基于ArcSDE的矿产资源信息管理方法与前瞻

O 引言

矿产资源是不可再生的资源，从工业化大规模开采至今，如何对其进行有效开发利用与管理一直是非常重要的课题。为此，国内外的学者对矿产资源管理进行了多方面的研究，提出依靠先进的计算机、地理信息系统等现代信息技术以改变传统的矿产资源管理落后的现状。

当前矿产资源信息系统存在多方面的问题，主要有：1)由于受早期的管理信息系统(MIS)建设的影响，认为资源信息系统类同于管理信息系统，缺少空间数据的管理能力;2)既使引入GIS技术也只是从制图系统的角度出发，缺乏必要的空间分析、预测能力;3)以现存的地理信息系统平台为基础，利用其本身的开发语言(如Maplnfo公司的MapBasic和ARC/INF0公司的AML等)进行开发。这些应用系统效率低下，不尽人意，且在接口设计上相对单一，难于发挥GIS管理空间和属性数据的作用，满足不了资源管理者的需要。

鉴于目前的研究现状及存在的问题，本文提出通过对数据的合理分类，建立全关系型的空间数据库，以此为基础实现对矿产资源进行有效的管理。并以ArcSDE + sqlServer实现空间数据库的建立，以ArcEngine+C#高级编程语言进行矿产资源管理系统的二次开发，探讨一种基于GIS的矿产资源管理模式，从而达到对矿产资源信息管理的目的。

1数据分类组织与空间数据库的建立

1.1数据组织

GIS处理的数据分为[1]：1)与空间位置、空间关系有关的数据，称为空间数据;2)空间实体的属性信息，称为属性数据。把GIS技术应用到矿产资源管理中，需要对数据进行合理的分类使之能被GIS处理。根据行政区一矿一层分类原则并结合矿山开发的特点，将要素分为不同的图层，然后根据需要再在各级图层上划分子层，具体各层包含的信息为：1)土地利用现状层：建筑物、农用地、林地、道路、水域、塌陷区、复垦区、复垦类型、挖损土地、废矸压占土地、各种点状要素以及要素符号和注记等;2)资源贮存与储量层：储量块段、储量、基础储量、保有量、损失量、钻孔，以及要素符号和注记等;3)地质条件层：煤层、岩层、断层、陷落柱、井田边界、符号与注记等;4)开采现状层：采掘面、所在矿层、煤巷、岩巷、矿柱宽度与回收计划、拟注销储量块段、符号与注记等;5)开发规划层：采空区、计划开采区域、保护煤柱、符号与注记等。

每一图层上的要素都按照点、线、面和辅助层的方式来组织，然后通过对具有不同特征的要素运用不同的线型、填充颜色、符号等方式加以区别。

1.2空间数据库设计

空间数据库是GIS系统中最基础的部分，对应于GIS处理的数据，其有两部分：1)存储空间数据;2)存储属性数据。在以往的应用系统中，通常将这两类数据分别存储，利用关系型数据库存储属性数据，而将空间数据保持原有的文件结构不变。通过在空间数据文件和关系数据库的属性数据中建立关联为基础来构建应用系统。随着GIS应用的发展，空间数据的文件管理模式在实现数据共享、网络通信、并发控制及数据的安全恢复机制方面出现了难以解决的问题[2]。

鉴于传统GIS数据存储方式的缺陷，本文利用空间与属性数据全关系型数据库的管理方式来构建空间数据库。在GeoDatabase数据模型的基础上，以ArcSDE+sqIServer2000实现矿产资源的空间数据库。GeoDatabase是一种新型的面向对象的数据模型，它使GIS数据集中的特征更加智能化，使物理数据模型与其逻辑数据模型更接近。 ArcSDE是一种空间数据引擎。其主要功能就是在关系数据库与GIS之间充当一个应用网关，充分把GIS和关系数据库集成起来[3]，从而实现空间与属性数据的无缝集成和一体化存储管理。

在上述矿产资源数据分类的基础上，对数据进一步细化，构建出GeoDatabase数据模型(图1)。

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2矿产资源管理信息系统总体设计

2.1 系统设计目的与功能

矿产资源管理涉及经济、社会、资源、环境等诸多方面，是一个开放的复杂系统。矿产资源开发利用过程也是一个不断追求完善的过程。由于国内外矿产资源储量、市场供需和矿山企业的生产状况在不断变化、矿山生态环境在不断演替及系统与外部环境不断进行物质、能量、信息的交流，因而需要通过监测与评价，及时将矿产资源开发利用状态和外部社会环境信息通过正反馈回路反馈给矿产资源开发利用决策者，提供空间决策支持系统，以便根据矿产资源开发利用状况及外部变化情况调整政策、修改法规或不当的决策，提高矿产资源安全的目标，是建立矿产资源管理信息系统的目的。

基于上述因素，从管理、决策和技术人员收集、处理数据的角度考虑，主要设计的功能模块见图2。

2.2系统技术体系

通过对矿产资源管理系统运行机制的分析，要使用单一的技术手段对矿产资源的供求、开发利用、回采率、损失率、贫化率、矿山生态环境及矿山安全生产条件等信息进行获取、处理、分析及管理十分困难。为此.在系统设计时充分考虑以现代先进的空间信息技术(“3S”技术)作为技术支持。矿产资源管理信息系统技术体系如图3所示。

3系统实现的关键技术

整个系统基于AreGIS为平台，以SqlServer为基础数据库，使用AreEngine、AreSDE结合C#进行开发。

3.1 ArcEngine技术

ArcEngine是ESRI公司最新推出的产品，是一个创建定制的GIS桌面应用程序的开发产品。它包括构建ArcGIS产品AreView、AreEditor、Arclnfo和AreGIS Server的所有核心组件[4]。该产品为开发人员提供了一种新的部署策略和资源，它是由一组核心AreObjeets包组成，其对象是与平台无关的，能够在各种编程接口中调用(如C++、 Delphi、C#等)，开发人员能够通过它提供强大的工具构建定制的GIS和制图。AreGIS Engine既适合构建基本的制图，也可以构建高级的GIS。

由于ArcEngine的平台是无关性极其强大的工具包，不仅使系统可以脱离ArcGIS的平台，大大减少了软件的购置费用，成为有独立界面版本的应用程序，并减轻了开发的难度，提高了开发的效率。

C#(C sharp)是C和C++语言家族中__种面向组件的编程语言，它从C和C++派生而来，是一种使用简便、面向对象、类型安全的现代编程语言，是专门针对.NET平台设计的语言。使用C#与ArcEngine相结合，使系统的稳定性和扩展性大幅提高，并且减轻了开发难度，缩短了开发的周期。

3.3空间数据库的连接

在前文中已经阐述系统与sqIServer的图形数据的连接是通过AreSDE完成的。在具体的实现中，主要以 IpropertySet的接口来完成。通过设置IpropertySet的 AreSDE的服务器、数据库名称、用户名、实例名称、版本号等连接数据库。具体的程序段如下：

4结语

建立高效的基于GIS矿产资源管理信息系统是目前矿山管理的迫切需求。本文在分析了当前矿产资源管理方式和技术手段的基础上，充分利用了GIS对空间数据强大的管理和分析能力，以空间数据库为基础，根据资源管理的体制结构设计，实现了矿产资源管理信息系统，取得了良好的效果。