基于GIS的多源地学信息系统分析与设计
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摘要
随着地质工作的进一步深入，我们收集的各种地质、地球物理、地球化学和遥感等方面的专业资料越来越多，如何充分、合理地利用这些资源来解决有关的地质问题日显重要。为此，人们急需建立一种集地理、地质、地球物理、地球化学和遥感为一体的解释和决策系统——多源地学信息系统(Multi—Source Geological Information System)。由于地理信息系统(GIS)在解决有关的地理问题以及其应用方面已取得了重要成果，该系统的特点是它具有很强的数据管理和分析功能，因此将在建立MGIS的过程中发挥重要作用。本文在总结前人研究成果的基础上，运用软件工程的思想重点完成了MGIS的分析和设计任务，主要表现在以下几方面：
(1)首先回顾了国内外GIS在地学应用方面的发展现状，指出了现存应用GIS系统存在的问题，以及MGIS对GIS提出的新要求和GIS应用的发展趋势。
(2)分析了国内外现有GIS软件的优缺点，着重介绍了MAPGIS和SUPERMAP两种GIS软件的突出优点；比较了两种二次开发方式即单纯二次开发和集成二次开发；对集成二次开发中的基于组件式的二次开发过程和优势做了较详细阐述；针对MGIS数据输入、处理分析和输出以及GIS的性价比等方面提出了对GIS开发平台的要求；根据系统的特点选择了支持组件式开发的SUPERMAP作为平台，对它的组件构成、组件功能和特点做了介绍。
(3)由于MGIS内容复杂、系统庞大，本文只进行了MGIS的系统分析和设计，从数据类型、内容、结构和特点对多源地学数据做了最广泛和深入的论述，内容涉及所有地学学科；用结构化分析方法分析了各学科数据在MGIS中的处理过程；进行了系统的数据库设计、总体结构设计、界面设计和软硬件设计；提出了MGIS的数据组织方案、综合处理流程和系统构架图；以地球物理数据分析子系统为例来说明MGIS各个子系统的大致面貌。
(4)论述了系统开发中涉及到的一些关键技术问题，包括混合编程技术、地学模型库建立和第三方软件加载等问题；分析了系统开发的难点和发展前景，为系统的实际开发做了理论和可行性的分析。
本文为将来MGIS的实施和开发提供理论上的指导和开发途径。
With geologic prospecting deepenning furtherly, we collected more and more materials such as geology, geophysics, geochemistry and remote sensing etc. It shows more and more important that how to utilize these information resource to solve relational problems. So we urgently set up a whole explanation-decision-system which based on geology, geophysics, geochemistry and remote sensing research ,that is Multi-Source Geographic Information System(named MGIS). Because geographic information system(GIS) has very powerful functions on data managing and analysis, it must be exert crucial effect on foundation of MGIS.
This thesis has stressly finished the analysis and design of MGIS based on the father's research, the following are the main production:
(1) Review domestic and oversea current situation in GIS geoscience application study ; point out the existing problems of application GIS;Display new demand and the development trend of application GIS .
(2) Analysing domestic and oversea existing GIS softaware about its merits and fl -aws; Emphatically introduce the conspicuous merits of MAPGIS and SUPERMAP; Co -mpare two secondary-system-development way: single-secondary-development, integrate d-secondar-development; discuss secondary-development course and predominance detail -ed based on Component GIS(named COMGIS); bring forward the requirement of dev--elopment platform from data inputing, outputing, processing .analysing and capablity-c ost-ratio etc; Confirmed SUPERMAP as the system platform according to the system characteristics, and summarize its component structure,function and speciality.
(3) For the contents are so complicated ,and system is very magnificent, we emphasised expound the system analysis and design of MGIS extensively and deeply from data-type, content, structure and characteristic that involving almost all geoscience; Analyse all treatment course of datum in MGIS with dataflow chat ;Carry on data-library design .collectivity structure design, interface design, software and hardware design; organize scheme of source and process; flow, and overall Make Geophysics-Data-analysis-subsystem for example to display system framework of MGIS.
(4) Expound the key technological issue involved in system developing including mix -programming technology, mature software loading technology and geological model foundation; Analyse difficulties and foreground that system developing ;all of these make theory and feasibility analysis for actual implementation of MGIS.
This thesis offered the implement guide theoretic for MGIS development in future,and Propose the problem that must solve.
(1)首先回顾了国内外GIS在地学应用方面的发展现状，指出了现存应用GIS系统存在的问题，以及MGIS对GIS提出的新要求和GIS应用的发展趋势。
(2)分析了国内外现有GIS软件的优缺点，着重介绍了MAPGIS和SUPERMAP两种GIS软件的突出优点；比较了两种二次开发方式即单纯二次开发和集成二次开发；对集成二次开发中的基于组件式的二次开发过程和优势做了较详细阐述；针对MGIS数据输入、处理分析和输出以及GIS的性价比等方面提出了对GIS开发平台的要求；根据系统的特点选择了支持组件式开发的SUPERMAP作为平台，对它的组件构成、组件功能和特点做了介绍。
(3)由于MGIS内容复杂、系统庞大，本文只进行了MGIS的系统分析和设计，从数据类型、内容、结构和特点对多源地学数据做了最广泛和深入的论述，内容涉及所有地学学科；用结构化分析方法分析了各学科数据在MGIS中的处理过程；进行了系统的数据库设计、总体结构设计、界面设计和软硬件设计；提出了MGIS的数据组织方案、综合处理流程和系统构架图；以地球物理数据分析子系统为例来说明MGIS各个子系统的大致面貌。
(4)论述了系统开发中涉及到的一些关键技术问题，包括混合编程技术、地学模型库建立和第三方软件加载等问题；分析了系统开发的难点和发展前景，为系统的实际开发做了理论和可行性的分析。
本文为将来MGIS的实施和开发提供理论上的指导和开发途径。
With geologic prospecting deepenning furtherly, we collected more and more materials such as geology, geophysics, geochemistry and remote sensing etc. It shows more and more important that how to utilize these information resource to solve relational problems. So we urgently set up a whole explanation-decision-system which based on geology, geophysics, geochemistry and remote sensing research ,that is Multi-Source Geographic Information System(named MGIS). Because geographic information system(GIS) has very powerful functions on data managing and analysis, it must be exert crucial effect on foundation of MGIS.
This thesis has stressly finished the analysis and design of MGIS based on the father's research, the following are the main production:
(1) Review domestic and oversea current situation in GIS geoscience application study ; point out the existing problems of application GIS;Display new demand and the development trend of application GIS .
(2) Analysing domestic and oversea existing GIS softaware about its merits and fl -aws; Emphatically introduce the conspicuous merits of MAPGIS and SUPERMAP; Co -mpare two secondary-system-development way: single-secondary-development, integrate d-secondar-development; discuss secondary-development course and predominance detail -ed based on Component GIS(named COMGIS); bring forward the requirement of dev--elopment platform from data inputing, outputing, processing .analysing and capablity-c ost-ratio etc; Confirmed SUPERMAP as the system platform according to the system characteristics, and summarize its component structure,function and speciality.
(3) For the contents are so complicated ,and system is very magnificent, we emphasised expound the system analysis and design of MGIS extensively and deeply from data-type, content, structure and characteristic that involving almost all geoscience; Analyse all treatment course of datum in MGIS with dataflow chat ;Carry on data-library design .collectivity structure design, interface design, software and hardware design; organize scheme of source and process; flow, and overall Make Geophysics-Data-analysis-subsystem for example to display system framework of MGIS.
(4) Expound the key technological issue involved in system developing including mix -programming technology, mature software loading technology and geological model foundation; Analyse difficulties and foreground that system developing ;all of these make theory and feasibility analysis for actual implementation of MGIS.
This thesis offered the implement guide theoretic for MGIS development in future,and Propose the problem that must solve.
引文
[1]陈圣波、孙运生、周云轩，松辽盆地西部斜坡带三维非震油气勘探地理信息系统，吉林科学技术出版社，2001．6，第一版，P1
[2]郑贵洲，GIS在地质学中的应用，地球科学—中国地质大学学报．VOL23，NO4，P422
[3]肖克炎、张晓华、王四龙，矿产资源GIS评价系统，地质出版社，2000．3，第一版，
[4]王晓栋，GIS外壳开发的理论与实践，中国图象图形学报，1998．1，VOL3，NO1，P44
[5]叶德燎，GIS技术在石油勘探与开发过程中的应用，石油实验地质，1997．6，VOLl9，NO2，P180
[6]陈述鹏，地理信息系统导论，科学出版社，2000．5，第一版，P9
[7]李纪人，21世纪的新学科—地球信息科学，水利水电科技进展，1998．8，Vol18，NO．4，P2—5
[8]http: //www.mapgis.com.cn
[9]http://www.supermap.com.cn
[10]符海月，基于COMGIS的退耕还林还草项目评价信息系统研究，西北师范大学硕士学位论文，2002．6，P22
[11]http://www.gischina.com
[12]Supermap Deskpro用户手册
[13]吕红霞，基于组件式GIS的城市土地定级信息系统研究，南京师范大学硕士学位论文，2002．5，P18
[14]马智民、俞全宏，应用地理信息系统设计与实现，西安地图出版社，1996．7，第一版，P45
[15]马智民、张振飞，矿产勘查多源地学信息系统标准与规范的建立，长安大学，研究报告，编号(96—914—05—01)，P61
[16]邱冬生，湖南省国土资源地学数据库模型与数据融合技术应用研究，中南大学博士学位论文，2001．5，P3
[17]邓巍巍、王越男，Visual Fortran编程指南，人民邮电出版社，2000．5，第一版，P253
[18]罗云启、罗毅，数字化地理信息系统Mapinfo应用大全，北京希望电子出版社，2001．9，第一版，P590
[19]罗孝宽、郭绍雍，应用地球物理教程—重力 磁法，地质出版社，1991．5，第一版
[20]傅良愧，应用地球物理教程—电法 放射性 地热，地质出版社，1991．4，第一版
[21]何樵登、熊维刚，应用地球物理教程—地震勘探，地质出版社，1991．5，第一版
[22]张海藩，软件工程导论，清华大学出版社，1998．1，第三版
[23]吴钦藩，软件工程—原理、方法与应用，人民交通出版社，1997．9，第一版
[24]孙家抦、舒宁、关泽群，遥感原理、方法和应用，测绘出版社，1997．6，第一版
[25]许惠平、孙运生、周云轩等，中国大陆岩石圈地学断面地理信息系统的设计与实现，地质出版社，2000．11，第一版
[26]何生厚、毛锋，数字油田的理论、设计与实践，科学出版社，2001．6，第一版
[27]高峰霞、廖彬山，Visual Basic 6.0中文版提高与应用，电子工业出版社，1999．11
[28]李善茂、杜大鹏、刘国宏，Visual Basic 6.0高级编程技巧，电子工业出版社，1999．8，第一版
[29]阮天健、朱有光，地球化学找矿，地质出版社，1985．10，第一版
[30]夏邦栋，普通地质学，地质出版社，1984．5，第一版
[31]曹锦芳，信息系统分析与设计，北京航空航天大学出版社，1987．11，第一版
[32]赵震宇、刘国兴、于平，基于MAPGIS平台的中国地学断面数字化图形库的建立，吉林大学学报(地球科学版)，2002．7，VOL32，NO3
[33]吴红星、陈守余，GIS支持下的不规则单元划分及地质信息提取，物探化探计算技术，2002．2，VOL24，NO1
[34]潘继平、王华、甘甫平，基于GIS的石油勘探图形库系统分析和设计，地球科学—中国地质大学学报，2002．1，VOL27，NO1
[35]于长春、郭志宏、眭素文，航空物探领域的GIS开发与研究，物探化探计算技术，2003．2，VOL25，NO1
[36]李海泉、黄辉、宫元吉，用MAPGIS二次开发绘制物探电法原始数据图，黄金地质，2002．6，VOL8，NO2
[37]向运川，区域地球化学数据管理信息系统的实现技术，物探与化探，2002．6，VOL26，NO3
[38]O．雷蒙德，矿产勘查填图技术新进展在澳大利亚地质调查机构的应用—GIS，地质科技动态，1998，第二期
[39]L．威尔金森，用遥感和GIS编制地理地图的替代性方法：在加拿大西北地区邱吉尔构造区西部进行的一项试验研究，地质科技动态，1998，第二期
[40]赵庆英、李满环、杨卓，地理信息系统在建立1：20万自然重砂空间数据库中的应用，吉林地质，2002．12，VOL21，NO4
[41]丁淑霞、徐景祯、王永卓，地震勘探信息管理与部署系统研制，大庆石油地质与开发，2001．10，VOL20，NO5
[42]封基良、林炳星，Visual Fortran与Visual Basic混合编程，交通与计算机，2002．4，VOL20，NO4
[43]汤洪志、周华中、胡文平，VB与Visual Fortran混合语言编程及其在物探化探数值计算中的应用，物深化探计算技术，2002．2，VOL24，NO2
[44]蔡一兵、赵红宇，用DLL连接Delphi、VC++编制的不同程序，计算机系统应用，1999．8，VOL8
[45]宋关福、钟耳顺，组件式地理信息系统研究与开发，中国图形图像学报，1998．4，VOL3，NO4
[46]池顺都、赵鹏大、刘粤湘，应用GIS研究矿产资源潜力—以云南澜沧江流域为例，地球科学—中国地质大学学报，1999．9，VOL24，NO5
[2]郑贵洲，GIS在地质学中的应用，地球科学—中国地质大学学报．VOL23，NO4，P422
[3]肖克炎、张晓华、王四龙，矿产资源GIS评价系统，地质出版社，2000．3，第一版，
[4]王晓栋，GIS外壳开发的理论与实践，中国图象图形学报，1998．1，VOL3，NO1，P44
[5]叶德燎，GIS技术在石油勘探与开发过程中的应用，石油实验地质，1997．6，VOLl9，NO2，P180
[6]陈述鹏，地理信息系统导论，科学出版社，2000．5，第一版，P9
[7]李纪人，21世纪的新学科—地球信息科学，水利水电科技进展，1998．8，Vol18，NO．4，P2—5
[8]http: //www.mapgis.com.cn
[9]http://www.supermap.com.cn
[10]符海月，基于COMGIS的退耕还林还草项目评价信息系统研究，西北师范大学硕士学位论文，2002．6，P22
[11]http://www.gischina.com
[12]Supermap Deskpro用户手册
[13]吕红霞，基于组件式GIS的城市土地定级信息系统研究，南京师范大学硕士学位论文，2002．5，P18
[14]马智民、俞全宏，应用地理信息系统设计与实现，西安地图出版社，1996．7，第一版，P45
[15]马智民、张振飞，矿产勘查多源地学信息系统标准与规范的建立，长安大学，研究报告，编号(96—914—05—01)，P61
[16]邱冬生，湖南省国土资源地学数据库模型与数据融合技术应用研究，中南大学博士学位论文，2001．5，P3
[17]邓巍巍、王越男，Visual Fortran编程指南，人民邮电出版社，2000．5，第一版，P253
[18]罗云启、罗毅，数字化地理信息系统Mapinfo应用大全，北京希望电子出版社，2001．9，第一版，P590
[19]罗孝宽、郭绍雍，应用地球物理教程—重力 磁法，地质出版社，1991．5，第一版
[20]傅良愧，应用地球物理教程—电法 放射性 地热，地质出版社，1991．4，第一版
[21]何樵登、熊维刚，应用地球物理教程—地震勘探，地质出版社，1991．5，第一版
[22]张海藩，软件工程导论，清华大学出版社，1998．1，第三版
[23]吴钦藩，软件工程—原理、方法与应用，人民交通出版社，1997．9，第一版
[24]孙家抦、舒宁、关泽群，遥感原理、方法和应用，测绘出版社，1997．6，第一版
[25]许惠平、孙运生、周云轩等，中国大陆岩石圈地学断面地理信息系统的设计与实现，地质出版社，2000．11，第一版
[26]何生厚、毛锋，数字油田的理论、设计与实践，科学出版社，2001．6，第一版
[27]高峰霞、廖彬山，Visual Basic 6.0中文版提高与应用，电子工业出版社，1999．11
[28]李善茂、杜大鹏、刘国宏，Visual Basic 6.0高级编程技巧，电子工业出版社，1999．8，第一版
[29]阮天健、朱有光，地球化学找矿，地质出版社，1985．10，第一版
[30]夏邦栋，普通地质学，地质出版社，1984．5，第一版
[31]曹锦芳，信息系统分析与设计，北京航空航天大学出版社，1987．11，第一版
[32]赵震宇、刘国兴、于平，基于MAPGIS平台的中国地学断面数字化图形库的建立，吉林大学学报(地球科学版)，2002．7，VOL32，NO3
[33]吴红星、陈守余，GIS支持下的不规则单元划分及地质信息提取，物探化探计算技术，2002．2，VOL24，NO1
[34]潘继平、王华、甘甫平，基于GIS的石油勘探图形库系统分析和设计，地球科学—中国地质大学学报，2002．1，VOL27，NO1
[35]于长春、郭志宏、眭素文，航空物探领域的GIS开发与研究，物探化探计算技术，2003．2，VOL25，NO1
[36]李海泉、黄辉、宫元吉，用MAPGIS二次开发绘制物探电法原始数据图，黄金地质，2002．6，VOL8，NO2
[37]向运川，区域地球化学数据管理信息系统的实现技术，物探与化探，2002．6，VOL26，NO3
[38]O．雷蒙德，矿产勘查填图技术新进展在澳大利亚地质调查机构的应用—GIS，地质科技动态，1998，第二期
[39]L．威尔金森，用遥感和GIS编制地理地图的替代性方法：在加拿大西北地区邱吉尔构造区西部进行的一项试验研究，地质科技动态，1998，第二期
[40]赵庆英、李满环、杨卓，地理信息系统在建立1：20万自然重砂空间数据库中的应用，吉林地质，2002．12，VOL21，NO4
[41]丁淑霞、徐景祯、王永卓，地震勘探信息管理与部署系统研制，大庆石油地质与开发，2001．10，VOL20，NO5
[42]封基良、林炳星，Visual Fortran与Visual Basic混合编程，交通与计算机，2002．4，VOL20，NO4
[43]汤洪志、周华中、胡文平，VB与Visual Fortran混合语言编程及其在物探化探数值计算中的应用，物深化探计算技术，2002．2，VOL24，NO2
[44]蔡一兵、赵红宇，用DLL连接Delphi、VC++编制的不同程序，计算机系统应用，1999．8，VOL8
[45]宋关福、钟耳顺，组件式地理信息系统研究与开发，中国图形图像学报，1998．4，VOL3，NO4
[46]池顺都、赵鹏大、刘粤湘，应用GIS研究矿产资源潜力—以云南澜沧江流域为例，地球科学—中国地质大学学报，1999．9，VOL24，NO5