基于互聯(lián)網(wǎng)+手持終端勘察鉆探地質(zhì)編錄系統(tǒng)研發(fā)的探討

林少忠

(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510507)

1 勘察鉆探地質(zhì)勘察編錄及數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

(1)勘察鉆探地質(zhì)編錄器具多且攜帶不便，主要包括編錄板、編錄表、照相牌、相機(jī)及相關(guān)文具等；

(2)勘察鉆探地質(zhì)編錄及內(nèi)業(yè)整理工作量大、效率低，據(jù)統(tǒng)計單孔編錄時間可達(dá)20～30 min，若遇巖土性復(fù)雜情況則時間更長；其次，野外編錄完成后，室內(nèi)資料整理還需完成照片整理、數(shù)據(jù)錄入、核對、復(fù)核成圖，內(nèi)業(yè)時間往往比外業(yè)編錄所花費(fèi)的時間還多；

(3)現(xiàn)階段由于各勘察單位勘察隊伍良莠不齊，專業(yè)技術(shù)人員水平不一，勘察鉆探地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)欠缺統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，直接表現(xiàn)為分層描述的冗余或者遺漏；

(4)內(nèi)外業(yè)脫節(jié)，數(shù)據(jù)錄入及繪圖的過程由于各種主客觀原因(如字跡不清、錯字、漏字)造成地質(zhì)成果存在完整性、準(zhǔn)確性及時效性問題；

(5)存在數(shù)據(jù)庫的兼容問題，單位、行業(yè)不同，采用勘察軟件各異，各個專業(yè)軟件均建立了符合自身特點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫，各種數(shù)據(jù)庫之間的轉(zhuǎn)換是一個問題；

(6)存在數(shù)據(jù)的傳輸存儲問題，傳統(tǒng)方法下的勘察鉆探地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)未能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸，實(shí)現(xiàn)資源共享、實(shí)時追蹤。同時各項目數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)集成管理，基本上各個項目進(jìn)行獨(dú)立的數(shù)據(jù)管理，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)外網(wǎng)的共享服務(wù)，不能為用戶提供鉆孔信息的瀏覽查詢等服務(wù)，資料的利用率極低。

2 新系統(tǒng)開發(fā)實(shí)施方案探討

2.1 研究內(nèi)容

基于互聯(lián)網(wǎng)+手持終端勘察鉆探地質(zhì)編錄系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，深入研究各行業(yè)勘察的特點(diǎn)和要求，分析鉆探工作流程，實(shí)現(xiàn)勘察鉆探地質(zhì)編錄高效、快捷。同時通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸，實(shí)現(xiàn)資源共享、實(shí)時追蹤，然后與國內(nèi)主要地質(zhì)勘察軟件相配套，并最終實(shí)現(xiàn)地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)的采集、管理、分析處理及輸出成圖電子化。對數(shù)據(jù)集成管理，利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)，建立服務(wù)器，通過數(shù)據(jù)服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)外網(wǎng)的共享服務(wù)，并為用戶提供鉆孔信息的瀏覽查詢等服務(wù)。

(1)系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的選擇：包括開發(fā)工具的選擇、數(shù)據(jù)庫的選擇、手持終端的選擇等。

開發(fā)工具：Eclipse。Eclipse主要用來Java語言開發(fā)，通過安裝不同的插件Eclipse可以支持不同的計算機(jī)語言。

開發(fā)語言：Android Java開發(fā)環(huán)境。Java是功能完善的通用程序設(shè)計語言，具有通用性、高效性、平臺移植性和安全性。

操作系統(tǒng)：Android。這種系統(tǒng)具有通用性，便于開發(fā)的軟件在不同的移動終端的廣泛應(yīng)用。

數(shù)據(jù)庫可采用Access數(shù)據(jù)庫文件，mdb作為Access數(shù)據(jù)庫的一種文件儲存格式廣泛應(yīng)用于理正、CAGD等勘察軟件中。

手持終端可選擇輕便通用、運(yùn)行速度較快、內(nèi)存較大的、像素高的平板電腦或者手機(jī)，操作系統(tǒng)為Android系統(tǒng)。

(2)軟件設(shè)計：包括界面及軟件功能模塊的設(shè)計，具體到多媒體數(shù)據(jù)包括文本、圖像甚至是聲音文件的存取方法(表1)。

表1 軟件界面設(shè)計及功能區(qū)域劃分表

2.2 編錄流程

外業(yè)開始前在云端建立項目，導(dǎo)入相應(yīng)的鉆孔基本數(shù)據(jù)(包括鉆孔編號、里程樁號、鉆孔性質(zhì)等)，外業(yè)開始時通過網(wǎng)絡(luò)在手持終端下載基本數(shù)據(jù)，鉆孔編錄時選取相應(yīng)鉆孔進(jìn)入編錄操作界面，進(jìn)行地層描述、原位測試、樣品采取的記錄及相關(guān)照片拍攝工作，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)庫到云端，內(nèi)業(yè)人員可直接通過云端獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、地質(zhì)出圖及報告編制工作?；诨ヂ?lián)網(wǎng)+手持終端勘探鉆探地質(zhì)編錄流程圖如圖1。

圖1 基于互聯(lián)網(wǎng)+手持終端勘察鉆探地質(zhì)編錄流程圖

2.3 需要解決的關(guān)鍵問題

(1)解決勘察鉆探地質(zhì)編錄設(shè)備一體化、輕便化問題。選擇適宜的電子設(shè)備，根據(jù)實(shí)際需要加以必要改進(jìn)，成為一種可手持操作的編錄一體機(jī)，具備功能齊全、性能穩(wěn)定、操作簡便的特點(diǎn)。

(2)解決勘察鉆探地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)的快速采集問題。開發(fā)出適宜勘察特點(diǎn)和要求的鉆探地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)采集軟件，該軟件需具備界面簡潔美觀、操作簡單快捷的特點(diǎn)。

(3)解決各專業(yè)軟件的數(shù)據(jù)庫兼容及快速準(zhǔn)確成圖問題。解決與國內(nèi)主流地質(zhì)勘察軟件的兼容性問題，使野外采集形成的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫均可相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)直接導(dǎo)入相應(yīng)的勘察軟件，一鍵成圖。

(4)解決數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸問題。研發(fā)數(shù)據(jù)交換模塊，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時傳輸，實(shí)現(xiàn)資源實(shí)時共享、實(shí)時追蹤問題，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。便攜移動終端在野外采用無線通訊技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)高速連接，實(shí)現(xiàn)移動終端與總部服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫的實(shí)時更新與同步。

(5)解決數(shù)據(jù)集中存儲管理及內(nèi)外網(wǎng)的共享問題。選擇并建立服務(wù)器，建立數(shù)據(jù)總庫，實(shí)現(xiàn)項目數(shù)據(jù)集成管理，避免數(shù)據(jù)丟失，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)外網(wǎng)的共享服務(wù)，并為用戶提供鉆孔信息的瀏覽查詢等服務(wù)。

2.4 新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的總體技術(shù)路線

(1)收集資料，廣泛調(diào)研。完全掌握現(xiàn)階段國內(nèi)外相關(guān)科研成果，深入了解現(xiàn)階段各行業(yè)勘察鉆探地質(zhì)編錄的現(xiàn)狀及需求。

(2)理論分析及技術(shù)準(zhǔn)備。根據(jù)已有成熟的電子計算機(jī)理論及技術(shù)手段，確定本課題研究的理論依據(jù)與技術(shù)基礎(chǔ)。

(3)系統(tǒng)研發(fā)與實(shí)際應(yīng)用。系統(tǒng)研發(fā)包括硬件的選擇和軟件的開發(fā)，這是本課題研究的主要工作，將嚴(yán)格遵循系統(tǒng)開發(fā)流程(概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、編碼、測試、系統(tǒng)交付)進(jìn)行。系統(tǒng)研發(fā)完成后依托具體項目進(jìn)行試用。

(4)調(diào)試、完善、定型。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中反饋的信息進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，并不斷改進(jìn)完善，最終打包完成軟件設(shè)計工作。

3 結(jié)語

截至目前，國內(nèi)礦產(chǎn)、水利、鐵道等部門對工程地質(zhì)勘察鉆探編錄自動化進(jìn)行了一些研究和探索，并取得了一定的成果，而國外現(xiàn)階段仍未查到開展相關(guān)研究的記錄?？梢灶A(yù)想，將來該系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn)應(yīng)用將全面改變勘察鉆探地質(zhì)編錄傳統(tǒng)的工作方式，提高效率和質(zhì)量，促進(jìn)工程地質(zhì)專業(yè)信息化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，增強(qiáng)工程勘察單位市場競爭力，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用前景。