Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка инструмента проектирования структуры реляционной базе данных на основе объектной модели геологических данных для Лаборатории геологии нефти и газа ЗСФ ИНГГ СО РАН

Сведения об участнике
ФИО
Шкабура Владислав Викторович
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Информационные технологии и вычислительные системы
Раздел области наук
Информационные технологии
Тема
Разработка инструмента проектирования структуры реляционной базе данных на основе объектной модели геологических данных для Лаборатории геологии нефти и газа ЗСФ ИНГГ СО РАН
Резюме
Цель работы – разработать инструмент проектирования структуры реляционной базы данных на основе объектной модели геологических данных для создания и поддержки единой базы данных геологических исследований.
Разработана объектная модель исследовательских данных, на основе которой была составлена объектная модель геологических данных. Инструмент проектирования разработан на языке Java спецификации Java SE 8 с использованием СУБД PostgreSQL 9.3.
Разработанный инструмент позволил создать единую базу данных стратиграфических, гидрохимических и газоконденсатных исследований.
Ключевые слова
реляционные базы данных, программирование, геология, объектная модель геологических данных, Java, PostgreSQL
Цели и задачи
Цель работы – разработать инструмент проектирования структуры реляционной базы данных на основе объектной модели геологических данных.
Задачи:
1. изучить предметную область исследований лаборатории геологии нефти и газа;
2. спроектировать объектную модель геологических данных;
3. определить механизм и правила проектирования реляционной БД, реализующей объектную модель геологических данных;
4. разработать приложение для проектирования реляционной геологической БД;
5. внедрить разработанный программный инструмент в процесс осуществления исследовательской деятельности лабораторией геологии нефти и газа.
Введение

Лаборатория геологии нефти и газа ЗСФ ИНГГ СО РАН осуществляет исследовательскую деятельность в нескольких направлениях, таких как: гидрохимия, стратиграфия и газоконденсатные исследования. Данные, необходимые для проведения исследований поступают в произвольной форме, поэтому для каждого такого исследования проектировалась отдельная база данных.  Это привело к тому, что данные прошлых исследований стало невозможно использовать в последующих исследованиях.

Благодаря определенной структуре геологических объектов и связям между ними, можно составить такую формализованную и масштабируемую объектную модель, правила и принципы построения которой смогут хранить и задавать все объекты, участвующие в геологических исследованиях.

Методы и материалы

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:

  1. составление формальной модели геологических данных;
  2. разработка инструмента проектирования базы данных, реализующего составленную модель.

Задача составления корректной модели геологических данных разбивается на следующие подзадачи:

  1. изучить предметную область геологических исследований;
  2. выделить базовые сущности в сфере геологических исследований, определить взаимосвязи между ними (базовая модель);
  3. определить правила проектирования базовой модели геологических исследований;
  4. определить механизм проектирования расширенной модели, задающей структуру конкретного геологического исследования;

Разработка инструмента проектирования сопровождается выполнением следующих задач:

  1. программная реализация объектной модели геологических исследований;
  2. определение механизма проектирования структуры реляционной базы данных, соответствующей объектной модели;
  3. определение правил добавления и извлечения данных, задаваемых объектной моделью;
  4. разработка визуального инструмента проектирования.

В число требований, выдвигаемых к инструменту проектирования структуры, входит следующее:

  1. База данных должна быть спроектирована в клиент-серверной СУБД;
  2. Проектировщик структуры должен иметь возможность создания базовых и пользовательских классов геологических объектов.
Описание и обсуждение результатов

В результате выполнения работы был разработан инструмент проектирования структуры реляционной базы данных на основе объектной модели геологических данных. Были выполнены следующие задачи:

  • изучены геологические исследования по направлениям: гидрохимия, стратиграфия, газоконденсатные исследования, анализ грунтовых вод;
  • разработана объектная модель геологических данных;
  • разработана объектная модель исследовательских данных, расширяющая модель геологических данных;
  • разработан механизм создания и изменения структуры реляционной базы данных, реализующей объектную модель исследовательских данных;
  • разработано приложение, программно реализующее объектную модель исследовательских данных и обеспечивающее ее взаимодействие со структурой реляционной базы данных.

Программная часть инструмента проектирования реализована с помощью открытых кроссплатформенных технологий, таких как язык программирования Java и СУБД PostgreSQL.

Разработанный инструмент проектирования был внедрен в процесс проводимых лабораторией геологии нефти и газа исследований, что позволило спроектировать единую базу данных всех геологических исследований. В настоящее время разработанный инструмент находится в процессе опытной эксплуатации. 

Используемые источники
1) Гамма Э. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. / Э. Гамма [и др.]. – Пер. с англ. — СПб: «Питер», 2007. — 366c.: ил.
2) Дейт К. Дж. SQL и реляционная теория. Как грамотно писать код на SQL. – Пер. с англ. – СПб.: Символ-Плюс, 2010. – 480 с.: ил.
3) Портянкин И. Swing. Эффектные пользовательские интерфейсы. – СПб.: Питер, 2005. – 336 с.
4) Серапинас Б.Б. Геодезические основы карт. – М.: МГУ, 2001. — 133 с.
5) Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии. – М.: Научный мир, 2003. – 348с.
6) Хаин В.Е. Историческая геология: Учебник / В.Е. Хаин,
7) Н.В. Короновский, Н.А. Ясаманов. – М.: МГУ, 1997. – 448 с.: ил.
8) Эккель Б. Философия Java. 4-е изд.: Пер. с англ. – СПб: Питер, 2014. – 640 с.: ил.
9) Regina O. Obe, Leo S. Hsu PostgreSQL: Up and Running. – Sebastopool: O’Reilly Media Inc., 2012. – 164c.
Information about the project
Surname Name
Shkabura Vladislav
Project title
Developing the tool to design relational database schema matching the geological object model
Summary of the project
The aim of this work is to develop the projection tool which generates relational database structure according to the geological object model. This tool is intended to create and maintain the unified database neccesary for conducting geological researches.
Research data object model is introduced while the geological object model is based on this research data object model.
Java programming language (Java SE 8) is a code base for the projection tool while PostgreSQL RDBMS (PostgreSQL 9.3) is database engine.
Due to the projection tool the unified geological database was created, collecting hydrochemistry, stratigraphy and gas condensate research data and linking it's pieces together.
Keywords
relational databases, software developement, geology, the geological object model, Java, PostgreSQL