[科普中國(guó)]-煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)

煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)礦山管理和生產(chǎn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)之一。煤礦床為一分布于三維地理空間的地質(zhì)實(shí)體，所以礦山生產(chǎn)的一切過(guò)程都與三維空間有關(guān)，從資源勘探到礦井生產(chǎn)的主要圖紙和技術(shù)數(shù)據(jù)都是為了確定煤礦床的正確空間位置和相應(yīng)的參數(shù)。

簡(jiǎn)介實(shí)現(xiàn)礦山管理和生產(chǎn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)之一在于礦山空間信息管理的現(xiàn)代化。煤礦床為一分布于三維地理空間的地質(zhì)實(shí)體，所以礦山生產(chǎn)的一切過(guò)程都與三維空間有關(guān)，從資源勘探到礦井生產(chǎn)的主要圖紙和技術(shù)數(shù)據(jù)都是為了確定煤礦床的正確空間位置和相應(yīng)的參數(shù)。顯然，煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)應(yīng)為地理信息系統(tǒng)或空間管理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是采集、存儲(chǔ)、處理、分析、轉(zhuǎn)換和輸出空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感與航測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、圖論、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科綜合發(fā)展的產(chǎn)物。

隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）理論與技術(shù)的發(fā)展、逐步完善及其在各種領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。GIS的數(shù)據(jù)庫(kù)包括圖形與屬性數(shù)據(jù)兩部分，圖形數(shù)據(jù)庫(kù)主要負(fù)責(zé)點(diǎn)、線、面、體等圖形實(shí)體的管理，而各類圖形實(shí)體均具有自身的屬性，即圖形實(shí)體也是有屬性數(shù)據(jù)組成。為此，作為GIS數(shù)據(jù)不可缺少的一部分——屬性數(shù)據(jù)的理論研究在不斷地進(jìn)行與發(fā)展。特別是在數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)中，屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型等方面的研究與純數(shù)據(jù)庫(kù)理論研究的聯(lián)系在向前發(fā)展。另外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，不僅要實(shí)現(xiàn)一種數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的共享，而且要實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的共享與交換，作為最大互用性而設(shè)計(jì)的ODBC技術(shù)在這方面具有許多自身的優(yōu)越性。開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)互連（ODBC）是一種用來(lái)在相關(guān)或不相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）中存取數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口（API）?；贠DBC的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)人員可以不需考慮與數(shù)據(jù)源相聯(lián)的復(fù)雜性，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)提供一種有效的途徑1。

ODBC技術(shù)的應(yīng)用ODBC實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)庫(kù)，它為應(yīng)用程序存取關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)提供一個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)，使應(yīng)用程序具有最大限度的可操作性，幫助程序員完成絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作。當(dāng)前，許多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都提供了標(biāo)準(zhǔn)化的ODBC環(huán)境，應(yīng)用人員可以通過(guò)運(yùn)用ODBC所提供的通用數(shù)據(jù)庫(kù)操作的標(biāo)準(zhǔn)接口，在編程時(shí)就不必關(guān)心底層的DBMS，可直接針對(duì)各種數(shù)據(jù)庫(kù)核心和服務(wù)器編寫(xiě)可移植的應(yīng)用程序，用同樣的SQL語(yǔ)句或命令實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。這樣，程序員就不需要專門學(xué)習(xí)各種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的接口技術(shù)，也簡(jiǎn)化了不同DBMS間的數(shù)據(jù)交換。ODBC支持多種操作系統(tǒng)環(huán)境，基于ODBC的應(yīng)用程序具有極大的獨(dú)立性。當(dāng)更新一個(gè)DBMS或增加一個(gè)新的DBMS時(shí)，開(kāi)發(fā)人員可不必重寫(xiě)它們的ODBC應(yīng)用程序，甚至不用重新編譯就可以直接使用。

ODBC是由應(yīng)用程序、驅(qū)動(dòng)程序管理器、數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)源等部件組成。ODBC的結(jié)構(gòu)是層次化的，它描述了嵌入ODBC的應(yīng)用程序和ODBC組成部件之間的關(guān)系。

應(yīng)用程序：執(zhí)行處理并調(diào)用ODBC函數(shù)，以提交SQL語(yǔ)句并檢索結(jié)果；應(yīng)用程序可以通過(guò)ODBC API訪問(wèn)不同數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)，每個(gè)不同的數(shù)據(jù)源類由一個(gè)ODBC驅(qū)動(dòng)程序支持。

驅(qū)動(dòng)程序管理器：ODBC的驅(qū)動(dòng)器管理器是一個(gè)共享的程序庫(kù)管理器，是一個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，它根據(jù)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫(kù)類型裝入相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，把應(yīng)用程序的調(diào)用分配給一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)器，并負(fù)責(zé)裝載或卸載驅(qū)動(dòng)器、檢查狀態(tài)、管理多個(gè)應(yīng)用和數(shù)據(jù)源之間的聯(lián)接。

驅(qū)動(dòng)程序：處理ODBC函數(shù)調(diào)用，提交SQL請(qǐng)求到一個(gè)指定的數(shù)據(jù)源，其主要任務(wù)是建立與數(shù)據(jù)源的鏈接、分發(fā)請(qǐng)求給數(shù)據(jù)源、翻譯數(shù)據(jù)格式、返回結(jié)果給應(yīng)用程序、錯(cuò)誤格式的處理等。

數(shù)據(jù)源：包括用戶要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)及其相關(guān)的操作系統(tǒng)、DBMS及用于訪問(wèn)DBMS的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

ODBC是基于動(dòng)態(tài)連接庫(kù)方式的。對(duì)于任何ODBC，只要提供了該DBMS的驅(qū)動(dòng)程序，并符合DBMS的接口規(guī)范，該數(shù)據(jù)庫(kù)就可被DBMS所訪問(wèn)和處理。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，DBMS接口是通過(guò)配置文件中的數(shù)據(jù)源來(lái)了解所采用的驅(qū)動(dòng)程序，因?yàn)槊總€(gè)數(shù)據(jù)源包含了數(shù)據(jù)源的名稱、數(shù)據(jù)源的描述、數(shù)據(jù)庫(kù)文件存放的路徑、DBMS的類型和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序、數(shù)據(jù)庫(kù)文件的后綴格式等內(nèi)容。DBMS首先通過(guò)一個(gè)環(huán)境句柄，建立了應(yīng)用程序與DBMS系統(tǒng)之間的聯(lián)系，然后通過(guò)連接句柄與數(shù)據(jù)源建立起連接關(guān)系，最后通過(guò)語(yǔ)句句柄，與操作建立起聯(lián)系，由系統(tǒng)管理這些操作或SQL語(yǔ)句。取到語(yǔ)句句柄后，就可以執(zhí)行相應(yīng)的SQL語(yǔ)句2。

應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)源的聯(lián)接以Power Builder6.5為前端工具開(kāi)發(fā)的礦山數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（包括地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、儲(chǔ)量三量數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、水文數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、通風(fēng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)）為了通過(guò)Power Builder的通用ODBC接口實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)接，首先不同子系統(tǒng)必須建立不同的配置文件。但其內(nèi)容基本相同，只是文件中的sjkm改為不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源名稱并保存為不同的文件名而已。

由于不同的數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)具有不同的配置文件，因此以上腳本中的ks-gl-ini 應(yīng)與相應(yīng)子系統(tǒng)的配置文件對(duì)應(yīng)。

系統(tǒng)的客戶- 服務(wù)器體系模型客戶- 服務(wù)器體系的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行環(huán)境的變化，即由單機(jī)擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、處理和傳輸由集中式走向分布式，由封閉式走向開(kāi)放式。

一是處理的分布，但數(shù)據(jù)是集中的，即對(duì)于一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)而言，網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)上的用戶存取的是同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，他們從集中的數(shù)據(jù)庫(kù)中存取數(shù)據(jù)到各自的應(yīng)用程序中進(jìn)行處理。這樣實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理，減少了數(shù)據(jù)錄入的重復(fù)性，并且若要增加用戶只需增加網(wǎng)絡(luò)接口，便可在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行。

二是數(shù)據(jù)的分布，數(shù)據(jù)物理分布在網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上，而邏輯上是一個(gè)統(tǒng)一的整體。網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的能力，可以執(zhí)行局部應(yīng)用，也可以同時(shí)存取和處理多個(gè)異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局的應(yīng)用。

基于C/S體系在處理的分布與數(shù)據(jù)的分布上的優(yōu)越性，根據(jù)礦山企業(yè)的實(shí)際情況，如一般的煤炭企業(yè)都要求報(bào)圖、報(bào)表，同時(shí)不同部門要進(jìn)行數(shù)據(jù)的互相利用。若采用傳統(tǒng)的單機(jī)系統(tǒng)，必然存在數(shù)據(jù)的共享性困難，同時(shí)浪費(fèi)大量的人力、物力。這樣至少可以解決資源的共享，減少報(bào)圖、報(bào)表的不必要的環(huán)節(jié)。

在客戶/服務(wù)器體系中，數(shù)據(jù)集中于服務(wù)器，而處理是分布的。即網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)上的用戶存取的是同一數(shù)據(jù)庫(kù)，他們從集中數(shù)據(jù)庫(kù)中存取數(shù)據(jù)到各自的應(yīng)用程序中處理。為此，客戶端應(yīng)用程序與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)如何解決數(shù)據(jù)的傳輸問(wèn)題十分重要。ODBC（開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接）作為一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了它們彼此的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。應(yīng)用程序可以用通用的SQL語(yǔ)言（不同的開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)SQL查詢語(yǔ)言的調(diào)用各不相同）通過(guò)ODBC接口，再通過(guò)不同的ODBC驅(qū)動(dòng)程序，將客戶端應(yīng)用程序發(fā)送的SQL語(yǔ)句“翻譯”，成數(shù)據(jù)庫(kù)自身的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，同樣數(shù)據(jù)庫(kù)也可以沿原路將結(jié)果返回給應(yīng)用程序，從而完成對(duì)數(shù)據(jù)的任務(wù)請(qǐng)求。

屬性數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)，也是信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和建設(shè)的重要組成部分。具體地說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是在給定的應(yīng)用環(huán)境下，通過(guò)合理的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有效的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，構(gòu)建較優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，滿足用戶的各種應(yīng)用需求。

礦山數(shù)據(jù)庫(kù)管理信息系統(tǒng)是在充分分析礦山各種工作的過(guò)程和礦山數(shù)據(jù)的來(lái)源及其流程的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。本系統(tǒng)旨在通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和為圖形自動(dòng)提取數(shù)據(jù)，主要包括地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)、測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)、水文數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)、三量數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)。

（1）地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)。

地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)是根據(jù)礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)的基本特點(diǎn)及礦井生產(chǎn)特點(diǎn)，采用模塊化層次型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中包括文件操作、數(shù)據(jù)管理、報(bào)表管理、臺(tái)賬管理、數(shù)據(jù)初始化、用戶管理及幫助7部分。

數(shù)據(jù)初始化：依據(jù)礦業(yè)集團(tuán)與礦井的特點(diǎn)，將其分為地層磁偏角初始化、地層初始化、巖石名稱初始化、礦井名稱初始化以及工業(yè)牌號(hào)初始化。另外還有煤層容重初始化，這主要考慮到同一礦業(yè)集團(tuán)不同礦井間可能存在煤層容重差別，若相同則在地層初始化中可初始化全集團(tuán)容重。

數(shù)據(jù)管理：包括勘探線管理、鉆孔管理、煤層管理和斷層管理，同時(shí)還為圖形軟件提供數(shù)據(jù)獲取的剖面數(shù)據(jù)提取、煤巖層對(duì)比圖數(shù)據(jù)提取、鉆孔綜合柱狀圖數(shù)據(jù)提取以及鉆孔% 的查詢。其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理均包括數(shù)據(jù)的錄入、定位查詢、追加、插入、刪除及返回。

報(bào)表管理：主要實(shí)現(xiàn)礦山采區(qū)、回采、掘進(jìn)地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，采后地質(zhì)總結(jié)、地質(zhì)月報(bào)與鉆探設(shè)計(jì)書(shū)的數(shù)據(jù)錄入、追加、插入、刪除以及預(yù)覽和打印。

臺(tái)賬管理：本模塊主要設(shè)置見(jiàn)煤點(diǎn)柱狀卡片、斷層資料綜合表、大中型構(gòu)造臺(tái)賬、斷層素描卡片等。

用戶管理：考慮到數(shù)據(jù)管理的安全性、可靠性設(shè)置用戶管理菜單，實(shí)行非管理員身份登錄的用戶只能查詢數(shù)據(jù)、提取數(shù)據(jù)與備份數(shù)據(jù)，同時(shí)不能管理用戶。

文件操作：主要設(shè)計(jì)打印設(shè)置、數(shù)據(jù)導(dǎo)入與數(shù)據(jù)導(dǎo)出。其中數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出是為重要數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)而設(shè)置。

幫助：為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的培訓(xùn)與更好地讓地質(zhì)工作人員使用地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)，同時(shí)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的幫助系統(tǒng)。

（2）測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)。

測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)依據(jù)棗莊礦業(yè)集團(tuán)的測(cè)量實(shí)際需要，主要設(shè)計(jì)有交會(huì)定點(diǎn)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢、日常報(bào)表、年度管理、其它管理和幫助7部分。

交會(huì)定點(diǎn)：主要包括兩點(diǎn)前方交會(huì)、三點(diǎn)前方交會(huì)、雙點(diǎn)交會(huì)、后方交會(huì)和測(cè)邊交會(huì)以及退出系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)管理：主要有貫通誤差預(yù)計(jì)、導(dǎo)線測(cè)量、羅盤測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、鋼尺測(cè)距邊長(zhǎng)改正、測(cè)距儀測(cè)距邊長(zhǎng)改正、全站儀測(cè)距邊長(zhǎng)改正。它們均具有數(shù)據(jù)的錄入、追加、插入、修改、保存、預(yù)覽和打印等功能。

數(shù)據(jù)查詢：主要是為方便用戶對(duì)已有的資料進(jìn)行檢索，其中包括計(jì)算臺(tái)賬、成果臺(tái)賬、鋼尺測(cè)距邊長(zhǎng)改正、測(cè)距儀測(cè)距邊長(zhǎng)改正、全站儀測(cè)距邊長(zhǎng)改正，按導(dǎo)線級(jí)別、初復(fù)測(cè)、水平、采區(qū)、工作面和工作地點(diǎn)來(lái)查詢。

日常報(bào)表：主要包括工程標(biāo)定解算、掘進(jìn)貫通通知單、井巷工程進(jìn)度統(tǒng)計(jì)表、貫通工程預(yù)報(bào)登記表、貫通工程完成情況統(tǒng)計(jì)表、中小型貫通測(cè)量方案設(shè)計(jì)表。

年度管理：包括探放水統(tǒng)計(jì)表、繪圖工作統(tǒng)計(jì)表等21個(gè)主要的報(bào)表。

其它管理：包括圖形分幅表、巷道層位、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)導(dǎo)出和用戶管理。

幫助：包括主題幫助、公司主頁(yè)、關(guān)于3項(xiàng)。

（3）水文數(shù)據(jù)庫(kù)管理信息子系統(tǒng)。

水文數(shù)據(jù)庫(kù)管理信息子系統(tǒng)主要有礦井涌水量、突水資料、長(zhǎng)觀孔水源井、抽水與水質(zhì)、防治水、其它管理、用戶管理和幫助。

礦井涌水量：包括測(cè)站觀測(cè)登錄表、礦井涌水量統(tǒng)計(jì)、涌水量動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)、分區(qū)涌水量統(tǒng)計(jì)、年度綜合統(tǒng)計(jì)以及退出。

突水資料：主要有突水資料和突水臺(tái)賬。

長(zhǎng)觀孔水源井：主要包括含水文觀測(cè)孔統(tǒng)計(jì)臺(tái)賬等5項(xiàng)的水源井資料和含鉆孔水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)成果臺(tái)賬等6項(xiàng)水源井觀測(cè)資料。

抽水與水質(zhì)：包括抽水試驗(yàn)成果、水質(zhì)分析成果臺(tái)賬和水質(zhì)分析檢驗(yàn)報(bào)告3項(xiàng)。

防治水：井下鉆探（探放水）資料臺(tái)賬、井下水文鉆孔、臨時(shí)水文地質(zhì)預(yù)報(bào)、水害分析預(yù)報(bào)和水害通知單。

其它管理：包括礦井名稱、河流初始化、水體初始化和氣象資料。

用戶管理：只有用戶管理1項(xiàng)。

幫助：有幫助和關(guān)于2項(xiàng)3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)