孢粉化石鉴定数据库建设及其应用
时间：2021-04-06 08:00:31 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：孢粉化石是现阶段石油勘探中确定钻井地层地质时代的重要依据。本文以孢粉化石形态作为切入点，设计了孢粉化石 “六级八位”编码，使数据采集标准化。检索子系统和数据处理子系统的建立，集化石特征快捷检索、鉴定数据输入、输出、查询于一体。软件系统和框架结构合理，便于操作管理，并可与勘探数据库实现资源共享。
关键词：孢粉化石；数据库；资料检索；数据处理
孢粉化石是现阶段石油勘探中确定钻井地层地质时代的重要依据。孢粉化石鉴定数据库是有关钻井地层学和孢粉学的一种计算机信息管理系统，构建在一定程度上确保孢粉地层各项基础资料整理、收集和研究科学化，既可为孢粉工作者在鉴定过程中提供快捷查询，也为用户提供结果查询的便捷服务，具有实用性和人性化的特点。
1 化石孢粉编码与化石资料数据库
孢子花粉形态及其内部构造特征是化石孢粉分类、鉴定的主要依据，主要包括孢粉的萌发器官、孢粉壁的构造和纹饰、形状和大小。本文根据《中国孢粉化石》（宋之琛等；2000）中大类、类、亚类、系、属、种的形态分类系统，对化石孢粉进行“六级八位”编码，编码满足以下条件：①编码是唯一的，与分类系统一致；简单易懂，方便实用；②编码格式统一，长度适宜，便于计算机编程；③编码所用字符含义明确，不易曲解；④编码方便孢粉数据的分类计算、统计、存储和调用。
“六级八位”编码中的“六级”与分类系统中大类、类、亚类、系、属、种一一对应，前四级各占一个字符，分别用英文字母表示，赋予每一字符特定含义，代表化石的某一结构特征，如“F”表示萌发沟、“K”表示萌发孔等；五、六级分别用两位阿拉伯数字表示（01～99），代表某一系下属、种的排列顺序。分类系统中部分类下未细分亚类、系，或亚类下未分系，在编码时空缺位用“0”来补位。
例如：BTBD1413是孢粉种Symplocoipollenites orientalis（东方拟山矾粉）的编码，分类位置：被子植物大类-三孔沟类-扁球形亚类-短沟系14号属13号种。
化石资料数据库包括三个独立子库，即古生代化石资料子库、中生代化石资料子库、新生代化石资料子库，共收录3大类14类35亚类45系741属5611种。收录内容包含化石属、种特征描述，化石图片、时代与分布，相近化石特征比较表、属种检索表等。
2 化石资料检索子系统
选择Microsoft Access关系数据库管理系统作为开发平台，定义表的数据结构、表之间的关系，确定化石检索路线图（如图1），创建查询及应用窗体。
2.1 创建数据库表
在Access中开发的大多数应用程序均使用多个关联的表来给出有效的信息。使用多个表的应用程序比使用一张大表的数据更能有效地处理数据。因为所给出的一种类型的全部数据都在相同的表里，所以多个表不仅减少冗余数据的输入，系统也容易维护。
与孢粉化石的六级分类所对应的大类只包含蕨类、裸子类、被子类，数据少而未建表，类、亚类、系、属、种建立了五个表：表1（类）包含化石特征描述、级别代码1；表2（亚类）包含化石特征描述、级别代码1、级别代码2；表3（系）包含化石特征描述、级别代码2、级别代码3、属之间对比表；表4（属）包含化石特征描述、级别代码3、属编码、属拉丁名、属中文名、属图片；表5（种）包含属编码、种编码、化石中文名、化石拉丁文名、种图片。每个表中的级别编码作为该表唯一的标识符即主关键字；修改任何字段（主关键字除外）中的数据，都不影响其它任何字段的数据。数据类型运用了文本和OLE对象两种。其中属对比表、属图片、种图片都作为OLE对象存入相应表中，格式为演示文稿。
2.2 定义表之间的关系
数据库表是根据化石分类建立的，各级别之间是向下包含向上从属的关系。比如蕨类包含单射线类、三射线类、无缝类，单射线类又包含具环亚类、无环亚类，无环亚类又包含光面系、具饰系，希指蕨孢属、刺面单缝孢属、瘤面单缝孢属、粒面单缝孢属、一头沉孢属、网面单面孢属、平瘤水龙骨孢属、合囊蕨孢属，每一属又包含多个种。显然，化石分类级别中包含了多对一对多关系。所创建的五个表之间就不能用简单的一一对应关系来表述，它们之间是多层的一对多关系。正确建立表之间的关系，为查询检索奠定基础。
2.3 创建查询
对孢粉化石3大类14类35亚类45系741属5611种建立查询。建立查询时，选择相应级别代码输入到查询窗口中。查询数据主要有系特征描述、系所包含的所有属对比表及其化石图片。
孢粉化石的信息是某一历史阶段资料的汇集， 势必存在信息的遗漏和不完整性，同时学科新资料、新的信息不断涌现，需要为指定的表格附加或增加记录。追加查询具备这一功能特点。对应孢粉化石的类、亚類、系、属、种建立了5个追加查询。在追加记录的源表格中定义了主关键字字段，所追加记录的主关键字字段既不能为空值，也不能有重复值，这样就确保库中数据的完整性。
任何数据库的主要目的就是为了保存和提取信息。孢粉化石鉴定过程中，化石所属的大类、类、亚类、系比较容易界定，属、种的界定，常常需要比较相近的属、种特征、查看图片等信息。建立查询，就从一个或多个表格中选择信息，并在动态集中显示所需信息，这样用户可以用来观察和分析特定的数据。
2.4 创建窗体
检索系统中创建了大量带有子窗体的窗体，并在子窗体中嵌套子窗体，主窗体与子窗体通过一个公用字段相链接。窗体界面同时显示三个表数据信息（系、属、种）。主窗体的数据源是系的查询动态集，子窗体的数据源是属的动态集，子窗体下一级的子窗体其数据源是种的数据表。
孢粉化石检索过程中，当用户输入或选择某一级别的代码时，计算机屏幕上显示该级别中所有次级的特征检索表。如输入某一属的代码，显示该属的拉丁文名、中文名、特征描述、图片，以及该属包含的所有种的特征检索表和相对应种的化石图片。窗体中的系、属、种的特征描述、对比表、图片是绑定对象框，用户双击放大，可以看到清晰的内容。其它如标题、标签、文本框、列表框等都是普通对象。
孢粉化石检索子系统的建立使孢粉化石资料数据化，实现了计算机动态管理，化石资料查询检索简单、快捷，缩短了工作周期，大幅度提高工作效率。
3 孢粉化石鉴定数据处理子系统
系统是选用Visual FoxPro 编写的数据库管理程序。除满足鉴定工作对数据输入、输出、查询上的特别要求，还可与调度管理系统和勘探数据库衔接，数据处理、管理和交换十分方便。
3.1 数据结构分析
为满足信息资源的储存和共享，采用中石化总公司在“勘探信息系统数据结构”中的“AH09古生物化石鑒定样品数据表”（以下简称“样品数据表”），包含了报告编号、井号、样品编号、取样、分析日期、距顶、井深、层位、盖片数、化石数量、颜色代码、岩石名称、含油级别、化石类型、化石描述、蕨类数、裸子类数、被子类数等样品信息共24个字段；以及“AH09_1古生物化石鉴定数据表”（以下简称“鉴定数据表”），包含了报告编号、井号、样品编号、孢粉类型、化石代码、化石名称、化石数量、百分含量、照片文件、照片等样品鉴定信息共12个字段；另外还设计了一些用于数据处理和报表输出的辅助或从属表及视图，如报告数据存储表、处理表，样品数据存储表、处理表，照片数据存储表、处理表等。各数据表之间以报告编号、室内编号、井号等关键字段相互连接。
3.2 程序主要功能
程序的功能主要有数据输入、修改、查询、报表输出等数据库管理的基本内容，下面简要介绍。
①登录与样品数据输入：登录数据处理子系统，从调度管理系统调入或输入样品数据表中的相关信息；②化石鉴定数据：选择需输入数据的报告编号、样品编号，依次输入化石代码、拉丁名称及数量；③化石图片数据： 程序设置了图片的输入存储和报表打印功能。数据库有专用于图片管理的数据表，输入、打印的图片仅限于“BMP”位图文件和“JPG”图象文件两种类型；④文字报告输入：入库文件仅限于文本文件和WORD文件。可以直接输入、编辑文本文件，也可将已编写好的WORD或文本文件入库，便于保存和查阅；⑤不同计算机化石鉴定数据的汇集：当多人在不同计算机输入同一报告编号、不同样品的化石鉴定数据时，需将各机数据汇集到完整保存数据的计算机中，统一入库。导出或导入前在列表框选择报告编号即可；⑥化石鉴定数据统计表：化石鉴定数据统计表是孢粉化石鉴定检测报告中一个主要的数据报表。由于其特定的结构形式，程序通过动态设置特定的数据表，将数据库中数据经处理放入该表中，用可视化报表设计工具，实现了特定结构的报表输出；⑦浏览打印化石鉴定原始数据：进行化石鉴定原始数据的浏览和打印，用于查看和校对数据。报表显示以样品编号和化石类型分组，为选择性查看数据提供了方便；⑧导出化石鉴定原始数据：将化石鉴定原始数据导出，为绘制孢粉图谱提供数据源，以便进一步开展孢粉地层学研究；⑨化石照片打印：选取报告编号或井号，进行预览或打印，在此窗体上，可以预先逐个浏览所选报告的化石照片；⑩导出化石鉴定数量统计数据：上面提到的化石鉴定数量统计报表作为检测报告的重要内容提供给用户，而这项操作是为用户提供电子文档；⑪更换、合并数据：当在两处的数据库存储不同的数据时，如需要更换或合并数据，可以进行这项操作。为防止误操作，设置了操作密码，以避免或减少操作的随意性；⑫化石名称库数据输入与更新：为了避免不同计算机化石名称入库数据重复输入，设置了化石名库数据的导出导入，以便于及时更新数据，保持库存数据完整；⑬数据的复制和清理：为数据的妥善保存，将库存数据转存于其它存储介质上。
4 应用前景
本系统是根据孢粉学学科特点，结合生产实践需求开发的应用型数据库软件，面向石油、地质、煤炭部门古生物和地层工作者。数据的来源主要是国内公开发表的文献资料，并按照一定的标准规范将各类数据资源信息化，在数据内容上，涵盖了化石分类信息数据、化石特征与地史分布等。孢粉化石鉴定数据处理子系统方便历史数据的存储和保护。这些基本涵盖了孢粉学科工作所必需的数据信息，可以充分满足孢粉学生产与研究需求，具有很强的实用性和推广应用前景。
作者简介：
王雨霞（1964- ），工程师，1987年毕业于石油物探学校，长期从事地质勘探研究工作。
