钻孔数据转换与分析系统的设计与实现

论文摘要

这套应用GIS相关技术分析与管理钻孔数据的系统是为一个实际存在的采矿项目开发的,是为其进行可行性分析工作的一个组成部分。系统开发的目标是帮助地质学家、采矿工程师管理工程数据,为他们提供一个新的数据分析途径,从而从种类繁多、数量巨大的原始数据中提取有价值的信息,做出正确决策或设计。任何采矿项目在付诸生产之前都要经历详细的勘探过程,而钻孔是勘探阶段最基本、最可靠的手段,钻孔数据是一切后续分析工作的基石。通常,与钻孔相关的数据都是具有三维空间特性的文本格式点数据,有些专门设计的采矿软件可以分析、管理这些数据,但一般非常昂贵,且没有一种在市场上占据绝对主导地位。与此相反,GIS系统享有广泛的用户群并具有能够管理空间数据的特点,因此,本文将探讨应用GIS提供的线性参照与动态分割技术进行钻孔数据分析与管理的可行性。这种技术适用于分析具有线性特征的事物,而钻孔轨迹同样具有线性特征,因此在技术上具有可行性。在本系统中,钻孔数据以及由钻孔数据转换而来的数据都将保存在Geodatabase中,其中,钻孔原始数据作为dBASE表保存,而由原始数据转换而来的要素类将保存在一个具有预定义空间参照的数据集中。数据库的设计基于一个由ESRI提供的面向地质数据管理的抽象数据模型,但修改了某些表的定义以适应本系统的需要。为了将文本数据转换为要素类,本系统提供一个数据转换工具。该工具应用基于COM的ArcObject组件库,将点格式数据转换为线类型要素类,要素类中的每一条Polyline代表一条钻孔轨迹。之后,用户可以在不改变钻孔轨迹几何外形的情况下,利用线性参照与动态分割技术生成描述属性沿轨迹变化情况的图形化形式-路由事件要素类。系统提供的另一个实用功能是可以对钻孔数据进行统计分析,从而生成描述数据在某一深度/海拔分布的平面。此外,系统还可以将以文本或CAD格式存在的地形数据转换为TIN。将TIN与任意多个处在不同深度的平面叠加显示在3D Analyst中,可以使用户得到数据三维分布视图。数据转换工具将为每个保存在数据库中的要素类生成一个层文件,以便用户在不需了解数据库的结构的同时利用ArcMap或ArcScene显示要素类数据。本文分析了系统开发的背景和国内外GIS在采矿领域的发展现状,描述和分析了钻孔分析与管理系统的系统需求;提出了系统需要解决的主要问题;概要描述了系统的架构设计、整体情况,详细描述了系统的数据库设计、代码设计、实现与测试情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 系统开发背景
• 1.2 国内外研究技术开发状况
• 1.3 解决的主要问题
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 需求分析
• 2.1 用户需求描述
• 2.2 系统需求获取模式
• 2.3 系统需求问题描述
• 2.3.1 系统功能性需求
• 2.3.2 系统非功能性需求
• 第3章 系统架构设计
• 3.1 系统设计目标和原则
• 3.2 系统架构
• 3.2.1 总体结构
• 3.2.2 软件结构
• 3.2.3 数据库结构
• 第4章 系统详细设计
• 4.1 系统建模
• 4.2 系统数据库设计
• 4.3 线性参照系统设计
• 4.3.1 线性参照数据模型
• 4.3.2 拓扑
• 第5章 系统实现与测试
• 5.1 程序实现
• 5.1.1 获取ArcGIS许可证
• 5.1.2 创建数据库（Geodatabase）
• 5.1.3 创建要素数据集（Feature Dataset）
• 5.1.4 创建钻孔轨迹要素类
• 5.1.5 创建路由事件要素类
• 5.1.6 创建拓扑要素类
• 5.1.7 创建TIN
• 5.1.8 统计分析
• 5.2 系统测试
• 第6章 结论
• 附1:用于创建钻孔轨迹要素类的代码
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表