【iEicn.com编者按】 [摘要] 在对南水北调西线工程地质专业应用需求进行详尽分析的基础之上，将GIS技术、数据库技术与工程地质专业应用相结合，在确定了系统体系结构的基础上对系统的功能进行了界定和设计，并对空间、属性数据库表结构及其之间的关联机制进行了详细设计，从而为实现工程地质信息的管理维护、分析加工提供了良好支持。 近年来，相关部门和专家根据从长计议、统筹考虑、科学比选、周密计划的方针，深入开展南水北调工程规划、设计和论证工作，形成工程总体规划布局并提出东、中、西三条调水线路。南水北调西线工程是从长江上游干支流调水入黄河上游的跨流域调水重大工程，是补充黄河流域水资源不足、解决我国西北地区干旱缺水的重大战略措施，是支撑西部大开发和西北地区经济社会可持续发展的重大基础设施，也是我国南水北调战略格局的重要组成部分。1 需求分析 从黄委会**查勘通天河引水线路至今，南水北调西线工程地质工作已经持续了半个多世纪，积累了大量的历史资料、基础数据和研究成果。由于这些数据的存储方法落后、管理方式不合理，给数据传递、资料共享及相关专业之间业务配合造成困难，因此数据的种类、质量、完整性、标准化、有效性等都需要进一步的提高。本着先进实用、开放性、标准化、数据共享、可扩展和**可靠的原则建立工程地质专业的数据收集、处理、加工、分析、检索、输出、信息发布等功能的应用系统。 南水北调西线**期工程地质信息系统的基本功能需求包括：信息管理、多途径查询功能、多途径输出功能等，潜在需求主要包括专业图件绘制、分析计算、辅助决策支持及三维虚拟现实等功能。2 系统的总体设计 在对系统的功能、性能、数据等方面需求的详细分析的基础上，对系统的总体框架及体系结构进行了设计，系统采用了三层体系结构来构造，包括：应用层、中间层和数据层。应用层主要是指用户完成各项作业所用的客户端软件及应用服务系统，向用户提供数据管理，数据服务，数据发布，计算分析，文档管理以及系统维护等功能，是系统架构中的前端构件；中间层主要包括完成空间数据管理、空间数据发布、数据访问等功能的中间件；数据层构成了存储访问管理空间和非空间数据的关系数据库服务器，负责对工程地质专业的各类数据进行管理，并为各个功能需求提供数据支持。3 系统功能设计 系统的主要功能包括：数据管理、数据服务两部分内容。 数据管理功能主要提供对空间数据和属性数据的管理，包括数据的输入界面，数据的编辑、更新维护、有效性、完整性验证及数据的批量转换等功能。 数据服务的功能相对较多，主要依据实际需求进行设计，包括：空间及属性数据的查询检索、计算分析、信息发布、文档管理及系统维护等功能。查询检索功能通过查询条件对空间数据、属性数据进行查询检索，并可对查询结果进行统计分析，对结果进行可视化表达并输出。计算分析功能包括空间分析(如：集合分析、迭加分析、缓冲区分析等)和模型分析等。信息发布功能主要是指实现工程地质信息的网络共享、信息发布、远程管理维护等。文档管理功能对文档资料的进行登记、管理、查询、输出等。4 数据库设计 工程地质专业的数据内容采用GIS的表现机制可分为属性数据和空间数据两部分，并且二者之间是有机的联系的，空间实体具有各自的属性，属性数据是空间实体的属性。4.1表结构设计4.1.1表名、表体、字段标识符设计原则1 标识符 标识符是数据库标志系统的重要组成部分，是由表标识符和字段标识符组成。原则上采用英文缩写，并一律用小写。2 表标识符设计数据库表名的后部标识与字段名的标识符设计方法类同，均采用英文缩写。3 表体设计 数据库的表体由字段名、标识符、主键、有无空值等内容组成。4 字段标识符设计 属性数据库的表名(后部标识)部分及字段名的标识符全部由英文小写及数字组成，标识符的长度不超过10个字符。4.2 属性数据库设计 地质数据库主要包括以下八大类信息： (1)构造信息：褶皱信息，结构面信息(包括断层、节理等)等；(2)地震信息：地震加速度信息、地震动反应谱特征周期信息等；(3)地层特征：地质时代信息，地层岩性，区域标准地层信息等；(4)勘探信息：钻探信息，洞探信息，坑、槽探信息等；(5)试验信息：主要包括现场试验和室内试验等，现场试验有抽、压、注、渗水试验，标准贯入等；室内试验有岩/土的物理力学试验，水化学试验等；(6)物探信息：有电法、磁法、波速、重力异常、放射性等信息；(7)遥感信息：包括航片和卫片；(8)地质测绘信息：有野外地质点记录信息等。 根据工程地质专业本身的特点结合数据库设计原则对工程地质数据进行分类分析，并对工程地质专业进行实体分离，分析实体之间的关系从而形成了工程地质数据实体关系图(图3)。在此基础上对每一个实体及实体之间的关系进行定义，按照数据库设计的数据有效性、完整性原则从而得出工程地质数据库实体的列表。4.3空间数据库设计 遵循科学性、系统性、相对稳定性、标准化、通用性、完整性等原则依据现有的相关标准规程对工程地质空间数据进行图层划分。地质空间数据可分为基础地质图层、构造信息图层、地震信息图层、勘探工作图层等八类18个图层。 在空间数据和属性数据之间用共用字段建立关联，从而实现空间数据和属性数据之间的关联查询。5 结语 南水北调西线工程经历了长时间的勘察工作，积累了宝贵的资料，亟需**地推进工程地质信息化、数据标准化从而迅捷地完成数据检索、汇总、统计、分析等，以降低数据管理、使用成本和效率，降低工程技术人员的劳动强度，提高技术水平，本系统在需求分析的基础上进行了设计实现，为GIS技术与南水北调工程地质实践的结合进行了有益的尝试。
[关键词] 工程地质 GIS 南水北调西线