代價核算地質環(huán)境論文

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1系統(tǒng)總體設計

1．1系統(tǒng)開發(fā)的目標(1)將礦山地質環(huán)境相關的空間數據和屬性數據進行錄入，檢索，查詢和更新，并利用礦山地質代價核算評價技術，實現礦山地質環(huán)境損失核算，礦山環(huán)境污染損失核算，資源損毀、損失核算等功能模塊的開發(fā)。(2)利用云計算技術構建高度靈活可擴展，標準化，自動化的基礎架構平臺，實現資源共享，提高資源利用率，確保系統(tǒng)的“零”中斷。(3)探索礦山地質信息技術與云平臺融合方案，為解決礦山地質信息技術“孤島”問題，積累更多經驗。

1．2系統(tǒng)開發(fā)的原則(1)先進性原則。采用微軟最新開發(fā)平臺．net4．0框架進行開發(fā)，采用系統(tǒng)工程思想，滿足系統(tǒng)性能可靠，易于維護的要求。并充分考慮礦山企業(yè)的業(yè)務發(fā)展和信息技術的進步空間，將業(yè)務和信息技術有效結合。(2)統(tǒng)一性與規(guī)范性原則。在結構上實現開放，基于業(yè)界開放式標準，在國家相關標準和行業(yè)標準的指導下，采用遵循統(tǒng)一、規(guī)范的信息編碼和坐標系統(tǒng)、規(guī)范的數據精度與符號系統(tǒng)等。(3)可擴展性原則。系統(tǒng)在設計的過程中，采用標準的API接口，滿足客戶后續(xù)的定制需求。同時底層數據接口已經預留了擴充升級的余地，為今后系統(tǒng)升級奠定了基礎。(4)適應性原則。為應對今后不斷發(fā)展和完善的統(tǒng)計核算方法、調查方法和指標體系，系統(tǒng)采用了組合建模方式，具有廣泛的適應性。(5)實用性原則。系統(tǒng)結構應簡潔，功能方便、靈活，用戶界面友好，便于操作。

1．3系統(tǒng)體系結構設計

1．3．1系統(tǒng)基礎設施架構設計礦山地質環(huán)境代價核算系統(tǒng)是以融合基礎架構(HPCloudSystemMatrix)作為基礎進行設計，從邏輯上劃分為3層，普通用戶通過資源請求層獲取資源，包括創(chuàng)建或者訪問礦山地質環(huán)境代價核算業(yè)務系統(tǒng)，管理員用戶通過資源請求層實現對礦山資源地質環(huán)境代價核算業(yè)務系統(tǒng)實例的生命周期管理，包括增加CPU、內存、硬盤空間、啟動關閉實例等。當用戶確定提交服務目錄的資源時，云控制器會調用工作流引擎檢查資源的有效性，反之，則返回錯誤提示資源不足。如果資源滿足要求，資源交付層將會通過工作流引擎，通知資源供應層供應資源。資源供應層根據資源交付層的要求分配計算資源、網絡資源以及存儲資源，同時會調用相應的安裝源自動完成系統(tǒng)的安裝與部署。底層的資源管理器利用虛擬化資源層將具體的硬件資源(服務器，存儲，網絡)進行池化，形成服務器資源池，存儲資源池和網絡資源池供上層使用。資源的池化利用VMware的ESXi或者Mircosoft的HyperV以及Linux的KVM實現的，因而本設計方案支持客戶多種虛擬化選擇，資源的監(jiān)控借助HP的InsightDynamic軟件實現。

1．3．2系統(tǒng)邏輯業(yè)務架構設計(1)礦山地質環(huán)境損失核算。在礦產資源勘查開發(fā)利用過程中，由于采礦活動的影響而產生的地質環(huán)境變異或破壞事件，主要包括礦區(qū)地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡，含水層破壞損失補償，地形地貌景觀破壞造成的經濟損失等。(2)礦山環(huán)境污染損失核算。在礦產資源開發(fā)過程中，所產生的廢水、廢氣、廢渣對環(huán)境造成損害，由此帶來的經濟損失。(3)水土流失損失核算。在礦產資源開發(fā)利用過程中，因施工或者開礦所產生的廢石和礦渣引起土壤退化和植被破壞，造成土壤養(yǎng)分、水分損失等，由此帶來的經濟損失。

1．3．3系統(tǒng)空間數據庫架構設計作為一個完整的礦產地質數據庫系統(tǒng)，從業(yè)務的角度應該包含地質損害數據，未用礦產資源破壞數據，土地資源損失數據，森林生態(tài)系統(tǒng)破壞數據等，涵蓋幾乎全部進行地質環(huán)境代價核算業(yè)務技術工作數據。同時考慮到數據的易維護性和性能，將每個專題分別建庫。另外，針對云平臺的系統(tǒng)維護數據，譬如主機信息，系統(tǒng)資源池分配與回收信息等專門引入了一個云平臺數據庫進行保存。通過對整個系統(tǒng)進行總體分析，對數據進行層次劃分，分別為基礎數據層、專題代價核算數據層、專題空間數據層。基礎數據層由云平臺基礎信息庫、系統(tǒng)管理模塊庫組成，云平臺基礎信息庫由HP云平臺管理引擎自動維護和處理，主要維護數據包括云平臺資源池信息，系統(tǒng)資源利用率信息，基礎設施的生命周期信息等，系統(tǒng)管理模塊庫中主要包含用戶權限信息，礦產資源信息，礦種信息，工業(yè)產值信息，人均GDP信息等;專題空間屬性數據層能夠對進行業(yè)務系統(tǒng)代價核算的成功數據進行查詢，檢索和保存。

2系統(tǒng)實現與自動化部署

2．1系統(tǒng)軟件、硬件平臺該平臺采用HPCloudSystemMatrix(version7．2)作為底層資源平臺，以C#作為主要開發(fā)語言實現，

2．2數據庫設計

2．2．1空間數據庫空間數據庫存儲圖形數據，圖形數據分為平面圖形數據和遙感數據。建立平面圖件庫，首先利用計算機將平面圖件數據柵格圖形進行矢量化。平面圖形數據又被拆分為3層———“圖幅—層—目標”，根據地物分類和用戶的實際需要，設計出相應的圖層。并根據圖形上不同的要素類型，將圖形要素分為道路、水域、塌陷地、林(草)地、耕地、工礦用地、復墾區(qū)、地面建筑物、井下巷道、采掘工作面等10類，在矢量化過程中，將相同類別的圖形要素放置在同一圖層上，因此，一個平面圖件被分為10個圖層。遙感圖像庫存儲的數據來源于利用遙感技術對礦山環(huán)境進行長期的動態(tài)監(jiān)測獲得的遙感數據，遙感數據包涵了地面物體的各種特征量，通過提取與分析這些數據實現對環(huán)境的監(jiān)測與環(huán)境變化的反演，可為礦山環(huán)境管理提供直接、客觀的數據支撐。

2．2．2屬性數據庫屬性數據庫主要存儲礦山地質環(huán)境代價核算邏輯運算相關的數據和空間數據庫中的圖形上每一地物對應的若干屬性數據。根據礦山地質環(huán)境代價核算的要求，設計各種表格，并規(guī)定各個數據項的類型、長度等，屬性數據庫具體的結構與礦山地質環(huán)境代價核算的邏輯業(yè)務關系表格一致。各數據表間通過ID號建立查詢關系。

2．2．3成果數據庫成果數據庫主要為某地區(qū)礦產資源開發(fā)代價核算的成果數據，如:礦山地質環(huán)境損失代價核算、礦山環(huán)境污染損失代價核算、水土流失損失代價核算等。通過建設成果數據庫可以系統(tǒng)地檢查前期礦產資源開發(fā)環(huán)境影響評價工作過程中資料收集的完備性，提高下一步綜合研究工作目標的清晰度，從而可以對該地區(qū)礦產資源開發(fā)的整體情況進行代價核算，為礦山地質環(huán)境保護工作奠定基礎，為礦產資源開發(fā)和礦山環(huán)境的恢復治理工作提供決策依據。

2．3系統(tǒng)云圖設計與自動化部署系統(tǒng)將業(yè)務處理模塊部署在一臺虛擬機(Min-eralApplication)上，將數據庫服務器部署到另一臺虛擬機(MineralDatabase)上，實現系統(tǒng)的自動化部署和升級。登錄到云平臺后，通過拖拽圖標完成系統(tǒng)基礎設施的構建，進行簡單的連線與配置。通過該云圖(礦產地質環(huán)境代價核算業(yè)務系統(tǒng))，普通用戶就可以利用該云圖進行自動化部署。系統(tǒng)自動化部署成功后，登錄系統(tǒng)，進入各個系統(tǒng)模塊進行相應業(yè)務的代價核算。

3系統(tǒng)安全設計

私有云計算安全涉及數據異地訪問風險、數據存放地風險、信息管理風險、數據隔離風險、法律調查支持風險、持續(xù)發(fā)展和遷移風險等內容。結合該系統(tǒng)特性，云平臺的安全控制方案為:(1)硬件層次上，將服務器、網絡、存儲采用冗余技術，保證運算平臺的高可靠性，同時利用HPVC虛擬化技術來實現整個刀片的“熱插拔”，提高系統(tǒng)的可用性。(2)在軟件層次上，由于所涉及的礦業(yè)數據安全級別要求較高，將不同運行模塊的數據分別建立子數據庫，既確保數據的安全，又有利于數據的備份和維護。引入設置權限域和角色的方式，有效管控權限域內的數據源，根據權限隔離數據，防止誤操作和越級行為，還可以采取數據加密和身份認證作為進一步的安全管控措施。(3)利用HP云平臺提供的安全監(jiān)控技術，實時監(jiān)控平臺的數據流向，記錄操作日志，并定期分析數據異常，防止機密數據或信息被竊取或篡改，防止網絡被惡意滲透或監(jiān)聽，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和數據安全。

4結語

通過將礦產地質環(huán)境代價核算業(yè)務特點與云計算技術相融合，提出了有效的系統(tǒng)架構設計方案，并驗證了其可行性。下一步的工作重點是將大量的礦產資源信息系統(tǒng)進行架構的調整、遷移到云平臺中，在保證系統(tǒng)高可用性的前提下，提高資源利用率，實現礦產資源信息系統(tǒng)的“大集中”。

作者：楊耀紅單位：中國國土資源經濟研究院