基于MapGIS的濟源市地質環(huán)境綜合調查評價的信息系統(tǒng)建設方法和流程

王　利

摘 要：MapGIS是一種通用工具型地理信息系統(tǒng)軟件，可以對空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、檢索、分析和圖形表示?；贛apGIS平臺，本文分析了濟源市地質環(huán)境綜合調查評價中信息系統(tǒng)建設的作業(yè)方法和工作流程。

關鍵詞：MapGIS;信息系統(tǒng);工作流程

中圖分類號：P641.69 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）35-0036-04

Information System Construction Method and Process of

Comprehensive Survey and Evaluation of Jiyuan City Based on MapGIS

WANG Li

（Henan Institute of Geological Survey，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： MapGIS is a general-purpose geographic information system software that can collect， store， retrieve， analyze， and graphically represent spatial data. Based on the MapGIS platform， this paper analyzed the operating methods and workflow of the information system construction in the comprehensive survey and evaluation of the geological environment of Jiyuan City.

Keywords： MapGIS;information system;working process

濟源市位于河南省北部，基本功能定位為中國北方生態(tài)旅游城市、中原城市群能源基地和原材料基地，現(xiàn)已發(fā)展成為河南省西北部地區(qū)重要的能源基地、鉛鋅基地和煤化工基地。

1 概述

1.1 信息系統(tǒng)建設的目的和任務

信息系統(tǒng)建設的目的和任務是圍繞中原城市群西北部重工業(yè)基地經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，為國土空間規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、基礎設施建設規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃等提供地學依據(jù)。

1.2 信息系統(tǒng)建設標準體系

標準體系是整個信息系統(tǒng)建設的前提和條件，是信息系統(tǒng)建設的基礎。“中原城市群西北部重工業(yè)基地地質環(huán)境綜合調查”項目信息系統(tǒng)建設，以中國地質調查局編制的《重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南》[2]及《地質信息元數(shù)據(jù)標準》（DD 2006-05）[2]為基礎，嚴格參照國家或行業(yè)相應的技術標準，以確保整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能的正確性、有效性和可擴展性。

1.3 基本流程

數(shù)據(jù)庫建設作業(yè)流程設計的是否合理，直接關系到項目實施過程的質量和進度。因此，根據(jù)《重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南》和《地質信息元數(shù)據(jù)標準》（DD 2006-05）等要求，結合本項目實際工作情況，制定建庫基本流程。建庫工作流程如圖1所示。

1.4 信息系統(tǒng)建設內容

濟源市地質環(huán)境綜合調查評價的信息系統(tǒng)共分為成果圖數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)庫三個子庫。成果圖數(shù)據(jù)庫以MapGIS67為平臺，屬性數(shù)據(jù)庫以中國地質調查局編制的《重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南》為平臺，元數(shù)據(jù)庫以《地質信息元數(shù)據(jù)標準》（DD 2006-05）為基礎。

2 工作方法

中原城市群西北部重工業(yè)基地地質環(huán)境綜合調查數(shù)據(jù)庫是在已獲取的大量的野外調查、試驗、測試等資料基礎上，通過分析整理建立的。通過對項目所有資料進行整理、分類，并按《重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南》要求進行數(shù)據(jù)標準化，利用“重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查”數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)（以下簡稱“錄入系統(tǒng)”）完成原始數(shù)據(jù)的輸入工作，建立中原城市群西北部重工業(yè)基地地質環(huán)境綜合調查原始資料數(shù)據(jù)庫（屬性數(shù)據(jù)庫）。

對原始數(shù)據(jù)進行分析計算，利用MapGIS軟件生成各類單因子圖層及專題圖層，并配以地理底圖及單因子疊加、整飾內容，形成最終的專題圖件，為專題圖層采集相應的屬性信息進行掛接，建立中原城市群西北部重工業(yè)基地地質環(huán)境綜合調查綜合成果數(shù)據(jù)庫。

利用元數(shù)據(jù)采集軟件分別對原始資料數(shù)據(jù)、綜合成果數(shù)據(jù)采集元數(shù)據(jù)，形成元數(shù)據(jù)庫。

2.1 屬性數(shù)據(jù)庫

屬性數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)主要分為野外實測各類記錄、室內測試數(shù)據(jù)記錄兩大類。野外實測登記記錄，采取野外手工填卡，然后經(jīng)過室內整理，利用錄入系統(tǒng)通過人工錄入的方式入庫。開展野外工作之前，先按技術要求把需要填制的卡片打印成冊，并進行分類，為野外填制卡片做好前期準備工作。開展野外工作時，根據(jù)調查的實際情況，由工作人員按要求及時填寫各類原始調查卡片。野外工作結束后，在室內對原始調查記錄卡進行后期整理與補充，使其符合入庫的要求。最后由專門人員利用錄入系統(tǒng)將其人工輸入原始資料數(shù)據(jù)庫中。

室內測試數(shù)據(jù)，采用先對樣品編號、后送樣測試、獲得測試數(shù)據(jù)、最后通過錄入系統(tǒng)將數(shù)據(jù)人工輸入的方式進行入庫。開展野外工作時，由專業(yè)人員采集樣品，并對其進行編號。野外工作結束后，由專門人員對樣品進行分類整理，并送入實驗室進行測試。得到測試數(shù)據(jù)后，由建庫人員根據(jù)野外編號整理數(shù)據(jù)，并利用錄入系統(tǒng)把數(shù)據(jù)輸入原始資料數(shù)據(jù)庫中。

2.2 綜合成果數(shù)據(jù)庫

綜合成果數(shù)據(jù)庫指的是空間圖形數(shù)據(jù)庫，主要是把依據(jù)綜合成果完成的各類圖件進行入庫。

2.2.1 成果圖件編制。成果圖是空間數(shù)據(jù)庫的基本單位，同時也是生成綜合成果圖件的基礎數(shù)據(jù)。成果圖件是由數(shù)據(jù)庫圖層（單要素）經(jīng)過組合、疊加、制圖圖面修飾處理等生成的系列數(shù)字產(chǎn)品，它們可以是單要素的簡單圖件，也可以是多種專業(yè)要素組合而成的復雜圖件。

成果圖編制是在實測及收集數(shù)據(jù)處理的基礎上進行室內綜合分析、整理、計算，根據(jù)實測及收集數(shù)據(jù)，利用內插及外推的方法，結合地質、水文地質、環(huán)境地質及城市規(guī)劃等因素，首先生成含水層介質、土壤介質、滲流區(qū)介質、工作區(qū)坡度等單因子圖層，再利用MapGIS軟件給各單元賦值、疊加生成專題圖層，最后經(jīng)過投影變換、誤差校正、鑲嵌配準及空間分析等進行數(shù)字化處理，最終完成各類圖件的編制。

2.2.2 空間圖形數(shù)據(jù)建庫。空間圖形數(shù)據(jù)建庫主要有四部分工作：圖形空間位置的確定、圖形拓撲關系的建立、圖層的劃分、屬性信息的采集與掛接。圖形空間位置的確定要求數(shù)據(jù)庫中所有成果圖具有統(tǒng)一的地圖參數(shù)。圖形要素按照《重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南》要求，利用MapGIS的各項功能編輯成圖。首先是分析區(qū)內已有成果數(shù)據(jù)，結合本次實測數(shù)據(jù)進行綜合分析，通過投影變換、誤差校正、鑲嵌配準等功能完成單因子圖層的編繪，然后利用Excel進行相關數(shù)據(jù)的計算，最后通過MapGIS空間分析進行多圖層的疊加處理，形成綜合成果圖層。

正確處理好圖形拓撲關系在數(shù)據(jù)庫建設中尤為重要。只有圖層之間建立好的拓撲一致性，才能為信息系統(tǒng)建設打下基礎。為了提高拓撲一致性的精度，在進行處理工作之前，先對MapGIS中的系統(tǒng)參數(shù)進行設置，如圖2所示。之后挑選出需要參與拓撲處理的界線，對其進行線拓撲檢查，檢查無誤后整圖一次性拓撲造區(qū)。

圖2 MapGIS系統(tǒng)參數(shù)設置

圖層劃分是按《重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南》和“中原城市群西北部重工業(yè)基地地質環(huán)境綜合調查”項目要求進行的，把單幅圖件劃分成若干個圖層文件，由MapGIS的工程文件進行管理，以便于信息系統(tǒng)管理與調用。

屬性信息的采集與掛接是由專業(yè)技術人員與建庫工作人員共同完成的。專業(yè)技術人員負責屬性信息的采集以及屬性掛接至圖層后的檢查工作，建庫人員負責把專業(yè)人員采集好的屬性信息掛接至相關圖層中。

2.3 元數(shù)據(jù)庫

元數(shù)據(jù)是對建庫數(shù)據(jù)的來源、摘要、比例尺、時間、工作范圍、地理標識、提交單位以及后期維護單位等信息的說明。使用者只須查看元數(shù)據(jù)，便可對所查詢數(shù)據(jù)的基本情況一目了然。

本次工作利用中國地質調查局提供的元數(shù)據(jù)軟件，依據(jù)《地質信息元數(shù)據(jù)標準》（DD 2006-05），針對綜合成果數(shù)據(jù)庫（成果圖件）及原始資料數(shù)據(jù)庫（屬性數(shù)據(jù)），填寫元數(shù)據(jù)，建立元數(shù)據(jù)庫。一是綜合成果圖件數(shù)據(jù)，以圖幅為單位建立元數(shù)據(jù)，即一張成果圖件的所有說明信息為一條元數(shù)據(jù)記錄。二是原始資料屬性數(shù)據(jù)，以調查和測試表格為單位建立元數(shù)據(jù)，即一類調查和測試表格建立一條說明該信息的元數(shù)據(jù)記錄。

3 數(shù)據(jù)庫質量

質量監(jiān)控貫穿整個數(shù)據(jù)庫建設過程。數(shù)據(jù)庫建設初期對數(shù)據(jù)源選擇進行質量監(jiān)控，被選擇的數(shù)據(jù)源必須滿足數(shù)據(jù)采集的質量要求，被選擇的數(shù)據(jù)源必須真實、信息齊全、詳盡完整、時空信息匹配等。數(shù)據(jù)建庫前則對數(shù)據(jù)預處理進行質量監(jiān)控，嚴格按照圖層劃分原則選擇圖層。

圖件資料建庫時首先建立各類圖件建庫操作流程，然后建立各階段數(shù)據(jù)建庫的自互檢表記錄。屬性數(shù)據(jù)建庫時先建立合格的表格及數(shù)據(jù)項類型與相應要求，然后根據(jù)中國地質調查局下發(fā)的數(shù)據(jù)錄入軟件進行數(shù)據(jù)錄入，并要求用戶嚴格按照錄入軟件操作規(guī)程錄入數(shù)據(jù)。同時在錄入數(shù)據(jù)前、數(shù)據(jù)錄入后，由專業(yè)人員進行檢查。

在數(shù)據(jù)建庫后，全面對已經(jīng)建庫的數(shù)據(jù)進行質量監(jiān)控，監(jiān)控時執(zhí)行《地質數(shù)據(jù)質量檢查與評價》（DD 2006-07）[3]。監(jiān)控時按三級檢查要求進行。一級檢查為作業(yè)組自查、互檢，要求100%的全面檢查。二級檢查是指在作業(yè)組自查、互檢的基礎上，由項目負責人或項目質檢人員對作業(yè)組生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進行100%的全面檢查。三級檢查是在二級檢查的基礎上，由承擔單位組織對生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進行初檢驗收。對每級檢查或驗收發(fā)現(xiàn)的問題進行全面修改，并經(jīng)復檢通過后方可提交下一級檢查或驗收。

全面檢查的方法包括：屏幕顯示檢查、圖表打印輸出檢查、關聯(lián)檢查和人工判別檢查等。

主要檢查內容如下：數(shù)據(jù)完整性檢查主要包括圖層完整性和結構符合性，即必選圖層和字段不能缺少;數(shù)據(jù)正確性檢查主要包括空值檢查（必填字段非空）;拓撲關系檢查主要是重復點、重復線、懸掛線、自相交、重疊區(qū)、微小三角形等檢查;邏輯一致性檢查主要是圖層和屬性一致性檢查;各類表格完整性檢查主要是檢查野外調查和室內試驗取得的各類表格、影像掃描件的完整性。最后，數(shù)據(jù)庫采集部門和數(shù)據(jù)庫維護部門要做好數(shù)據(jù)庫更新、維護和信息安全管理，以保證數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)新性和安全性。

4 結論

基于MapGIS的信息系統(tǒng)建設過程中，野外工作和室內試驗所獲得數(shù)據(jù)的精度要符合要求，綜合分析階段要做到數(shù)據(jù)、圖形、屬性的完整統(tǒng)一。本研究基于《重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南》和《地質信息元數(shù)據(jù)標準》（DD 2006-05），利用MapGIS6.7軟件開展信息系統(tǒng)建設，建立的數(shù)據(jù)庫已順利通過驗收，可供類似項目參考。

參考文獻：

[1]中國地質調查局.重要經(jīng)濟區(qū)和城市群地質環(huán)境調查數(shù)據(jù)庫建設指南[Z].2014.

[2]中國地質調查局.地質信息元數(shù)據(jù)標準：DD 2006-05[S].北京：中國標準出版社，2006.

[3]中國地質調查局.地質數(shù)據(jù)質量檢查與評價：DD 2006-07[S].北京：中國標準出版社，2006.