组合起来实现地图与用户管理信息之间的协同关系。11 （2）ArcGISEngine运行时ArcGISEngine运行时（ArcGISEngineRuntime）—运行定制的ArcGISEngine应用程序所需的基础设施。ArcGISEngine运行时包括了ArcObjects的核心组件，能够执行一个定制的ArcGISEngine应用程序，同时也必须随着定制程序一起安装。2.3.3.2ArcGISEngine功能ArcGISEngine开发包是一个GIS开发产品，它允许用户在多种开发环境下建立定制的ArcGIS应用程序。（1）开发控件ArcGISEngine提供了一个公共的开发控件集合，它使开发者能够轻易的通过一种公共的形象和感觉来配置一个技术精湛的应用程序。这种公共的用户经验可以为用户在较短的时间内掌握技术提供帮助，从而应用程序可以很快的实现。下列的控件可以用于ActiveX,.NET,和Java开发者环境，并且和其他开发控件和组件结合可以创建高度定制化的应用程序。•地图控件•页面布局控件•阅读者控件•内容列表控件•工具条控件•场景控件•球体控件•使用工具条控件的命令与工具集合（2）功能ArcGISEngine的性能非常强大，可以实现下列及许多其他功能：•显示具有多个图层，如道路、河流和边界等的地图；•地图漫游和缩放；•识别地图上的要素；•搜索和查找地图上的要素；12 •显示字段值的文本标注；•绘制航空相片或卫星影像；•绘制描述性文本；•用线、框、区域、多边形和圆选择要素；•选择与某些要素的距离在一定范围内的要素；•用结构化查询语言（SQL）表达式查找和选择要素；•用专题方法，如valuemap、classbreaks和dotdensity等为要素着色；•动态显示实施或时间序列数据；•通过地理编码地质或街道交叉口在地图上查找位置；•转换地图数据的坐标系统；•在要素集合形状上执行集合操作以创建缓冲区、计算差异、发现交叉、合并或反交叉；•处理要素形状或旋转地图；•创建和更新地理要素及其属性。除以上所列功能，还具备一些扩展功能，如空间分析、三维可视化建模、Geodatabase更新等。2.3.3.3ArcGISEngine开发工具ArcGISEngine提供了COM、.NET、Java和C++四种应用程序编程接口(APIs)，开发人员可以试用任何支持这些API的开发环境进行应用程序开发。下面是适合ArcGISEngine的一些可能的APIs、开发环境和语言：•COM：VisualStudio6.0（VB、VC++）、Delphi；•.NET：VisualStudio.NET（VB.NET、C#）；•Java：Eclipse、WebsphereStudio、Intelli、Jbuilder等；•C++：VisualStudio6.0、C++Builder。2.4GeoDatabase技术Geodatabase是一种采用标准关系数据库技术来表现地理信息的数据模型。[44]Geodatabase支持在标准的数据库管理系统（DBMS）表中存储和管理地理信息。13 Geodatabase支持多种DBMS结构和多用户访问，且大小可伸缩。从基于MicrosoftJetEngine的小型单用户数据库，到工作组，部门和企业级的多用户数据库，Geodatabase都支持。目前有两种geodatabase结构：个人Geodatabase和多用户Geodatabase(multiusergeodatabase)。个人Geodatabase，对于ArcGIS用户是免费的，它使用MicrosoftJetEngine数据文件结构，将GIS数据存储在小型数据库中。个人geodatabase更像基于文件的工作空间，数据库存储量最大为2GB。个人geodatabase使用微软的Access数据库来存储属性表。[45]对于小型的GIS项目和工作组来说，个人Geodatabase是非常理想的工具。通常，GIS用户采用多用户Geodatabase来存储和并发访问数据。个人Geodatabase支持单用户编辑，不支持版本管理。多用户Geodatabase通过ArcSDE支持多种数据库平台，包括IBMDB2，Informix，[46]Oracle(有或没有OracleSpatial都可以)和SQLServer。多用户Geodatabase使用范围很广，主要用于工作组、部门和企业，利用底层DBMS结构的优点实现以下功能：1．支持海量的，连续的GIS数据库；2．多用户的并发访问；3．长事务和版本管理的工作流。[47]Geodatabase体系结构基于一系列简单，但是非常重要的数据库概念之一。DBMS提供了一个简单但是严谨的数据模型用于存储和操作表中的数据。用户趋向于认为DBMS本身是开放的，因为关系数据模型的简单性和灵活性可以使其支持各种[48]应用程序。存放在geodatabase中的空间数据，如要素类或者栅格数据，也遵循DBMS的规则。表中的一个列存放了每个地理对象的空间信息：比如，要素类表的shape列存放多边形的形状。可以利用DBMS中的多种数据类型来存放空间数据，比如BLOB（binarylargeobject），或者一些DBMS扩展的空间类型，比如Oracle空间扩展模块提供的空间数据的存储类型。要素类，拓扑，网络，线性参考系统，影像目录（rastercatalogs），尺寸，注记，地表等等都是高级对象的例子，它们在DBMS中存储的简单空间信息的基础之上实现了特定的GIS行为。GIS应用中，只含[49]有空间信息属性的表是不够的。简单DBMS关系对象和应用对象对构建信息系统来说都是必须的。本系统在空间数据管理过程中采用了个人GeoDatabase，在空间数据的网络展示中采用了基于MicrosoftSQLServer的多用户Geodatabase。14 第三章信息系统设计本系统研究将计算机技术应用于区域地质调查领域，涉及网络、数据库、地理信息系统(GIS)等高新技术，而区域地质调查信息是系统研究的对象。系统分析是[50]系统设计的基础和前提，并且是一个不可越过的工作过程。系统分析的基本工作是系统调查和分析。考虑到系统的实用性及今后的推广应用，充分考虑目前和将来的用户需求，认真分析区域地质调查的业务现状和数据现状、未来可能发展与功能需求，由此来确定系统的基本服务对象和内容。3.1用户需求分析进行用户需求分析的目的，就是理解用户现行业务的运作过程，全面了解用户对系统功能的要求，定义用户需求的逻辑功能，进一步确定系统的具体目标。我国地方病严重区包括陕、甘、宁、青、新、晋、蒙、冀、黑、吉、辽、鲁、豫、皖14个省（区），这些地区由于长期饮用不符合国家饮用水标准的高氟或高砷地表水或地下水而导致氟中毒、砷中毒等疾病，饮水安全问题已经成为一个十分严重的社会问题，直接影响到病区脱贫致富、经济发展、社会稳定。因此，中国地质调查局决定在这些地区寻找替代性优质水源（地表水或地下水），解决长期困扰病[51]区群众生活的饮水问题。现代地质科学技术的进步和信息技术的普及，正在改变着传统的地质调查方法[52]和调查资料的存储、管理及传播方式。传统的地质资料，是以纸张为介质，以文件、图件等方式进行存储，分散在各单位及个人保管，通过复印等方式进行传播。这种方式不利于资料的存储、管理和传播，而且容易丢失。将计算机网络及信息技术引入地方病区地下水勘查工作，建立地方病严重区地下水勘查信息系统，可以彻底改变调查资料的存储、管理及传播方式。存储的资料安全可靠，通过设立分权限访问机制，实现数据的安全与保密性，应用网络技术，实现高效的信息检索和资源共享。这种管理方式与国际上现在流行的信息管理方式接轨，随着资料的丰富，必将产生一定的社会效益。地方病区地下水勘查工作涉及多部门、多专业的工作，包括地方病严重区地下水勘查与供水安全示范、地方病高发区地下水调查、地方病高发区地下水勘查新技术新方法的应用以及勘查与示范综合研究等不同目的的工作，工作方式、方法、勘[53]查成果各有不同。按照勘查示范技术要求，这些成果资料要以数字格式把存储，进行统一管理和查询，实现信息资源的社会共享，建立一套以空间数据库和属性数15 [54]据库为核心的信息管理系统。3.2系统设计3.2.1引用标准为保证数据采集制度化、信息形式标准化，保证数字成果的通用性和共享性，数据格式及代码参考和引用（见表3-1）所示标准和规定：表3-1数据格式及代码参考的标准序号标准编码标准名称1GB/T2260－2002中华人民共和国行政区划代码2GB/T9649.20－2001地质矿产术语分类代码（水文地质学）3GB/T9649.28－1998地质矿产术语分类代码（地球物理勘查）4GB/T9649.21－2001地质矿产术语分类代码（工程地质学）5GB/T13923－92国土基础信息数据分类与代码6DZ/T0197－1997数字化地质图图层及属性文件格式7DZ/T0128－94地下水资源数据文件格式8DZ/T0124－94水文地质钻孔数据文件格式9DZ/T0160－1995地质图地理底图编绘规范及图式（1：20万）10DZ/T0179－1997地质图用色标准及用色原则（1：5万）11地质调查局2002－06－01区域水文地质图空间数据库及属性文件格式工作指南12地质调查标准汇编水文、工程、环境地质调查勘查13国家地质总局综合水文地质图编图方法与图例（1979试行）3.2.2系统设计地方病区地下水勘查工作涉及多部门、多专业的工作，包括地方病严重区地下水勘查与供水安全示范、地方病高发区地下水调查、地方病高发区地下水勘查新技术新方法的应用以及勘查与示范综合研究等不同目的的工作，工作方式、方法、勘查成果各有不同。按照勘查示范技术要求，这些成果资料要以数字格式把存储，进行统一管理和查询，实现信息资源的社会共享，建立一套以空间数据库和属性数据库为核心的信息管理系统。“地方病严重区地下水勘查信息系统”应用计算机网络与地理信息系统技术，对丰富的水文环境和调查信息进行加工、处理和分析，研究地质调查信息的科学管理、存储方法与检索手段，依据中国地质调查局颁布的行业标准，开发地方病严重区地下水勘查信息系统应用软件。16 “地方病严重区地下水勘查信息系统”将基于Delphi软件开发工具和ArcGISEngine地图开发工具包研制开发，使用MicrosoftSQLServer2005数据库管理平台。系统共分为3部分：基础勘查数据采集、空间数据管理、属性数据管理。基础勘查数据采集模块是一个独立的应用程序，采用二维数据库，主要用于勘查工作实施单位将勘查数据录入统一格式数据库并汇交，它具备数据录入、检索、浏览、报表打印、数据汇交功能。空间数据管理模块主要用于对工作区地理信息的管理，根据勘查区、点的经纬度坐标，将勘查数据矢量化、图形化，并对工作区的地理信息进行编辑、检索、浏览、出图打印。属性数据管理模块主要对勘查工作中产生的非空间数据的管理，具备数据录入、编辑、上传、浏览功能。系统总体框架图（见图3-1）图3-1系统总体框架图17 系统流程框架图（见图3-2）.数据采数据采数据采集程序集程序集程序注：基础勘查数据采集，数据包括Aceess数据库和各种文件AccessAccessAccess注：接收到上传数据数据整合后，对数据进行校验，汇总导入sqlserverSQLServer注：结合GIS技术开地方病严重区地下水勘查信息系统发出GIS系统，直观展示成果图3-2系统流程框架图3.2.3数据库设计数据库是依照某种数据模型组织起来并存放二级存储器中的数据集合。这种数据集合具有如下特点：尽可能不重复，以最优方式为某个特定组织的多种应用服务，其数据结构独立于使用它的应用程序，对数据的增、删、改和检索由统一软件进行管理和控制。从发展的历史看，数据库是数据管理的高级阶段，它是由文件管理系统发展起来的。本系统数据库包括两部分：空间数据库和属性数据库。空间数据库采用ArcGIS系列的GeoDatabase，主要保存项目相关的点、线、面等空间信息和部分图元属性数据；属性数据库采用MicrosoftSQLServer，包括内部属性和外挂文件，内部属性主要是勘查过程中产生的33类数据表的数据，外挂文件包括相关的设计书、报告、多媒体、图件等文件资料。数据库建设总体结构框图（见图3-3）。18 SQL数据库空间数据库属性数据库矢量化显示内部属性外挂文件查询浏览编辑统计报表输出图3-3数据库建设总体结构框图3.2.3.1数据库主要信息1．基本信息主要包括：基础地理及省域地方病现状等；其中基础地理信息为整个图幅范围内的基本信息；省域地方病现状包括地方病类型、分布范围、涉及人口等信息。2．调查、勘查示范找水成果调查与区划成果和勘查示范找水成果，包括设计书、成果报告、报告附图、多媒体文档及取水工程的详细信息等。（1）报告附图有综合水文地质图，县域地方病现状分布图，水化学类型分区图，地下水开发利用规划图；（2）取水工程的详细信息包括内部属性表和外挂属性表。内部属性表主要反映取水工程的基本信息（如钻孔位置、成井时间、坐标、出水量、矿化度等）；外挂属性表反映了取水工程的详细信息，包括钻孔结构、成井结构、岩性描述、抽水试验、水质分析、同位素分析及岩土样分析等33张调查表数据。（3）多媒体文档是地下水勘查综合信息的重要组成部分，以文件的形式存贮。主要反映调查与勘查部署、施工、验收等各种多媒体信息，如照片、音像等。19 （4）区划调查的信息包括机（民）井调查表，地表水点调查表，地下水位统测表，地方病现状调查表等。3.数据库信息框图（见图3-4）空基础地理信息间数数据据省域地方病现状库库反年度勘查示范成果映主要信息属性取水工程属性数据数内部属性数据据库外挂属性数据区划调查属性数据外挂文件属性数据图3-4数据库信息框图年度勘查成果包括区域地方病分布图、综合水文地质图、水化学类型分区图和地下水开发利用规划图；取水工程属性数据包括钻孔结构数据、成井结构数据表、岩性描述表、抽水试验数据表、水质分析数据表、同位素分析数据表、岩土样测试数据表等；区划调查属性数据包括机（民）井调查表、地表水点调查表、地下水位统测记录表、地下水位统测汇总表、省域地方病现状调查表、县域地方病现状调查表等；外挂文件属性数据包括设计书、工作报告、成果报告、多媒体和其它数据。3.2.3.2空间数据和属性数据的关联地理空间数据是GIS的血液，构建和维护空间数据库是一项复杂、工作量巨大的工程，它包括：数据的获取、校验和规范化、结构化处理、数据维护等过程。同时，空间数据也具有很强的时效性，不同的空间数据必须进行周期不等的数据更新维护，空间数据库中数据的准确、及时、完整是实现GIS应用系统价值的前提基础[55]。空间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,空间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。20 连接空间数据库和属性数据库的办法是采用统一编码（见“编码方案”章节）,即在空间数据库中图元的属性表内建立一个统一编码,同时在属性数据库相应记录设置相同的统一编码标识,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,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空间数据库的内部属性表相应字段连接,从而实现外挂属性数据库与空间数据图形库的整合。空间数据与属性数据关联图（见图3-5）。社会与经济数据图层基础地理数据图层包含数据勘查示范工程数据图层自动生成访问属性数据属性数据库统一编码空间数据库访问空间数据包含数据33张调查数据表数据外挂文件数据图3-5空间数据与属性数据关联图3.2.3.3空间数据库空间数据(SpatialData)是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布[56]特征诸多方面信息的数据。它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。定位是指在一个已知的坐标系里空间目标都具有唯一的空间位置；定性是指有关空间目标的自然属性，它伴随着目标的地理位置；时间是指空间目标是随时间的变化而变化；空间关系通常又称拓扑关系。空间数据适用于描述所有呈二维、三维甚至多维分布的关于区域的现象，空间数据不仅能够表示实体本身的空间位置及形态信息，而且还有表示实体属性和空间[57]关系(如拓扑关系)的信息。在空间数据中不可再分最小单元现象称为空间实体，空间实体是对存在于这个自然世界中地理实体的抽象，主要包括点、线、面以及实体等基本类型：如把一根电线杆抽象成为一个点，该点可以包含电线杆所处的位置信息、电线杆的高度信息和其它一些相关信息；可以把一条道路抽象为一条线，该21 线可以包含这条道路的长度、宽度、起点、终点以及道路等级等相关信息；可以把一个湖泊抽象为一个面，该面可以包含湖泊的周长、面积和湖水的质量信息等；在空间对象建立后，还可以进一步定义其相互之间的关系，这种相互关系被称为“空间关系”，又称为“拓扑关系”，如可以定义点－线关系、线－线关系、点－面关系等。因此可以说空间数据是一种可以用点、线、面以及实体等基本空间数据结构[58]来表示人们赖以生存的自然世界的数据。地方病严重区地下水勘查信息系统涉及到的空间数据主要包括三部分：基础地理、社会与经济（地方病分布现状）和勘查示范工程（钻孔）。基础地理数据主要包括勘查工作区的行政区划、河流水系、交通、居民地等地形数据；社会与经济数据主要包括地方病严重区的地理分布范围，其属性包括面积、行政归属、经济总量、总人口、发病人口等；勘查示范工程数据主要包括地方病严重区地下水勘查工作历年来的钻孔示范成果，其属性包括钻孔地理位置、坐标、运行情况等。根据国家及行业相关标准，本系统采用个人GeoDatabase对空间数据进行管理。采用全国1：100万数字地形数据作为基础地理底图，并以该数据的空间信息为准，建立社会与经济和勘查示范工程图层，形成地方病严重区地下水勘查信息系统的GIS管理对象。1、空间数据层次结构图形数据库结构按照分层划分原则，建立数据层次结构模型，主要包括基础地理、社会与经济（主要指地方病分布现状及缺水现状）、地下水勘查专题等几部分信息。数据层次结构模型图（见图3-6）。22 基础地理居民地（各级政府驻地）行政区划水系水系（河流、渠道等）水体（湖泊、水库等）交通（铁路、公路）等高线经纬网居民地标注地形地物标注等高线、经纬度、河流、山脉等标注社会与经济（地方病现状等）地下水勘查专题2006年及以后各类勘查成果图3-6数据层次结构模型图2、图层划分图层是由具有相同属性结构的同一类图元组成的空间数据集合。图层划分主要考虑便于图形的操作、管理和查询统计，根据数据本身的专业特点和数据层次结构模型，确定图层划分方案（见表3-2）表3-2图层划分方案表图层代码图类名称图类代码图层名称首码尾码基础地理Ｌ水系A*交通B*居民地C*行政区划D*23 等高线E*经纬网F*居民地标注G*地形地物标注H*等高线、经纬度、河流、山脉标注I*社会与经济Ｊ主要指省域地方病现状等A*年度勘查调查与区划成果A*地下水勘查专题Z示范成果勘查示范成果B*3、表结构示例（1）居民点图元是居民点（点），根据地理底图的需要建立，和行政级别没有直接关系（见表3-3）。表3-3居民点图元说明表序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1图元序号IDN8系统自动给出2图元编号CHFCACC83图元名称CHFCADC20数据项定义与说明：●图元编号：指对居民点的编号，由用户编写，但同一图层内不能重复。●图元名称：居民点（政府驻地）的汉字名称。（2）水系图元是指单线河或双线河、水库等水体的边界（见表3-4）。表3-4水系图元说明表序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1图元序号IDN8系统自动给出2长度长度F15.2系统自动给出3图元编号CHFCACC8河流编号4图元名称CHFCADC20河流名称数据项定义与说明：●图元编号：指对河流的编号，单线、双线河同时编号，同一条河流使用相同的编号；●图元名称：填写河流、湖泊、水库的汉字名称，无名者不填。（3）地表水体独立分布的地表水体，包括河流、湖泊、水库等。图元说明（见表3-5）。24 表3-5地表水体图元说明序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1图元序号IDN8系统自动给出2面积面积F15.2系统自动给出3周长周长F15.2系统自动给出4图元编号CHFCACC85图元名称CHFCADC20河流、水库或湖泊的名称数据项定义与说明：●图元编号：指对湖泊、水库等面元的编号，用户编写，同一图层具有唯一性。●图元名称：填写河流、湖泊、水库等的汉字名称，无名者不填。3.2.3.4属性数据库数据库（Database）可以被视为能够进行自动查询和修改的数据集。数据库有很多种类型，从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数[59～60]据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。MicrosoftSQLServer2005是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能(BI)工具提供了企业级的数据管理。MicrosoftSQLServer2005数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。地方病严重区地下水勘查信息系统涉及到的属性数据包括内部属性和外挂文件，内部属性主要是勘查过程中产生的33类数据表的数据，外挂文件包括相关的设计书、报告、多媒体、图件等文件资料。在本系统中采用微软公司的MicrosoftAccess采集，存储和管理基础勘查数据数据，包括各项目实施单位在勘查工作开展过程中形成的各种动态数据和成果数据；采用MicrosoftSQLServer2005作为地方病严重区地下水勘查信息系统综合数据库，它整合并管理各实施单位提交的基础勘查数据。25 1、数据库结构图（见图3-7）系统注册表系统基本信息表Access机(民)井调查表数据库33张调查表SQLServer内部属性表属性数据库外挂文件数据抽水试验表Access数据库勘查示范工程数据水位恢复表33张调查表GeoDatabase基础地理数据空间数据库Access数据库社会与经济数据外挂文件数据其它相关数据基础勘查数据采集数据库地方病严重区地下水勘查信息综合数据库图3-7数据库结构图2、数据表设计示例以“水质分析数据表”设计示例，展示数据库设计方案（见表3-6）：表3-6水质分析数据表序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1统一编号PKIAAC8钻孔统一编号2原始编号TKALAC14钻孔编号3钻孔位置TKALBC404水样编号SWBDEKC105水样采取时间SWDDANC8如:199704116水样化验时间SWFGAHC8如:199704287水样采取深度SWFGACF7.2单位：m8化学成份表示式SWFIAAC50库尔洛夫式9地下水化学类型SWFCBI2按数据项定义给出10透明度PKJFQI1按数据项定义给出11色度SWFADI1按数据项定义给出12味SWFAEI2按数据项定义给出13气味SWFAFI2按数据项定义给出26 14PH值SWFHAF4.215总碱度SWFHBF7.2单位:mg/L16酸度SWFHCF7.2单位:mg/L17总硬度SWFHDAF7.2单位:mg/L18暂时硬度SWFHDBF7.2单位:mg/L19永久硬度SWFHDCF7.2单位:mg/L20负硬度SWFHDDF7.2单位:mg/L21游离二氧化碳SWFHGF7.3单位:mg/L22侵蚀性二氧化碳SWFHIF7.2单位:mg/L23可溶性二氧化硅SWFHJF7.2单位:mg/L24耗氧量SWFHLF7.2单位:mg/L25化学需氧量SWFHLAF7.2单位:mg/LCOD26生化需氧量SWFHLEF7.2单位:mg/LBOD27挥发酚SWFHPOF7.2以苯酚计，单位:mg/L28总α放射性SWFHPWF7.2单位:Bq/L29总β放射性SWFHPXF7.2单位:Bq/L30溶解氧SWFHKF7.4单位:mg/L31阴离子合成洗涤剂SWFHPDF7.2单位:mg/L32细菌总数SWFHMI6单位:个/mL33大肠菌群指数SWFHNI6单位:个/L34矿化度SWFHEF7.2单位:mg/L35总固体SWFHEBF7.2单位:mg/L36固定残渣SWFHEDF7.2单位:mg/L37灼烧残渣SWFHECF7.2单位:mg/L38钙离子SWFHFAF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%39镁离子SWFHFBF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%40钾离子SWFHFCF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%41钠离子SWFHFDF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%42钾+钠SWFHFQF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%43铵SWFHFLF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%44三价铁SWFHFMF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%45二价铁SWFHFNF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%46全铁TFeF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%47铝离子SWFHOCF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%48铜离子SWFHODF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%49锰离子SWFHOEF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%50锌离子SWFHOFF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%51汞离子SWFHOGF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%52铬离子SWFHOHF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%53总铬SWFHOUF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%54硒离子SWFHOOF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%55三价砷SWFHOIAF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%56五价砷SWFHOIBF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%27 57总砷离子SWFHOIF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%58铅离子SWFHOJF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%59镉离子SWFHOKF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%60阳离子总和HXDCHF9.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%61氯离子SWFHFFF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%62硫酸根SWFHFGF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%63重碳酸根SWFHFHF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%64碳酸根SWFHFIF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%65硝酸根SWFHFJF7.2单位:mg/L,mmol/l,mmol%66亚硝酸根SWFHFKF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%67磷酸根SWFHFPF7.3单位:mg/L,mmol/l,mmol%68偏磷酸根SWFHFPAF7.3单位:mg/L,mmol/l,mmol%69氟离子SWFHONF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%70溴离子SWFHOAF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%71碘离子SWFHOBF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%72硫离子SWFHOMF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%73氰根SWFHPPF7.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%74阴离子总和HXDLIF9.4单位:mg/L,mmol/l,mmol%75氰化物SWFHPBF7.4单位:mg/L76氟化物SWFHFOF7.4单位:mg/L77硫化氢SWFHPFF7.4单位:mg/L78腐殖酸SWFBDF7.4单位:mg/L79分析GCEAJBC1080记录SWBBNC10补充编码81审核GCEAJDC10数据项定义与说明(1)统一编号:用来连接钻孔外属性的的关键字，按规定编写，同一图层内具有唯一性。(2)原始编号:钻孔的原始编号。(3)钻孔位置:钻孔行政位置。(4)水样编号:取水样时的编号。(5)水样采取时间:取水样日期，年/月/日。(6)水样化验时间:化验水样日期，年/月/日。(7)水样采取深度:取水样位置的埋深值（m）。(8)化学成份表示式：水中含量大于25%毫克当量的阴离子和阳离子进行组合的库尔洛夫式。(9)地下水化学类型：按修改后舒卡列夫分类，即将含量大于25%毫克当量的阴离子和阳离子进行组合。引自“名词术语代码GB/T9649”标准。01重碳酸钙型水HCO3-Ca02重碳酸钙镁型水HCO3-Ca.Mg03重碳酸镁型水HCO3-Mg28 04重碳酸钠钙型水HCO3-Na.Ca05重碳酸钠钙镁型水HCO3-Na.Ca.Mg06重碳酸钠镁型水HCO3-Na.Mg07重碳酸钠型水HCO3-Na08重碳酸硫酸钙型水HCO3.SO4-Ca09重碳酸硫酸钙镁型水HCO3.SO4-Ca.Mg10重碳酸硫酸镁型水HCO3.SO4-Mg11重碳酸硫酸钠钙型水HCO3.SO4-Na.Ca12重碳酸硫酸钠钙镁型水HCO3.SO4-Na.Ca.Mg13重碳酸硫酸钠镁型水HCO3.SO4-Na.Mg14重碳酸钠型水HCO3-Na15重碳酸硫酸氯化钙型水HCO3.SO4.CL-Ca16重碳酸硫酸氯化钙镁型水HCO3.SO4.CL-Ca.Mg17重碳酸硫酸氯化镁型水HCO3.SO4.CL-Mg18重碳酸硫酸氯化钠钙型水HCO3.SO4.CL-Na.Ca19重碳酸硫酸氯化钠钙镁型水HCO3.SO4.CL-Na.Ca.Mg20重碳酸硫酸氯化钠镁型水HCO3.SO4.CL-Na.Mg21重碳酸硫酸氯化钠型水HCO3.SO4.CL-Na22重碳酸氯化钙型水HCO3.CL-Ca23重碳酸氯化钙镁型水HCO3.CL-Ca.Mg24重碳酸氯化镁型水HCO3.CL-Mg25重碳酸氯化钠钙型水HCO3.CL-Na.Ca26重碳酸氯化钠钙镁型水HCO3.CL-Na.Ca.Mg27重碳酸氯化钠镁型水HCO3.CL-Na.Mg28重碳酸氯化钠型水HCO3.CL-Na29硫酸钙型水SO4-Ca30硫酸钙镁型水SO4-Ca.Mg31硫酸镁型水SO4-Mg32硫酸钠钙型水SO4-Na.Ca33硫酸钠钙镁型水SO4-Na.Ca.Mg34硫酸钠镁型水SO4-Na.Mg35硫酸钠型水SO4-Na36硫酸氯化钙型水SO4.CL-Ca37硫酸氯化钙镁型水SO4.CL-Ca.Mg38硫酸氯化镁型水SO4.CL-Mg29 39硫酸氯化钠钙型水SO4.CL-Na.Ca40硫酸氯化钠钙镁型水SO4.CL-Na.Ca.Mg41硫酸氯化钠镁型水SO4.CL-Na.Mg42硫酸氯化钠型水SO4.CL-Na43氯化钙型水CL-Ca44氯化钙镁型水CL-Ca.Mg45氯化镁型水CL-Mg46氯化钠钙型水CL-Na.Ca47氯化钠钙镁型水CL-Na.Ca.Mg48氯化钠镁型水CL-Na.Mg49氯化钠型水CL-Na(10)透明度：引自“名词术语代码GB/T9649”标准。1透明2微浊3混浊4极浊(11)色度：引自“名词术语代码GB/T9649”标准。1浅蓝色2淡灰色3锈色4翠绿色5红色6暗红色7暗黄色8无色(12)味：引自“名词术语代码GB/T9649”标准。01咸味02涩味03苦味04甜味05墨水味06沼泽味07酸味08清凉可口09无味30 10臭味11硫磺味12沥青味13焦油味(13)气味：引自“名词术语代码GB/T9649”标准。01极强02强03显著04弱05极微弱06无(14)PH值：表示氢离子浓度的负对数值，是衡量地下水酸碱性的指标。(15)总碱度：地下水中能与强酸作用的重碳酸盐、碳酸盐、氢氧化物、有机碱及其他弱酸强碱盐的总含量。(16)酸度：略。(17)总硬度：反映地下水中含盐的特性指标，其值为钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解类的含量，通常指水中钙、镁盐类的总量。(18)暂时硬度：水沸腾后，发生沉淀的钙、镁离子数量。(19)永久硬度：水沸腾后，残留于水中的钙、镁离子数量。(20)负硬度：大于总硬度的碱度。(21)游离二氧化碳：溶解于水中的二氧化碳。(22)侵蚀性二氧化碳：超过平衡量并能与碳酸钙起反映的游离二氧化碳。(23)可溶性二氧化硅：以分子的形式存在的二氧化硅的含量。(24)耗氧量：略。(25)化学需氧量：指在一定条件下，易受强化学氧化剂氧化的有机物所消耗的氧量，简称COD。(26)生化需氧量：水中有机物在有氧条件下，被微生物分解成水、二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐的生化过程所需消耗氧的毫克/升数，简称BOD。(27)挥发酚：略。(28)总α放射性：略。(29)总β放射性：略。(30)溶解氧：溶解于水中的游离氧。(31)阴离子合成洗涤剂：(32)细菌总数：一定量水在培养基和定温定时下培养后，算得的细菌数量。(33)大肠菌群指数：每升水中大肠菌群残留的个数。(34)矿化度：又称溶解性固体总量，指水中所含离子、分子、化合物的总量。其值等于一升水加热31 到105－110°C，使水全部蒸发剩下的残渣重量。或等于阴、阳离子总和减去HCO3含量的二分之一。(35)总固体：水中悬浮物和溶解性总固体总和。(36)固定残渣：又称干沽残渣，是经1%碳酸钠溶液处理的地下水，在180°C恒温上焙干后（扣除碳酸钠的焙干量）为固体残余物的重量。(37)灼烧残渣：地下水的干沽残渣经500°C高温灼烧后残余的重量。3.2.4编码方案空间数据库中的每一个图元都有其特定的属性表，属性表是用来描述图元实体基本信息的数据集合。图元属性分为内部属性和外部属性，图元内部属性只表达图元的基本特性，其属性结构为缺省属性和扩展属性两部分组成，其中缺省属性由相应的地理信息系统平台提供。外部属性表使用关系型数据库进行管理，采用外挂属性表的形式与相应的图元连接。外挂属性表的编码结构与图元的编码结构相同，并以此为关键字段与图元挂接。1、图层编码为便于计算机数据处理，需要给出每一图层的代码名称，保证在综合应用时每个图形信息和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3-7）：表3-7图层名编码结构XXXXXX图类代码某一图类中划分的图层代码比例尺代码图层编号●图类代码包括：基础地理用L表示，社会经济用J表示，地下水勘查专题用Z表示。●某一图类中划分的图层代码：图层代码由首码和尾码共同构成，首码用A－Z表示，尾码根据图元类型确定，点文件＝0，线文件＝1，区文件＝2。●比例尺代码包括：根据国家标准，1：100万用A表示，1：5万用E表示。●年度勘查示范成果图层包括勘查示范部署图、调查与区划成果、勘查示范成果。2、图元编码图元是表示空间信息特征的基本单位，分为点、线、面三种类型。图元编号是空间数据库连结图形与属性的关键字段，在两者中需保持一致。同一图层内的所有图元编码不能重复出现。（1）取水工程（点）图元编码采用12位码制（见表3-8）。32 表3-8取水工程（点）图元编码XXXXXXXXXXXX行政区划代码成井时间地方病类型取水工程类型钻孔统一编号●行政区划代码填到县（旗）共六位；●成井时间填成井年份的后两位；●地方病类型：地氟病填F，地砷病填S，大骨节病填G，克山病填K，地甲病填J，伽师病填S；●取水工程类型：探采结合孔填1，小口径浅井填2，大口井填3，辐射井填4，其它填5；●钻孔统一编号（按经度由小到大）填1－99。（2）调查与区划（区）图元编码采用13位编码制（见表3-9）。表3-9调查与区划（区）图元编码XXXXXXXXXXXXX行政区划代码调查时间地方病类型取水工程类型调查区统一编号●行政区划代码填到调查区所处县（旗）共六位；●调查时间填调查年份的后两位；●地方病类型：单类型地方病在地方病类型代码前加0，如：地氟病填0F；多类型地方病取两类地方病代码组合，如：地氟病和地砷病填FS（主要病种在前，次要病种在后）。●取水工程类型：探采结合孔填1，小口径浅井填2，大口井填3，辐射井填4，其它填5；●调查区统一编号以调查区内最高一级行政单位的地理坐标按经度由小到大填1－99。3、外挂文件编码外挂文件是指每一勘查示范年（或勘查示范孔）的勘查成果报告、图件、多媒体、照片及其它数据信息。外挂文件采用11位编码方案（见表3-10）。表3-10外挂文件编码表XXXXXXXXXXX行政区划代码示范时间文件类型顺序编码33 ●文件类型用数字1－6表示：1－成果图件，2－工作设计或工作方案，3－成果报告，4－多媒体，5－照片，6－其它；●顺序编码用1－99表示；●成果图件的顺序编码：01－综合水文地质图，02－开发利用区划图，03－水化学类型分区图，04－地方病现状分布图，05－实际材料图，06－其它图件；●成果报告的顺序编码：01－封面及正文；●多媒体、照片及其它的顺序编码依实际情况依次编码。34 第四章信息系统实现本系统目标是建立地方病严重区地下水勘查信息管理及检索系统，系统要求提供基础勘查数据的采集和整合，对空间和属性数据的管理、交互查询等功能。根据系统要求具有较强的空间数据管理和查询功能的特点，地方病严重区地下水勘查信息系统开发工具选用Esri公司的ArcGISEngine，应用程序开发环境为Delphi2009。4.1技术路线地方病严重区地下水勘查示范计划项目由中国地质调查局水文地质环境地质调查中心承担，由多个合作单位实施项目工作开展，所有基础勘查数据分散在各项目实施单位；勘查工作涉及多部门、多专业，包括地方病严重区地下水勘查与供水安全示范、地方病高发区地下水调查、地方病高发区地下水勘查新技术新方法的应用以及勘查与示范综合研究等不同目的的工作，工作方式、方法、勘查成果各有不同，为实现所有数据的统一管理和利用，系统实现技术路线如下：编制统一标准的基础勘查数据采集软件，下发到项目实施单位，由其录入勘查数据并提交到项目承担单位；将提交的数据整合到SQLServer数据库中，形成完整并准确的属性数据和外挂文件，根据勘查示范工程点的经纬度坐标自动生成勘查示范工程图层，加入到空间数据库中；通过统一编码，实现空间数据和属性数据的关联检索。技术路线图（见图4-1）。35 地方病严重区地下水勘查工作33张调查表数据外挂文件（设计书、多媒体等）录入基础勘查数据采集模块（独立应用程序）编辑、检索、浏览、打印、汇交汇交、校验、入库基础地理图层社会与经济图层导入生成导入属性数据库勘查示范工程图层空间数据库统一编码地方病严重区地下水勘查信息系统浏览、编辑、检索、打印、出图图4-1技术路线图4.1.1系统模块设计系统模块主要分为3个部分：基础勘查数据采集、空间数据管理、属性数据管理。1、基础勘查数据采集模块：是一个独立的应用程序，采用二维数据库，选用微软公司的Access数据库，应用程序开发环境为Delphi2009。本模块主要用于勘查工作实施单位将勘查数据录入统一格式数据库并汇交，它具备数据录入、检索、浏览、报表打印、数据汇交功能，实现对调查工作中的33类调查表数据、大量文件（设计书、多媒体等）数据的采集。属性数据中的外挂文件依据年度、项目、类别进行分类，提供了单个文件录入或文件夹录入功能，同时提供了删除和浏览功能。36 其实现路线如下图（见图4-2）：注：根据项目实施单软件注册位名称生成注册码进行注册录入编辑报表注：基础勘查数据采集共包括33类报表数据和各种属性数数据校验据（设计书、报告、多媒体、图件等）数据提交注：项目管理单位综综合数据库合数据库，负责整合各实施单位提交数据图4-2基础勘查数据采集模块实现路线图2、空间数据管理模块：主要用于对工作区地理信息的管理，根据勘查区、点的经纬度坐标，将勘查数据矢量化、图形化，并对工作区的地理信息进行编辑、检索、浏览、出图打印。3、属性数据管理模块主要对勘查工作中产生的非空间数据的管理，具备数据录入、编辑、上传、浏览功能。4.1.2主要流程描述应用ArcGISEngine二次开发的空间数据检索程序，为用户提供直观了的检索手段，下面以几个典型的检索程序，描述其流程。1、数据源整合流程数据源整合流程主要完成对提交数据的整合，流程描述如下（见图4-3）。（1）读入待整合的Access数据库，获得该数据库的注册单位信息，并赋给指定变量；（2）在SQLServer数据库中检索该注册单位整合数据的情况；（3）若以前整合过，则询问是否重新整合，是，重新整合，否，退出；若没有整合过，则整合。37 开始读取待整合数据库中的注册信息在sqlServer中检索该注册单位已整合数据信息YN已整合？Y覆盖已有数据？N结束整合图4-3数据源整合流程图2、Identy程序流程Identy程序完成对选中图层图元基本信息的检索，流程描述如下（见图4-4）：（1）确定选中的图层，并赋图层名和选中的图元编码于相应的变量。（2）打开选中图层的属性数据库。（3）执行检索。38 开始激活图层选择图元社会与经济图层勘查示范工程图层其它图层打开图层属性数据库显示图层属性结束图4-4Identy程序流程图2、图元属性数据和外挂文件检索程序流程在GIS界面查询指定图元的属性数据（包括外挂文件）的程序流程描述如下（见图4-5）。开始激活图层选择图元打开图层数据库获得图元统一编码检索属性数据库（包括外挂文件）显示图元空间信息，属性信息，外挂文件信息结束图4-5图元属性数据和外挂文件检索程序流程图39 （1）确定选中的图层，并将图层名和选中的图元编码赋给指定变量；（2）打开图层数据库，获得选中图元的统一编码；（3）检索属性数据库，跟据统一编码检索选中图元的属性数据和外挂文件信息；（4）显示图元空间信息，属性信息，外挂文件信息。4.2系统实现结果“地方病严重区地下水勘查信息系统”具备了基础勘查数据采集与整合、勘查示范成果图层自动生成、地理数据浏览（添加数据、放大、缩小、漫游、全图、信息浏览、选择、闪烁等）、地理数据编辑（添加、编辑、删除等）、检索、专题图、图层属性维护（标注、字段管理等）、图层导出等功能。“地方病严重区地下水勘查信息系统”界面如（见图4-6）.图4-6《地方病严重区地下水勘查信息系统》界面4.3关键技术展示“地方病严重区地下水勘查信息系统”地理信息平台具备如下功能：1、数据采集技术：基础勘查数据采集软件采用Delphi编程，使用了Access数据库，它具备注册、录入、编辑、报表打印、数据汇交功能。为了方便对属性数据40 的管理，属性数据依据年度、项目、类别进行分类，为方便录入提供了单个文件录入或文件夹录入功能，同时提供了删除和浏览功能。基础勘查数据采集软件数据录入界面（见图4-7）.图4-7础勘查数据采集软件数据录入界面外挂文件管理界面（见图4-8，图4-9）41 图4-8外挂文件管理界面1图4-9外挂文件管理界面23、基础勘查数据整合及更新：建立向导对基础勘查数据进行校验，并导入到SQLServer数据库中（见图4-10）.42 图4-10基础勘查数据整合及更新4、勘查示范成果图层自动生成：根据经纬度坐标自动生成生成勘查成果图层（见图4-11）.图4-11勘查示范成果图层自动生成5、图元要素属性综合管理：对单一图层的所有要素属性进行统一维护，可选中并在图43 层上闪烁要素，编辑其属性，删除要素，导出到Excel文件或重新生成新的ShapeFile图层文件（见图4-12）.图4-12图元要素属性综合管理5、数据字典技术由于本系统涉及到的数据录入界面很多，因此开发了数据字典工具，为每一个数据表定制录入界面，实现录入界面的自动生成，大大减少了开发工作量。其界面（见图4-13）.44 图4-13数据字典4.4关键代码地方病严重区地下水勘查信息系统代码繁多，部分关键代码如下：1、数据录入界面自动生成关键代码：本段代码实现了数据录入表格的自动设置，包括列名、列宽、默认值等信息。procedureDBGridEhSetting(pDBGridEH:TDBGridEH;pTableName:string);variTableID:string;newColumnEh:TColumnEh;tmpADOQuery:TADOQuery;beginiTableID:=GetFieldValue('selectidfrombasic_dictionarywhereup_id=0andname='''+pTableName+'''');pDBGridEH.Columns.Clear;tmpADOQuery:=TADOQuery.Create(nil);tmpADOQuery.Connection:=info_com.conn;withtmpADOQuerydobeginclose;sql.Clear;sql.Add('select*frombasic_dictionarywhereup_id='+iTableID+'orderbyorders');open;whilenoteofdobeginiffieldbyname('visible').AsBooleanthenbeginnewColumnEh:=pDBGridEH.Columns.Add;iffieldbyname('ReadOnly').AsBooleanthen45 beginnewColumnEh.ReadOnly:=true;newColumnEh.color:=clBtnFace;endelsebeginnewColumnEh.ReadOnly:=false;newColumnEh.color:=clWindow;end;withnewColumnEhdobeginFieldName:=fieldbyname('name').AsString;Title.Caption:=fieldbyname('column_title').AsString;Width:=fieldbyname('column_width').AsInteger;EditMask:=fieldbyname('column_mask').AsString;DisplayFormat:=fieldbyname('DisplayFormat').AsString;end;end;next;end;end;tmpADOQuery.Close;tmpADOQuery.Free;end;2、创建勘查示范工程图层（1）创建存于Shapefile中的featureclass代码FunctionCreateShapefile(sFilePath,sFileName:String;shapeType:esriGeometryType;pSR:ISpatialReference;pFields:IFields):IFeatureClass;varpWorkspaceFactory:IWorkspaceFactory;pFeatureWorkspace:IFeatureWorkspace;pFeatureClass:IFeatureClass;beginTrypWorkspaceFactory:=coShapefileWorkspaceFactory.CreateasIWorkspaceFactory;pFeatureWorkspace:=pWorkspaceFactory.OpenFromFile(sFilePath,0)asIFeatureWorkspace;IfpFeatureWorkspace<>nilThenbegin//DeleteShapeFile(sFilePath,sFileName);pFeatureClass:=pFeatureWorkspace.CreateFeatureClass(sFileName,pFields,nil,nil,esriFTSimple,'Shape','');result:=pFeatureClass;End;exceptresult:=nil;End;End;（2）为新图层创建字段代码FunctionCreateBasicFields(shapeType:esriGeometryType;pSpaRef:ISpatialReference;comQuery1:TADOQuery;dGridSize:Double=0):IFields;varpFields:IFields;pFieldsEdit:IFieldsEdit;46 pField:IField;pFieldEdit:IFieldEdit;pGeometryDefEdit:IGeometryDefEdit;xmin,ymin,xmax,ymax,dArea:Double;i:integer;beginpFields:=coFields.CreateasIFields;pFieldsEdit:=pFieldsasIFieldsEdit;pField:=coField.CreateasIField;pFieldEdit:=pFieldasIFieldEdit;pGeometryDefEdit:=coGeometryDef.CreateasIGeometryDefEdit;If(dGridSize<=0)ThenIf(pSpaRef.HasXYPrecision)ThenbeginpSpaRef.GetDomain(xmin,xmax,ymin,ymax);dArea:=(xmax-xmin)*(ymax-ymin);dGridSize:=Sqr(dArea/100);endElsedGridSize:=1000;WithpGeometryDefEditdobeginGeometryType:=shapeType;hasM:=false;hasZ:=false;_Set_SpatialReference(pSpaRef);GridCount:=1;GridSize[0]:=dGridSize;End;pField:=coField.CreateasIField;pFieldEdit:=pFieldasIFieldEdit;WithpFieldEditdobeginname:='OBJECTID';AliasName:='OBJECTID';Type_:=esriFieldTypeOID;End;pFieldsEdit.AddField(pField);//addGeometryfieldpField:=coField.CreateasIField;pFieldEdit:=pFieldasIFieldEdit;WithpFieldEditdobeginname:='SHAPE';IsNullable:=True;Type_:=esriFieldTypeGeometry;_Set_GeometryDef(pGeometryDefEdit);Required:=True;End;pFieldsEdit.AddField(pField);withcomQuery1dobeginopen;47 fori:=0tofieldcount-1dobeginpField:=CoField.CreateasIField;pFieldEdit:=pFieldasIFieldEdit;pFieldEdit.Set_Name(Fields[i].FieldName);caseFields[i].DataTypeofftInteger,ftSmallint,ftLargeint:pFieldEdit.type_:=esriFieldTypeInteger;ftBCD,ftFloat:pFieldEdit.type_:=esriFieldTypeDouble;ftString,ftWideString:pFieldEdit.type_:=esriFieldTypeString;ftDateTime:pFieldEdit.type_:=esriFieldTypeDate;ftBlob:pFieldEdit.type_:=esriFieldTypeBlob;end;pFieldsEdit.AddField(pField);end;close;end;result:=pFieldsEditasIFields;end;（3）向新建的GDBFeatureClass中添加features代码functionInsertFeatures(pFeatureClass:IFeatureClass;comQuery:TADOQuery;FieldX,FieldY:string):integer;varpPoint:IPoint;pDataset:IDataset;pWorkSpaceEdit:IWorkSpaceEdit;i,m,pFieldIndex,iFeatureNum:integer;pFeatCur:IFeatureCursor;pFeatBuf:IFeatureBuffer;v:OleVariant;jd,wd:real;beginresult:=-1;pDataset:=pFeatureClassasIDataset;pWorkspaceEdit:=pDataset.WorkspaceasIWorkspaceEdit;pWorkSpaceEdit.StartEditing(true);pWorkSpaceEdit.StartEditOperation;withcomQuerydobeginopen;iFeatureNum:=0;fori:=0torecordcount-1dobeginpFeatBuf:=pFeatureClass.CreateFeatureBuffer;pFeatCur:=pFeatureClass.Insert(true);if(notfieldbyname(FieldX).IsNull)and(notfieldbyname(FieldY).IsNull)thenbeginform:=0tofieldcount-1dobeginpFieldIndex:=pFeatureClass.FindField(fields[m].FieldName);ifpFieldIndex>-1thenpFeatBuf.Set_Value(pFieldIndex,fields[m].AsVariant);end;jd:=convertcoords(fieldbyname(FieldX).AsString);wd:=convertcoords(fieldbyname(FieldY).AsString);pPoint:=coPoint.CreateasIPoint;pPoint.PutCoords(jd,wd);pFeatBuf._Set_Shape(pPoint);v:=pFeatCur.InsertFeature(pFeatBuf);inc(iFeatureNum);48 end;comQuery.Next;end;pWorkSpaceEdit.StopEditOperation();pWorkSpaceEdit.StopEditing(True);close;end;result:=iFeatureNum;end;49 第五章结束语基于GIS的地质勘查项目信息管理方式正逐步成为地质工作领域的主流趋势，但是，如何使GIS的优势与地质调查工作紧密而有效的结合，现在仍然是广大地质领域计算机人员研究的重点。地质调查大部分在野外工作，且我国幅员辽阔，一个全国性的地质项目通常有多家单位共同实施，通过建立信息系统实现工作成果的有效整合。通过这次地方病严重区地下水勘查信息系统的研究，摸索了一种整合方式，在实际应用中将进一步考验这种方式的有效性，并作进一步的改进。通过对本课题的研究，取得以下成果：●实现了基于数据库的数据采集与汇总方法：通过对数据库结构的有效设计，利用编写的程序实现了勘查数据的采集与整合；●实现了基于二维数据的空间数据转换方法研究：利用ArcEngine提供的接口，通过Delphi2009编写了二维数据转换为空间数据的模块，实现了勘查图层的自动生成功能，使勘查成果可以在GIS环境下直观展现；●实现了空间数据与属性数据融合方法研究：通过对空间数据和属性数据进行有效的编码，建立对应关系，建立了空间数据和属性数据的关联关系，实现了联动检索；●实现了勘查数据的充分应用方法研究：数据得到充分应用才能体现其价值，通过建立勘查数据专题图，直观展示勘查区域地方病的分布规律、人口变化、病情发展等研究成果。从前面的论述及实际应用情况来看，系统的优缺点如下：1、系统设计符合项目运行实际情况，功能基本满足了项目需求；2、实现了地理数据与属性数据的关联，实现了正向反向的检索；3、在该系统研究过程中，一些关键技术的实现考虑的其公用性，为将这些关键技术应用到其他项目奠定了基础；4、该系统在数据采集和管理方面已经完善，但是，在数据的深度应用方面还有待进一步探索。地质调查项目很大一部分工作在于对数据的采集和整理，为一些重要的研究工作奠定基础，本系统应该在数据的应用研究方面作进一步的探索；5、“全国地方病区地下水勘查与供水安全示范综合研究”项目尚未结题，目前仍在进行中，根据项目进展，系统功能将进一步完善。50 参考文献[1]余浩科.地质调查发展战略研究:[博士学位论文]中国地质大学（北京），2008年[2]王道平.基于GIS的地质灾害信息管理系统的设计与规划:[硕士学位论文]中南大学，2004年[3]乌伦,刘瑜,张晶.地理信息系统一原理、方法和应用[M].北京：科学出版社,2001.[4]李红.地理信息系统[M].北京：经济科学出版社,2001.[5]胡鹏,黄杏元,华一新.地理信息系统教程[M].武汉：武汉大学出版社,2003.[6]MaxJEgenhofer,FranzosaR.Point_setTopoloicalSpatialRelation.In.J.GIS,1991,5（2）:161-176[7]许士敏.地理信息系统(GIS)的发展与前瞻[EB/OL].http://www.hssd.gov.cn，2007-04-28[8]王新洲.论《空间数据处理》课程建设[J].地理空间信息，2006,4(3):63-65[9]Robertlaurini,DerekThompson.Fundamentalsofspatialinformationsystems.ACADEMICPRESS,1999[10]MaxJEgenhofer,FranzosaR.Point_setTopoloicalSpatialRelation.In.J.GIS,1991,5（2）:161-176[11]AtefanakisE,SelisT.EnhancingOperationswithSpatialAccessMethodsinaDatabaseManagementSystemforGis.CartographyandGeographicalInformationSystem,1998,25（1）:16-32[12]ChenJ,LiCM,Improving9_intersectionModelbyReplacingtheCompementwithVoronoiRegion.ProceedingsofDynamicandMuli_dimensionalGIS,HongKong,1997[13]EgenhoferMaxJ,andSharmaJayant,MarkDavidM.ACriticalComparisonofthe4-Intersectionand9-IntersectionModelsforSpatialRelations:Formalanalysis.AutoCarto,1993（11）:1-11[14]EgenhoferMaxJ,ClementiniEliseoandFelice,PaolinoFdi.TopologicalRelationsbetweenRegionswithHoles,Int.J.GIS,1994,8（2）:129-142[15]徐翠云.地理信息系统应用现状及相关技术发展趋势[J]中国地质,1998,(04).51 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附录1空间数据表结构1．行政区划：图元是行政界线（线元）。序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1图元序号IDN8系统自动给出2长度长度F15.2系统自动给出3图元名称CHFCADC20数据项定义与说明：图元名称：包括国界、省界、县界。2．行政区划：图元是行政区（面元）。序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1图元序号IDN8系统自动给出2面积面积F15.2系统自动给出3周长周长F15.2系统自动给出4图元编号CHFCACC85图元名称CHFCADC20数据项定义与说明：(1)图元编号：指对省的编号，由用户编写；(2)图元名称：主要指省名。3．居民点：图元是居民点（点），根据地理底图的需要建立，和行政级别没有直接关系。序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1图元序号IDN8系统自动给出2图元编号CHFCACC83图元名称CHFCADC20数据项定义与说明：(1)图元编号：指对居民点的编号，由用户编写，但同一图层内不能重复。(2)图元名称：居民点（政府驻地）的汉字名称。4.地方病类型分区序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1图元序号IDN82面积面积F15.2系统自动给出3周长周长F15.24图元编号CHFCACC85图元名称CHFCADC20数据项定义与说明：图元名称：填写地方病类型：地氟病填F，地砷病填S，大骨节病填G，克山病填K；地甲病填J，伽师病填S。56 附录2勘查示范工程表结构序号数据名称数据项代码数据类型数据长度备注1图元序号ID长整型N8系统自动给出2统一编号PKIAA字符串C8连接图元关键字3原始编号TKALA字符串C144行政位置TKALB字符串C405钻孔类型TKAA字符串CI26开孔日期TKALE日期型D8形式：200101027终孔日期TKALF日期型D8形式：200101028施工单位TKALD字符串C50施工单位的名称9东经CHAHBA字符串C11形式：度－分－秒10北纬CHAHBB字符串C10形式：度－分－秒11横坐标XCHAHAB双精度型F12.3单位：m12纵坐标YCHAHAA双精度型F11.3单位：m13地面标高GCJCBJ双精度型F6.2单位：m.14孔口标高GCJCBL双精度型F6.2单位：m.15钻孔深度TKACCA双精度型F7.2单位：m16成井深度TKCBCL双精度型F6.2单位：m17静水位埋深SWCJAS双精度型F6.2单位：m18含水层厚度SWBFEG双精度型F7.2单位：ｍ19涌水量SWDDCA双精度型F7.2单位：ｍ3/d20单位涌水量SWDDBW双精度型F7.2单位：ｍ3/d.m21矿化度SWFHE双精度型F7.2单位：g/L22水化学类型SWFCB字符串C100库尔洛夫式23超标离子SWFMAJ字符串C2024含水层岩性GCJFLO字符串C200含水层岩性25解决缺水人口SWFCR双精度型F5.2单位：人26解决缺水牲畜SWFCT双精度型F5.2单位：头27探采孔使用单位PKIIN字符串C20028备注SWIECY字符串C200其它说明数据项定义或说明：(1)统一编号：用来连接外挂钻孔的关键字，按规定编写，同一图层内具有唯一性；取水工程图元编码采用8位码制。第一位为探采结合孔或抽水试验孔，用St或Sc表示；二至四位为钻孔统一编号填1－999；五至六位表示省名，用省名前两字的拼音第一个字母表示；7七至八位表示成井时间，填成井年份的后两位；(2)原始编号：钻孔原始编录时给定的编号；(3)行政位置：钻孔所处的行政区划位置；57 (4)钻孔类型：探采结合孔－1小口径浅井－2大口井－3辐射井－4其它－5；(5)开孔日期：钻孔施工的起始日期，按GB2808填写；(6)终孔日期：钻孔完成的终止日期，按GB2808填写；(7)施工单位：填写施工单位的实际名称；(8)东经：地理坐标的经度值；(9)北纬：地理坐标的纬度值；(10)横坐标：大地直角坐标的X；(11)纵坐标：大地直角坐标的Y；(12)地面标高：终孔时的地面高程，采用1956年黄海高程系；(13)孔口标高：钻孔孔口高程，采用1956年黄海高程系；(14钻孔深度：钻孔最终结束钻进时经过计算校正的深度；(15)成井深度：钻孔最终完成后的深度；(16)静水位埋深：钻孔完钻后所揭露的所有含水层混合水位的埋深；(17)涌水量：在抽水试验中，抽水钻孔出水量；(18)单位涌水量：在抽水试验时，井孔内水位每下降一米的涌水量；(19)矿化度：指钻孔水质矿化度值；(20)水化学类型：库尔洛夫式；(21)超标离子：超标离子名称及含量；(22)含水层：出水段主要含水层岩性；(23)解决人口：解决缺水人口数量；(24)解决牲畜：解决缺水牲畜数量；(25)探采孔使用单位：该探采孔使用单位或个人的实际名称。58 附录3属性数据表结构1.钻孔结构数据表序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1统一编号PKIAAC14钻孔统一编号2原始编号TKALAC143变径深度TKACEF6.2单位：m4直径SWNCALF5.2单位：mm数据项定义或说明(1)统一编号：用来连接钻孔外属性的的关键字，按规定编写，同一图层内具有唯一性；(2)原始编号：钻孔原始编录时给定的编号；(3)变径深度：填写孔在变径处的埋深值；(4)直径：对应于每次变径后钻孔的直径。2.地层划分数据表序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1统一编号PKIAAC8钻孔统一编号2原始编号TKALAC143地层单位名称DSNC204地层单位符号DSOC85层底标高CHAJF7.0单位：m6层底埋深TKACCLF8.2单位：m7岩层厚度QDFCFC20单位：m数据项定义或说明(1)统一编号：用来连接钻孔外属性的的关键字，按规定编写，同一图层内具有唯一性。(2)原始编号：钻孔原始编录时给定的编号(3)地层单位名称：年代地层单位分为界、系、统、阶四级。岩石地层单位分为群、组、段、层四级。按地质图中该地层单位(填图单位)汉字名称填写，如×××群、×××组、×××段、×××层。(4)地层单位符号：按地质图标注的该地层单位(填图单位)符号填写。若按地层清理结果套改，则按清理后确定的代码填写。(5)层底标高：指每层地层底部的标高值(6)层底埋深：指孔口处地面至每层层底的深度值(7)岩层厚度:按实测厚度，以米为单位填写，可填写区间值3.岩性描述59 序号数据项名数据项代码数据类型及长度说明1统一编号PKIAAC8钻孔统一编号2原始编号TKALAC143层底埋深TKACCLF8.2单位：m4岩土名称YSEBC55岩土颜色YSHBC36地层岩性描述GCKLTC240数据项定义或说明(1)统一编号：用来连接钻孔外属性的的关键字，按规定编写，同一图层内具有唯一性。(2)原始编号：钻孔原始编录时给定的编号(3)底界深度：地层底界的埋藏深度。(4)岩石名称：指构成该地层单位主要岩性的岩石名称，填写1-3种岩石名称，按GB/T9649YSEB项下所列代码填写，代码间以“,”分隔开。(5)岩石颜色：指构成该地层单位主要岩石的颜色，一种岩石只填写一种主要颜色，其顺序与岩石名称对应。按GB/T9649YSHB项下所列代码填写。(6)地层岩性描述：对地层特征的详细描述60 攻读工程硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况1、阮俊，郑宝锋.ArcGIS技术在地质灾害信息系统中的应用.第七届ArcGIS暨ERDAS中国用户大会论文集（2006）,2006,2:160；2、阮俊，肖兴平，郑宝锋.GIS技术在地下水脆弱性评价编图示范的应用.数字城市的理论与实践.3、郑宝锋，寒枫.基于GIS的地方病区地下水勘查信息系统研究.中国建设信息，2009，11：42-45；4、2005年度参加了“严重缺水地区地下水勘查与供水安全”项目，负责信息系统建设，并参与编写了该项目2005年度成果报告；5、2005年至2009年度，参与单位“信息系统开发”项目，竞聘工作内容负责岗位，负责组织实施单位信息系统建设及改进工作，并参与编写了各年度工作成果报告；6、2006年度参与了巫山地质灾害监测示范站综合信息系统建设；7、2006年至2009年度，参加了“地方病严重区地下水勘查示范”项目，负责项目信息系统的建设，并参与编写了各年度工作成果报告，项目仍在进行中；8、2008年度，参加了“成果地质资料涉密清理”项目，负责软件系统的技术支持，并参与编写了成果报告；9、2009年度，参加了“水工环地质调查技术方法应用服务系统”项目，作为项目副负责，主管系统整体设计和技术研发进度，并参与编写了年度工作成果报告，项目仍在进行中。61
