一句话来讲就是将用户的需求变成带有各种关系的表，以及其它的数据库结构，然后供编程使用
具体如下：
按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段
（1）需求分析。
（2）概念设计。
（3）逻辑设计。
（4）物理设计。
（5）数据库实施。
（6）数据库运行和维护。
5．1．1 需求分析阶段
进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求，包括数据与处理需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗时的一步。作为“地基”的需求分析是否做得充分与准确，决定了在其上构建“数据库大厦”的速度与质量。需求分析做得不好，可能会导致整个数据库重新设计，因此，务必引起高度重视。
5．1．2 概念模型设计阶段
在概念设计阶段，设计人员仅从用户角度看待数据及其处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，也称为“组织模式”。概念模式能充分反映现实世界中实体间的联系，又是各种基本数据模型的共同基础，易于向关系模型转换。这样做有以下好处：
（1）数据库设计各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度得到降低，便于组织管理。
（2）概念模式不受特定DBMS的限制，也独立于存储安排，因而比逻辑设计得到的模式更为稳定。
（3）概念模式不含具体的DBMS所附加的技术细节，更容易为用户所理解，因而能准确地反映用户的信息需求。
概念模型设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段即将所设计的对象抽象出E-R模型；如采用用户视图法，则应设计出不同的用户视图。
5．1．3 逻辑模型设计阶段
逻辑模型设计阶段的任务是将概念模型设计阶段得到的基本E-R图，转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段就是将所设计的E-R模型转换为某个DBMS所支持的数据模型；如采用用户视图法，则应进行表的规范化，列出所有的关键字以及用数据结构图描述表集合中的约束与联系，汇总各用户视图的设计结果，将所有的用户视图合成一个复杂的数据库系统。
5．1．4 数据库物理设计阶段
数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。显然，数据库的物理设计完全依赖于给定的硬件环境和数据库产品。在关系模型系统中，物理设计比较简单一些，因为文件形式是单记录类型文件，仅包含索引机制、空间大小、块的大小等内容。
物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计：
（1）存储记录结构设计：包括记录的组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。
（2） 确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记录聚簇（cluster）”技术能满足这个要求。
（3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。
（4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。
（5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。
数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构，包括存储结构和存取方法。
5．1．5 数据库实施阶段
根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系统上建立起实际数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程称为数据库的实施阶段。实施阶段主要有三项工作。
（1）建立实际数据库结构。对描述逻辑设计和物理设计结果的程序即“源模式”，经DBMS编译成目标模式并执行后，便建立了实际的数据库结构。
（2）装入试验数据对应用程序进行调试。试验数据可以是实际数据，也可由手工生成或用随机数发生器生成。应使测试数据尽可能覆盖现实世界的各种情况。
（3）装入实际数据，进入试运行状态。测量系统的性能指标，是否符合设计目标。如果不符，则返回到前面，修改数据库的物理模型设计甚至逻辑模型设计。
5．1．6 数据库运行和维护阶段
数据库系统正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始。运行维护阶段的主要任务有四项：
（1）维护数据库的安全性与完整性：检查系统安全性是否受到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与备份，发生故障后及时恢复。
（2）监测并改善数据库运行性能：对数据库的存储空间状况及响应时间进行分析评价，结合用户反应确定改进措施。
（3）根据用户要求对数据库现有功能进行扩充。
（4）及时改正运行中发现的系统错误。
王刚龙 李绍荣 陈泓君 曾繁彩
（广州海洋地质调查局，广州，510760）
第一作者简介：王刚龙，男，1971年生，物探工程师，1995年毕业于长春地质学院电子仪器系电子仪器与测量专业，主要从事信息管理及信息研究工作。
摘要 “海洋油气资源调查与评价数据库”是以海洋油气资源调查工作为基础，汇集大量海洋地质调查和油气资源评价成果资料，综合利用计算机、地理信息系统（GIS）、数据库及网上发布等技术建设而成的，是一个为国家海洋矿产资源战略决策、为海洋经济建设、为今后的海洋地质调查和科研项目及可持续发展提供全面、准确基础资料和决策依据的专业化信息管理系统。文中重点介绍了系统数据库的建设及系统功能的开发的思路。
关键词 油气资源 GIS 海洋勘查 数据库 网上发布
1 意义
我国海域蕴藏着丰富的油气资源。数十年来，我国在海域油气资源调查方面，取得了大量的海洋地质调查成果资料和油气资源评价资料，这些资料凝结着广大科技工作者的劳动结晶。以寻找海洋油气资源为目的的海洋地质调查工作投入高昂，从海上资料和数据采集到陆上资料处理、解释、研究，直至编写成果报告、编制成果图件，各个环节都要投入大量人力、物力、设备和资金。应用先进的信息技术建立海上油气地质调查资料与资源评价数据库系统，将会提高我国的海洋地质调查资料管理和服务水平，使海洋地质调查和资源评价资料更好地为国家海洋矿产资源战略决策、为国家经济建设、为今后的海洋地质调查和科研项目服务。
2 系统设计
本系统的目标是应用数据库技术、网络技术、地理信息系统技术开发一套技术上较先进的数据库应用系统，将油气资源及评价相关的数据和调查资料进行管理，综合应用多项技术，实现资料全文、电子图件、各种媒体资料的网上浏览、查询和统计分析。满足海洋油气地质调查资料和资源评价数据管理的需要和从事海洋油气地质调查和科研人员利用资料的需要。
2.1 数据库设计及建设
针对海洋油气地质调查成果的资料形式，建立一个适用于海洋地质资料管理和利用的数据库系统。建库工作包括数据库设计、资料档案目录数据、成果报告全文电子文件、成果报告附图扫描图片电子文件、资源评价数据的整理、录入。
2.2 应用软件开发
要实现的系统基本功能包括：资料目录数据和全文内容电子文件的录入、编辑修改、资料归档管理、资料借阅管理、资料目录报表输出、目录输出、图像显示和输出、电子版图件和文字资料下载、远程资料查询和传送、网络环境下客户端浏览器的电子地图、全文、声像文件的显示/播放和 *** 作、数据库文件备份等。
软件开发工作包括三套应用软件：①“地质资料管理系统”，使用者为资料管理人员；②“资源评价数据管理系统”，使用者为油气资源评价数据收集和录入人员；③“地质资料查询系统”，供普通科技人员通过Intranet/Internet网浏览查询资料全文、电子图件和目录数据内容。以上三个应用系统均使用同一个数据库系统，前二者对数据维护，后者从数据库读取数据。
2.3 系统集成工作
实现服务器和客户机的连接和组网；后台数据库服务器与客户端的连接；原有资料目录数据导入处理；新数据录入加载；WEB站点的建立；MapGis-IMS互联网地图服务器的安装建立和矢量图形数据的整理加载，信息系统开发的三个应用软件与上述各系统的整合。
3 系统总体结构
从逻辑上看，整个系统由“地质资料管理系统”、“资源评价数据管理系统”、“地质资料查询系统”三个应用系统和后台的数据库系统4个部分组成（图1），其中“地质资料查询系统”又由WEB服务器、MapGis-IMS互联网地图服务服务器、服务器端脚本程序以及0040数据库接口、ODBC数据库接口、MapGis数据库引擎等多个软件部件组成。
3.1 C/S结构应用软件
“地质资料管理系统”和“资源评价数据管理系统”，仅限于资料管理员和数据维护人员使用，为提高系统安全，采用C/S结构。选用Power Builder集成开发环境作为C/S应用软件的开发工具。Power Builder是专用于开发数据库应用软件的工具，具备支持ORACLE等大型数据库平台的接口，提供特色的数据窗口控件，把常用的数据库 *** 作封装在数据窗口控件中，提供开发语言Power Script，是开发数据库应用软件的高产开发工具。
3.2 B/S结构应用软件
“地质资料查询系统”面向所有普通用户，要求不需要学习就能让用户使用，因此该应用软件结构采用B/S结构。“地质资料查询系统”涉及几项工作，分别选用的如下：
（1）微软公司的IIS5.0（Internet Information Server），在WEB服务器上建立网站。
（2）WEB应用软件，由于WEB应用软件的开发工具非常多，在应用软件开发中使用了多种技术和方法，包括：①语言：HTML、ASP、VB Script、Jscript、Action Script等；②数据接口：（）DBC接口，004（）接口；③开发工具：InterDev、Flash等。
（3）我国中地公司的MapGis-IMS互联网地图服务器实现电子地图浏览。
图1 系统总体结构
Fig.1 System construction chart
4 系统数据库设计
本系统的数据主要是地质资料，包括地勘项目或科研项目完成后以成果报告和图件形式提交的资料，及在项目进行中产生的各种文件材料以及与资料或档案材料内容一致的电子文件。
4.1 从应用系统的数据管理来看，三个应用系统分别管理三类数据
（1）地质资料数据
由“地质资料管理系统”维护的资料目录、报告全文以及各种多媒体的电子文件数据。
1）目录数据：成果报告、档案、图件等实体的目录数据，是描述这些实体属性特征的数据。例如成果报告的名称、编者、提交单位等。
2）文字材料的全文：成果报告、审核类文字材料（如评审意见书）的内容，在计算机中以电子文件形式存储，按照“国土资源部成果地质资料电子文件汇交格式（SZ1999002-2001）”的规定，要以WORD软件的.DOC文件格式存储。
3）多媒体资料的电子文件：包括声音、图像、视频、动画、幻灯片等电子文件。
（2）油气资源评价数据
与油气资源评价相关事物的属性数据，包括调查活动、构造、油气田、油气探井等。
（3）电子图件数据
由MapGis-IMS软件维护的矢量型图形数据，分别属于“成果地质资料电子文件汇交格式（SZ1999002-2001）”标准规定的第一类附图和第二类附图的电子文件格式，可由“地质资料查询系统”读取显示在浏览器中的数据。其在数据库中存储结构是MapGis-IMS开发者设计的。
4.2 地质资料各实体关系
本信息系统工作重点是地质资料的管理和查询服务，主要是对地质资料数据库设计和数据库集成和应用开发。
地质资料各实体关系如图2。
图2 地质资料数据E-R模型
Fig.2 Geological data structure E-R model chart
需要说明的是，一份成果报告，有多个全文电子文件。一份报告的全文按照报告章节分成多个电子文件，是一对多的关系，而不是一对一。这是考虑避免用户在网上阅读报告全文时，每次都要从数据库取出整个报告的全文内容传送到本地浏览器中，从而增加网络数据传输量和数据库服务器的负担，造成等待而使用户感觉应用软件运行速度过慢。
根据资料数据模型、现行的资料管理办法和资料著录标准，确定各数据库结构及定义，共设计了3类17个数据表组成系统的数据库。电子地图数据表则由商品化软件设计管理。
（1）地质资料数据库表
包括报告基本信息表、报告附图信息表、档案总目录信息表、档案明细信息表、图件资料信息表、资料电子文件信息表等。
（2）资料管理事务库表
包括成果资料移交信息表、成果资料报送信息表、资料借还信息表、资料访问日志信息表、用户基本信息表等。
（3）油气评价数据库表
包括局部构造信息表、圈闭信息表、调查工作量信息表、油气田信息表、油气资源评价信息表、油气探井信息表等。
在数据库管理系统服务器端，用PL/SQL语言编写建立库数据表、表空间、序列、触发器等的命令代码文件，可在ORACLE的SQL-PLUS环境下自动执行完成相应对象的建立。
4.3 服务器端的后台数据库系统
采用ORACLE数据库管理系统，用PL/SQL语言编写命令文件，在SQL-PLUS环境中执行，完成各种建库和维护 *** 作，使建库、建立序列、建立触发器、数据导入程序化执行。直接利用DBA STUDIO可视化数据库管理工具，进行数据库表、用户账号密码、各种权限、序列、触发器等的维护和管理。用ORACLE提供的BLOB二进制大对象数据块字段类型，实现成果报告全文、图件资料的缩略图等电子文件的入库管理。
5 系统功能实现
“地质资料管理系统”（GDMS）和“资源评价数据管理系统”，开发采用Power Builder软件的Power Script语言开发，与后台数据库连接采用Power Builder提供的ORACLE专用接口实现。软件结构采用客户机/服务器（C/S）结构。
5.1 地质资料管理系统
根据用户对地质资料档案管理过程的需求，该系统需基本具备对数据的输入、维护、查询、统计、借阅、输出、备份等模块。为了保证数据的安全性，增加了凭密码、账号登录功能及用户管理，设置了系统管理员、资料管理员和普通用户三种权限，防止非法用户访问资料。普通用户只能对资料进行查询，不能对资料进行添加或修改等 *** 作，资料管理员有权对资料进行添加、修改、查询等 *** 作，而系统管理员则权限最大，增加了对用户管理表和系统日志信息表进行维护的权限。为了使用户更好地掌握本系统，还必须建立联机帮助模块。本系统各个主要模块之间的关系如图3所示。
图3 地质资料管理系统主要模块关系示意图
Fig.3 Geological data management system module chart
5.2 资源评价数据管理系统
“资源评价数据管理系统”管理对象是与油气资源评价有关的构造、油气资源、油气田、油气探井、资源评价数据的信息，功能上主要侧重于油气评价数据的维护。如录入新数据、数据查询与修改、数据备份/恢复和在线帮助。数据的安全性采用与地质资料管理系统相同的安全机制。考虑到PowerBuilder程序编制的特点，采用如图4所示的系统功能模块图。
5.3 地质资料查询系统
“地质资料查询系统”实际是一个WEB应用软件系统，由网页组成的，这与传统的结构化应用程序不同，也与可视化集成环境下开发的窗体应用软件结构不同。传统的应用程序，结构明显，由各模块组成，模块之间通过参数传递实现模块间的联系，模块通过调用执行。可视化集成环境下开发的窗体应用软件，是由各种窗体、表单、模块、各种对象组成，代码执行是通过消息和事件驱动的。“地质资料查询系统”则由许多网页组成，网页中嵌入了可执行的脚本程序、Java小程序、控件等，必须在WEB服务器上建立网站运行，与WEB服务器上的各种应用服务一起实现特定的应用功能。
图4 系统功能模块图
Fig.4 Evaluation data management System module chart
WEB服务器采用的是微软公司的IIS5.0（Internet Information Server），实现网站建立和管理。图件资料电子地图的发布查询浏览功能采用中地公司的MapGis-IMS互联网地图服务器，电子地图的图形数据文件存放在服务器上的数据库中或磁盘上，应用程序可通过数据库引擎读取图形数据，电子地图的目录数据则放在ORACLE数据库中。对ORACLE数据库中的以BLOB二进制大对象数据块存储的成果报告全文和图件缩略图等电子文件的读取，是通过ORACLE提供的0040数据接口实现。应用程序编程语言包括ASP、HTML、VB Script、Jscript、Action Script等，在Visual InterDev6.0集成开发平台完成开发工作。
图5的系统结构图中列出了地质资料查询系统的菜单和网页功能及其调用顺序。
6 结束语
项目开发的系统是一个网络化的信息系统，分成前台应用软件和后台数据库系统两部分。本系统采取的技术路线是：采用商用大型数据库管理系统软件在后台对数据管理和维护，前台应用软件采用针对数据库应用软件开发的可视化集成开发环境（工具）进行开发工作。这样，数据库的物理结构设计及实现、数据维护管理、数据库网络连接接口等问题交由后台的商用数据库管理系统去完成，减少了系统开发难度，提高系统的稳定性和可靠性。
本系统的数据库应用实例已完成开发和在工作中运行，建成的系统具有如下特点：①实用性强；②系统的用户群体广；③系统功能满足了日常工作中的资料管理和资料查阅的需求，系统建成后能够继续得到日常维护；④系统提供的资料内容多样化，有全文资料和电子地图；⑤实现Intranet/Internet网络化服务，系统易使用和 *** 作，适用于地质资料的社会化服务；⑥与当前国家关于地质资料信息化要求及相关标准相吻合。
图5 地质资料查询系统功能结构图
Fig.5 Geological data retrieval system module chart
参考文献及资料
地矿部北京计算中心和石油地质研究所，1990.油气资源普查勘探数据库系统研制报告（地矿部科技发展项目86166）
胡存生.2001.Powerbuilder 7.0高级开发实例与技巧.北京：电子工业出版社
王庆瑞.1998.数据结构，北京出版社
武汉中地信息工程有限公司.MAPGIS Internet Map Server开发手册
张文新.1999.Internet程序设计java＆HTML.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社
Kevin Loney.2000.Oracle 8i DBA Handbook.北京：机械工业出版社
Designing and Implememtation of Petroleum and Gas Resources Survey＆Evaluation DBMS of Ocean
Wang Ganglong Li Shaorong Chen Hongjun Zeng Fancai
（Guangzhou Marine Geology Survey,Guangzhou,510760）
Abstract:Based on the data from petroleum and gas resources survey,as well as from marine geological survey,evaluation and material,petroleum and gas resources survey＆evalu-ation DBMS（Pgrs＆eDBMS）is formed by using computer,GIS,database and WEB development technology.Pgrs＆eDBMS is a professional information management system for providing comprehensive and actual data as well as dicision-making basis for marine mineral resources survey,marine economic construction,science research and sustainable marine development.This paper focuses on introducing the establishment of database of Pgrs＆eDBMS and the development of its function.
Key Word:Petroleum resources GIS Marine survey Database Online distribution.
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）