ＩＳＳＮ １００９－２７２２ＣＮ３７－１４７５／Ｐ
海洋地质前沿
Ｍａｒｉｎｅ Ｇｅｏｌｏｇｙ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ
第３２卷第２期
Ｖｏｌ ３２Ｎｏ ２
文章编号：１００９－２７２２（２０１６）０２－００６６－０５
海洋地质调查数据库数据录入方法
宋怀荣，林 峰，苏国辉，戴勤奋，何书锋，孙记红
（中国地质调查局青岛海洋地质研究所，青岛２６６０７１；
国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室，青岛２６６０７１）
摘 要：海洋地质调查数据库通常根据已有数据库结构标准创建各数据表和要素类，采用相关软件工具进行数据管理。基于数据的录入实践，探讨了海洋地质调查数据录入的几个关键环节：表空间和用户对应创建、表之间关联的创建、大对象数据加载等。结果表明，合理的创建用户和表空间、适当的创建数据表与公共索引表和空间站位信息表之间的关联、大对象数据采用ＢＬＯＢ格式存储，有助于实现高效、正确的数据录入。
关键词：海洋地质调查；数据库；数据录入；表关联
中图分类号：ＴＰ３９２ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１６０２８／ｊ．１００９－２７２２．２０１６．０２０１０
加强海洋地质调查工作是我国建设海洋强国
的战略所需［１］，海洋数据的管理、应用与共享已成为衡量国家海洋科技水平的重要标志。海洋地质数据涉及基础地理、地形地貌、海洋地质、构造地质、地球物理、地球化学、工程及环境等各专业领域，其应用价值和综合利用潜在价值不可小觑。
随着计算机技术、数据库技术和ＧＩＳ技术不断引入海洋地质数据处理过程中，我国海洋地质数据的采集、存储能力不断增强。关于数据库管理系统的设计与实现，已有诸多工作者进行了详细的阐述［２－１１］。这些研究的主体思路是在一个系统下创建多个数据库，并建立权限表、角色表、角色权限表等来约束，或者利用关键字段将数据关联起来组成完整的数据库，但是，对数据的验证约束并没有特别突出，或者是缺少了核心、公有实体的创建以及表之间数据的约束验证，不能完全确保数据的唯一性、正确性、完整性。数据入库的高质量体现在高效性和库中数据的正确性，合理的入库思路和方法是保障数据库质量的前提。
收稿日期：２０１５－１０－１６
基金项目：中国地质调查局项目（ＧＺＨ２０１１００３１３）
作者简介：宋怀荣（１９８５—），女，硕士，助理工程师，主要从事海洋地质数据库管理工作．Ｅｍａｉｌ：ｓｏｎｇｈｒ２０１０＠１２６．ｃｏｍ１ 海洋地质调查数据库的数据结构
根据标准规范，通过收集项目已有的资料，整理并分析主要研究内容，在此基础上详细定义数据结构。在海洋地质调查数据库（Ｍａｒｉｎｅ Ｇｅｏｌｏ－ｇｙ Ｓｕｒｖｅｙ Ｄａｔａｂａｓｅ，ＭＧＳＤＢ）中，根据海洋地质调查数据的特点，以数据集为主体，将其划分为公共索引集、空间信息集、调查数据集、分析数据集、成果数据集等。
其中：①公共索引集用于对核心、公有实体数据集的创建，以实现数据入库时的约束验证，确保数据的无丢失性、正确性；②空间信息集是海洋地质数据的空间信息，可以实现海洋地质数据的空间定位和可视化，能直观的查看每年度海洋地质调查项目实施区域的空间位置；③调查数据集是外业调查采集的数据，包括取样（底质取样、大气取样、水体取样）、钻探、连续走航观测（单波束测深、多波束测深、侧扫声呐、浅地层剖面、船载重力、船载磁力、单道地震、多道地震、走航海流等）和定点观测（遥感、海底视像、海底热流测量、定点海流与温盐深观测等）等；④分析数据集包括底质及钻孔样品的描述、样品的测试分析（粒度分析、
第３２卷第２期 宋怀荣，等：海洋地质调查数据库数据录入方法
矿物鉴定、古生物鉴定、化学分析、测年、古地磁与物理力学性质测定等）；⑤成果数据集包括多道地震、浅地层剖面的成果处理数据。
图１为海洋地质调查数据库部分Ｅ－Ｒ图结构，根据实体Ｅ－Ｒ图来创建数据字典和逻辑表。公共信息集主要包括元数据、质量评价、数据集、公用代码表等；空间信息集主要包括调查区、走航测线、站位信息、多波束覆盖区等；调查数据集、分析数据集、成果数据集分别有更详细的Ｅ－Ｒ图
。
图１ 数据集实体Ｅ－Ｒ图
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ Ｅ－Ｒ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｄａｔａｓｅｔ ｄａｔａ ｅｎｔｉｔｙ
２ 软件平台
ＭＧＳＤＢ系统通常由地理信息系统软件
（ＡｒｃＧＩＳ）和关系数据库管理系统软件（ＯＲＡ－
ＣＬＥ）共同管理。本文讨论的海洋地质调查数据
库系统以ＡｒｃＧＩＳ １０．１和ＯＲＡＣＬＥ １１ｇ数据库
平台为基础，利用ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ和ＰＬ／ＳＱＬＤｅｖｅｌ－
ｏｐｅｒ等组件和工具，实现空间数据和属性数据的
录入工作。
ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ工具是ＡｒｃＧＩＳ组件ＡｒｃＧＩＳ－
Ｄｅｓｋｔｏｐ下的功能模块，可以实现空间数据表的
创建和数据导入，它使空间数据访问和管理更为
容易，可以同时浏览、查找、修改地图和数据；查看
和创建元数据；在功能模块ＡｒｃＭａｐ和ＡｒｃＴｏｏｌ－
ｂｏｘ中创建和使用数据；将地图和表同步等；选择
表视图可以查看地理数据源的属性或数据库中任
何数据表的内容［１２］。ＡｒｃＧＩＳ １０．１及以上版本，
ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ能够直接连接ＯＲＡＣＬＥ数据库，不
再需要另外安装ＡｒｃＳＤＥ来创建表，但需要安装
ＯＲＡＣＬＥ Ｃｌｉｅｎｔ。
ＰＬ／ＳＱＬ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ是一个集成开发环境，
专门面向ＯＲＡＣＬＥ数据库存储程序单元的开
发，可以方便的为其他用户重新创建对象，也可以
保存文件作为备份；可以重新编译全部不合法对
象、查找数据库源中文本、导入或导出表格、生成
测试数据、导出文本文件、监控ｄｂｍｓ＿ａｌｅｒｔ和
ｄｂｍｓ＿ｐｉｐｅ事件、浏览会话信息等。
３ 海洋地质调查数据库的数据录入
３．１ 基本流程
海洋地质调查数据库录入工作的基本流程如
７
６
Ｍａｒｉｎｅ Ｇｅｏｌｏｇｙ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ 海洋地质前沿 ２０１６年２月 图２所示。在实现数据录入之前需要先完成数据结构的物理实现，然后再进行数据入库工作。本流程将数据的录入分为３个阶段：首先录入公共信息层数据，再录入空间信息层数据，最后录入调查、分析、成果等属性数据。由于数据结构已经设置了相应的约束条件，在数据导入时会自动检查数据是否重复、完整、匹配，从而保证了数据的安全性和可靠性。对于ＢＬＯＢ类型的数据，数据库一个记录只能接受≤４ＧＢ的数据量，所以要保证每一行记录的数据量在此范围内
。
图２ 海洋地质调查数据库录入的基本流程Ｆｉｇ．２ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｄａｔａ ｅｎｔｒｙ
ｏｆ ＭＧＳＤＢ３．２ 注意事项
３．
２．１ 创建表空间、用户根据不同数据集类型建立不同的表空间，这种存储方式有利于数据的集中管理，并且随着数据的增加、表空间不足时，能将数据整体转移到新
的表空间中［
１３］
。可以给同一表空间下分配不同的用户（用户名称可参考调查类别，例如：走航调查、地质调查、钻孔调查等），并给不同的用户赋予不同的数据访问和使用权限，以确保数据的安全。
根据数据集的分类，该系统共创建５个表空间来存储对应的数据。ＭＧＳＤＢ分配的表空间、数据集和用户如表１所示。表空间的设置根据实际存储数据的大小设定初始值，并且设置为自动扩展方式。
３．
２．２ 创建空间信息表由表１可知，空间信息是指点线面等要素类，其表的创建方法有２种：①ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ连接数据库，进行手动创建，再加载ＳＨＰ文件（此方法可以提前设置字段类型）；②ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ直接加载Ｓ
ＨＰ文件（这些ＳＨＰ文件已根据数据库结构进行属性设置）
。 ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ生成的空间表，
字符的字段默认表示为ｎｖａｒｃｈａｒ２
（），而海洋地质调查数据库结构中要求字段类型为ｖａｒｃｈａｒ２（），因此，为了统一表示，需要使用ＳＱＬ语句修改ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ生成的
空间数据表的字段类型为ｖａｒｃｈａｒ２（）。ＡｒｃＣａｔａ
表１ 海洋地质调查数据库的表空间和用户Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｔａｂｌｅ ｓｐ
ａｃｅｓ ａｎｄ ｕｓｅｒｓ ｏｆ ＭＧＳＤＢ表空间名称数据集名称主要用户
定义
元数据及索引表空间
公共索引数据集
ＵＰＵＢＬＩＣ
包括元数据（表）、数据集（表）、质量评价（表）、公共代码（表）
调查数据表空间
调查数据集
Ｕ
ＳＤ＿ＴＳＹ，ＵＳＤ＿ＳＡＭ，ＵＳＤ＿ＢＯＲ，ＵＳＤ＿ＳＳＹ外业调查数据，主要分为走航测线调查、地质取样调查钻孔、定点观测调查等分析数据表空间分析数据集ＵＡＤ＿ＡＮＡ，ＵＡＤ＿ＤＲＡ，ＵＡＤ＿ＤＩ化学分析和数据解释等
成果表空间成果数据集ＵＳＲ成果数据，例如地震＋浅地层剖面解释数据等
空间数据表空间
空间信息数据集
ＵＧ
ＥＯ用于存储各空间信息，例如走航测线（线）、站位（点）、调查区（面）、多波束覆盖区（面）
等８
６
第３２卷第２期 宋怀荣，等：海洋地质调查数据库数据录入方法
ｌｏｇ生成的空间数据表，没有主外键的约束，为了确保数据的完整性约束，需要ＰＬ／ＳＱＬ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ连接数据库对其创建主外键约束。
３．２．３ 表之间的关联
为了实现数据的一致性、非重复性、完整性，各表之间需要建立关联。２个用户之间存在表关联，需要对外键所在表用户授予对另一用户的限定关联权限。ＭＧＳＤＢ最主要的２个关联是：①各数据表与公共索引用户ＵＰＵＢＬＩＣ中ＤＡＴＡ－ＳＥＴ（数据集）的关联；②各数据表与空间站位信息表（走航测线、站位、覆盖区等）之间的关联。
（１）与ＤＡＴＡＳＥＴ的关联
由表１了解到用户ＵＰＵＢＬＩＣ中的表主要是元数据和公共索引数据表，是公共信息层数据。对于同一项目、同一调查类型、同一航次、同一调查船施工，则外业调查数据拥有相同的数据集编号，相应的信息填写在表ＤＡＴＡＳＥＴ表中；同时，对此批数据进行的综合处理、分析和评价，仍保留对应的数据集编号，为了防止数据重复、缺漏、错误，将各数据表的数据集编号字段作为外键与ＤＡＴＡＳＥＴ表中的数据集编号关联。其他用户下的表关联ＤＡＴＡＳＥＴ表时，需要得到关联该表的权限（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｎ ｕｐｕｂｌｉｃ．ｄａｔａｓｅｔ）。
（２）与空间站位信息表之间的关联
由于这些数据都是某一次海洋地质调查活动的结果（包括位置和属性信息），为了方便数据的预览、可视化使用和正确性，必须与空间信息表建立关联。根据这些数据的空间特性，本文所指的空间位置信息包括项目既定的“调查区”信息，以及从原始调查数据中提取的“站位”、“测线”或“覆盖区”定位数据信息。根据不同的要素类，要赋予其他用户关联对应表的权限（例如，ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｏｎｕｇｅｏ．ｓｔａｔｉｏｎ）。
３．２．４ ＢＬＯＢ数据的存储
对于多道地震、浅地层剖面和侧扫声纳等数据，其原始和加工后的数据，单个文件大小都要以ＧＢ为单位来计量。对于此类数据的处理通常有两种方式：①直接录入库中；②建立文件名索引将其存放在服务器的指定磁盘中［１１］，此方法为常用方式。本文中海洋地质调查数据库采用第１种方式，以ＢＬＯＢ格式进行存储，其录入数据库的过程相对复杂。ＢＬＯＢ格式存储的最大数据量为４ＧＢ，因此，对于小于４ＧＢ的文件，则可以通过创建控制文件（．ｃｔｌ）和数据文件（．ｔｘｔ）在ｃｍｄ中执行控制语句：ｓｑｌｌｄｒ。对于地震、钻井等数据，部分单个文件的大小达到８ＧＢ以上，则需将单个文件压缩成多个＜４ＧＢ的文件，再通过以上方式录入库中。
３．３ 录入结果
数据录入工作完成后对数据进行备份。如图３展示了ＭＧＳＤＢ的２０１２年走航测线和调查取样的空间站位信息和其对应的属性表，采用本文介绍的数据录入方法，成功录入全部数据，其
中
图３ 部分数据的空间位置和数据表显示
Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ Ｓｐａｔｉａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ
９
６
Ｍａｒｉｎｅ Ｇｅｏｌｏｇｙ
Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ 海洋地质前沿 ２０１６年２月 ２０１２年多道地震调查共７２条测线和取样调查
２
１０个站点。同时，通过数据的完整性约束，保证了调查数据与后期完成的分析数据、地震、浅剖成果处理数据的对应关系。空间站位信息有经纬度信息，附上地理底图后能很好的展示海洋地质数据的空间信息和其对应的调查、分析数据。
４ 结语
本文给出的海洋地质调查数据库结构模型确定了数据库的入库路线，建立了各用户的权限和表之间的关联。数据录入是数据结构的实现和检验方法，本文讨论的数据录入方法满足了海洋地质调查数据库的录入需要。文中基于数据的录入实践，总结了海洋地质数据录入的几个关键环节和入库技巧：多个用户可以方便的实现数据移植和管理；表关联能保证数据的完整性；ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ创建空间表时需要注意字符的转换和约束键的创建；使用ｂｌｏｂ能更好的实现大对象数据加载等。文中讨论的主要内容是海洋地质调查数据的录入方法，而对于成果图件的录入和数据的综合应用成果展示并没有进行深入探讨，这将是海洋地质数据库后期的另一个研究方向。
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ＤＡＴＡＢＡＳＥＳＯＮＧ Ｈｕａｉｒｏｎｇ
，ＬＩＮ Ｆｅｎｇ，ＳＵ Ｇｕｏｈｕｉ，ＤＡＩ Ｑｉｎｆｅｎ，ＨＥ Ｓｈｕｆｅｎｇ，ＳＵＮ Ｊｉｈｏｎｇ（Ｑｉｎｇｄａｏ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｇｅｏｌｏｇｙ，ＣＧＳ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ；Ｋｅｙ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ ＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎＲｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ
ｏｆ Ｌａｎｄ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｍａｒｉｎｅ ｇｅｏｌｏｇｙ ｓｕｒｖｅｙ ｄａｔａｂａｓｅ（ＭＧＳＤＢ）ｕｓｕａｌｌｙ ｍａｎａｇｅｓ ｄａｔａ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍｓ ｏｆ ｔａｂｌｅｓａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｃｒｅａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ＭＧＳＤＢ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｕｓｉｎｇ
ｒｅｌａｔｅｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａ－ｐｅｒ，ａ ｆｅｗ ｋｅｙ ａｒｅａｓ ｏｆ ＭＧＳＤＢ ａｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｔａｂｌｅ ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｃｏｒｒｅ－ｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔａｂｌｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｏｂｊｅｃｔ ｄａｔａ ｅｎｔｒｙ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｈｅｌｐｆｕｌ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｃｔ ｄａｔａ ｅｎｔｒｙ
ｉｆ ａ ｕｓｅｒ ａｎｄ ｔａｂｌｅ ｓｐａｃｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙｃｒｅａｔｅｄ，ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄａｔａ ｔａｂｌｅｓ ａｎｄ ｐｕｂｌｉｃ ｉｎｄｅｘ ｔａｂｌｅ ｅｓｔａｂｉｓｈｅｄ，ｓｔａｔｉｏｎ ｌｏ－ｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔａｂｌｅ ｍａｄｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ ａｎｄ ＢＬＯＢ ｓｔｏｒａｇｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｏｂｊｅｃｔ ｄａｔａ．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｍａｒｉｎｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ；ｄａｔａｂａｓｅ；ｄａｔａ ｅｎｔｒｙ；ｔａｂｌｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ０７