解析水文地質(zhì)調(diào)查信息共享服務(wù)

王 飛, 鄒 薇, 李 鵬, 張?zhí)焘? 陳 鈺

(1.湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,湖北 武漢 430034; 2.華北水利水電大學(xué),河南 鄭州 450046)

地下水作為水資源的重要組成部分,為人類提供水源的同時還保障著環(huán)境的平衡。中國于20世紀50年代開始水文地質(zhì)工作,水文地質(zhì)普查工作為中國水源地的建設(shè)、水利規(guī)劃提供了大量的資料。隨著社會的不斷進步,地下水的開發(fā)利用程度逐漸提高,與地下水相關(guān)的環(huán)境問題日益突出。因此,空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)在水文地質(zhì)領(lǐng)域也開始廣泛使用,尤其是地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用,GIS系統(tǒng)是一種計算機系統(tǒng),主要功能是對地理位置進行采集、存儲、管理和分析顯示。GIS系統(tǒng)已經(jīng)貫穿于整個水文地質(zhì)調(diào)查工作中,成為水文地質(zhì)成果提交的必要內(nèi)容。

1 建庫工作方法及流程

本文按照1∶5萬區(qū)域地質(zhì)水文調(diào)查數(shù)據(jù)庫標準化方案,進行標準化建庫。中國地質(zhì)科學(xué)院研發(fā)了“1∶5 萬數(shù)字水文地質(zhì)調(diào)查桌面系統(tǒng)”應(yīng)用軟件,首先將收集到的原始資料錄入該軟件。在錄入的時候,可以將Access、Excel等格式的數(shù)據(jù)直接錄入系統(tǒng),不僅操作簡單,而且還提高工作效率。

1.1 資料收集與整理

在野外進行數(shù)據(jù)采集或者在室內(nèi)對數(shù)據(jù)進行整理時,要按照相近標準進行工作。水文地質(zhì)數(shù)據(jù)匯總主要是把項目工作區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分類,以便綜合利用資料。以下為水文地質(zhì)數(shù)據(jù)匯總的三個分類標準:第一種分類方法主要為了便于日后的地質(zhì)資料管理和利用,在對資料進行分類時,可以根據(jù)地質(zhì)資料的內(nèi)容和形式分為附圖類、報告類、附件類、附表類和其他類,使以后查找更加方便。第二種分類方法是按照地質(zhì)工作性質(zhì)不同對整個工作區(qū)內(nèi)的資料進行劃分。第三種分類方法是根據(jù)工作內(nèi)容的不同對本工作區(qū)內(nèi)相同類型地質(zhì)資料進行劃分,在進行數(shù)據(jù)收集時,水文數(shù)據(jù)資料要包括不同工作范圍和選定的項目工作范圍內(nèi)的各個專業(yè)領(lǐng)域,如遙感、鉆探、水文地質(zhì)、地球物理勘探等[1]。

1.2 建立水文地質(zhì)調(diào)查信息數(shù)據(jù)庫

(1) 建立基礎(chǔ)地理地質(zhì)數(shù)據(jù)庫?；A(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)主要有地層、巖性、侵入巖及巖相、斷層、脈巖等?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要有地物控制點、行政區(qū)、等高線、地貌分區(qū)、交通、城鎮(zhèn)區(qū)域、湖泊和水系等,基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫的空間范圍要覆蓋到各個項目的工作區(qū)域,只有這樣才能使工作區(qū)內(nèi)地物地貌的完整性得到保障。由于空間圖層之間要進行準確地疊加,而為了保證其疊加的準確性,使地理數(shù)據(jù)和地質(zhì)圖層的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)相同,因此需要對空間數(shù)據(jù)坐標系進行轉(zhuǎn)換,最后對數(shù)據(jù)進行分析。

(2) 建立圖文地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫。圖文地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫主要是指在圖文掃描數(shù)字化的基礎(chǔ)上,根據(jù)相關(guān)要求對電子文件進行處理,并建立包括存儲、管理和利用的圖文數(shù)據(jù)庫,使地質(zhì)資料綜合利用的水平得到提高。圖文地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫主要有報告文件、柵格文件、附件和分類信息表等。

1.3 圖形空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)方法

圖件編制以1∶5萬水文地質(zhì)調(diào)查編圖為依據(jù),然后使用MAPGIS軟件系統(tǒng)圖庫完成后面的工作。流程如下(圖1):

(1) 掃描及矢量化。因為原始數(shù)據(jù)屬于模擬數(shù)據(jù),所以,首先要將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)。一般可以運用掃描的方式進行數(shù)據(jù)輸入,然后在MAPGIS軟件中把數(shù)據(jù)準確投影到相應(yīng)位置,使所有數(shù)據(jù)參數(shù)保持一致[2]。

(2) 劃分圖層。根據(jù)相應(yīng)的要求對圖層進行劃分,按照要求對每個圖層進行編碼,使圖層標準化。劃分圖層后,要對可能出現(xiàn)的錯誤進行檢查,由于MAPGIS軟件有拓撲檢查的功能,可以直接使用該軟件完成對圖層的檢查工作,其主要包括對分層和編碼的正確率進行檢查。

(3) 編輯圖層的內(nèi)部屬性。在MAPGIS軟件中,錄入圖層的屬性值。之后,也要根據(jù)圖層、文字報告、屬性結(jié)構(gòu)對屬性數(shù)據(jù)進行檢查。

圖1 空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程圖Fig.1 Flow chart of spatial database construction

2 服務(wù)方案

2.1 服務(wù)系統(tǒng)體系

服務(wù)系統(tǒng)體系主要作用是對不同系統(tǒng)、不同類型地質(zhì)資料進行統(tǒng)一的存儲和管理。水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)是水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)服務(wù)的核心。同時,服務(wù)系統(tǒng)體系還可以對數(shù)據(jù)進行管理,對數(shù)據(jù)進行綜合分析和分類查詢,以及對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和信息服務(wù)。

只有強大的技術(shù)支撐才能建設(shè)高水平的水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)體系。良好的軟硬件環(huán)境是技術(shù)支撐的基礎(chǔ),要保持軟硬件先進可靠的環(huán)境,需保證以下幾點:第一,軟硬件環(huán)境。數(shù)據(jù)資源管理平臺管理著大多數(shù)數(shù)據(jù),對軟硬件環(huán)境的要求也有了進一步的提高,因此,其軟硬件應(yīng)用開發(fā)平臺使用的專業(yè)工具得到了業(yè)界的廣泛認可。第二,標準化體系。參照中國相應(yīng)的標準及規(guī)范,標準化體系主要有地質(zhì)資料管理、產(chǎn)品開發(fā)與服務(wù)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、地質(zhì)工作等各方面的標準與規(guī)范。第三,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)是水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)服務(wù)工作的重要支撐。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不同,建立的信息服務(wù)也多種多樣。第四,數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。數(shù)據(jù)綜合管理和服務(wù)平臺的建立會使產(chǎn)品加工簡單化、產(chǎn)品信息發(fā)布和訂購網(wǎng)絡(luò)化,使數(shù)據(jù)管理人員、網(wǎng)絡(luò)管理人員和系統(tǒng)管理人員使用更加便捷。第五,數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)存儲的方式多種多樣,如有磁盤陣列、光盤機和光盤塔等存儲手段,運用多種形式、多種手段和介質(zhì)進行科技含量較高的存儲,可以保證數(shù)據(jù)不易丟失[3]。

2.2 服務(wù)思路

以集群化為基礎(chǔ),使不同項目之間提供的水文地質(zhì)資料信息之間可以建立聯(lián)系,根據(jù)這些信息發(fā)掘更多新信息,更好地為政府管理部門、社會公眾、地勘行業(yè)單位等服務(wù)。在為政府管理部門服務(wù)時,要將不同的數(shù)據(jù)進行整合,將目錄數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)調(diào)查的工作范圍和地理數(shù)據(jù)進行疊加,從而建立信息之間的相互聯(lián)系,使數(shù)據(jù)庫可以空間方式進行檢索,更好地管理和利用調(diào)查數(shù)據(jù)。為地勘行業(yè)提供服務(wù)時,將目錄數(shù)據(jù)庫信息和水文地質(zhì)工作程度數(shù)據(jù)庫進行整合,其中,水文地質(zhì)工作程度數(shù)據(jù)庫主要有屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)兩個部分,將目錄數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)表關(guān)鍵字段掛接,從而使空間范圍方式和工作程度的內(nèi)容檢索地質(zhì)資料得以實現(xiàn),使水文地質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)的渠道得到拓展[4]。

為社會公眾提供服務(wù)時,要將地理數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)和水文地質(zhì)調(diào)查空間分布圖進行空間疊加,這樣可以使水文地質(zhì)信息的分布得到直觀地反應(yīng),同時,還可以對水文地質(zhì)數(shù)據(jù)進行綜合研究分析,使社會公眾更好地使用水文地質(zhì)調(diào)查成果。通過專業(yè)部門或權(quán)威機構(gòu)網(wǎng)站發(fā)布,公眾可以直接了解地下水動態(tài)變化和地下水資源開發(fā)利用狀況,以擴大地質(zhì)調(diào)查單位在公眾中的影響力,以及水文地質(zhì)調(diào)查工作在經(jīng)濟社會發(fā)展過程中的重要性。

3 結(jié)束語

綜上所述,水文地質(zhì)數(shù)據(jù)信息服務(wù)是一項新的工作,研究人員需要進一步探索其服務(wù)機制和服務(wù)模式,傳統(tǒng)的水文地質(zhì)調(diào)查工作主要以紙為媒介,而近年來在若干水文地質(zhì)調(diào)查工作中,逐步推廣使用水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),更好地保證了數(shù)據(jù)的完整性,從而使水文地質(zhì)調(diào)查工作得以更好地展開,滿足社會對水文地質(zhì)工作的不同需求,讓水文地質(zhì)信息可以在較大范圍內(nèi)共享。

[1] 李保珠.會澤鉛鋅礦區(qū)水文地質(zhì)條件及麒麟廠深部礦坑涌水量預(yù)測[D].昆明:昆明理工大學(xué),2001.

[2] 張建榮,陳春明,吳珉,等.水文地質(zhì)調(diào)查在污染場地調(diào)查中的作用[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2016,28(2):29-32.

[3] 安國英.遙感技術(shù)在新生代水文地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用:以喀喇昆侖山溫泉幅1∶25萬區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查為例[J].現(xiàn)代地質(zhì),2013,27(6):1445-1453.

[4] 獨仲德,趙英杰,馬炳輝,等.野外試驗場淺層水文地質(zhì)調(diào)查[J].輻射防護,2000,20(z1):123-128.