ARCGIS數(shù)據(jù)庫在礦產(chǎn)資源規(guī)劃中的實際應(yīng)用

孟志勇，付義琴，譚 馨

(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，云南昆明 650051)

2015年云南省隨同全國開展了第三次市、縣級礦產(chǎn)資源規(guī)劃。該規(guī)劃主要服務(wù)于市、縣級國土資源部門建立和完善礦業(yè)權(quán)的管理和設(shè)置，保障礦產(chǎn)資源安全供應(yīng)，推進資源利用方式根本轉(zhuǎn)變，加快礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級和綠色發(fā)展，深化礦產(chǎn)資源管理改革，促進國家礦業(yè)經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展，此規(guī)劃是各級國土資源部門審批、監(jiān)督管理地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用和資源保護活動的重要依據(jù)。

1 應(yīng)用Arcgis數(shù)據(jù)庫的背景

在前兩輪開展的礦規(guī)中采用以Mapgis點線面格式為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲模式作為數(shù)據(jù)庫建設(shè)的平臺。Mapgis平臺數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點是成圖簡單直觀，出圖美觀，圖面內(nèi)容易修改。但是缺點也是顯而易見的，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對于字段長度的存儲有限，自帶的屬性內(nèi)容檢索和運算功能匱乏，對后期海量成果數(shù)據(jù)的維護和更新，依靠過多的數(shù)據(jù)、圖形和報告文字。規(guī)劃中需要精確拐點坐標(biāo)存儲的數(shù)據(jù)(諸如采、探礦權(quán))，和有大量屬性交叉運算(諸如開采、勘查規(guī)劃)所需的區(qū)塊，用Mapgis數(shù)據(jù)格式進行存儲和使用顯得極其困難。其次Mapgis文件屬性表與Access數(shù)據(jù)庫不能直接進行屬性內(nèi)容的瀏覽和修改，必須借助Mapgis平臺中間性的.bdf文件相互轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)，不利于礦產(chǎn)資源大數(shù)據(jù)的后期更新和維護。因此全國新一輪礦產(chǎn)資源規(guī)劃，就以Arcgis要素為存儲模式的數(shù)據(jù)庫建庫平臺孕育而生。

2 Arcgis建庫的原理與流程

2.1 Arcgis數(shù)據(jù)庫建庫準(zhǔn)備及原始數(shù)據(jù)處理

通過前期的資料收集工作，將龍陵縣礦產(chǎn)資源規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)進行收集和整理分類。將縣域內(nèi)相關(guān)的礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)分為四大類：

(1)地理類：包括水系、居民地、基礎(chǔ)設(shè)施、水系、公路、鐵路、行政界線、自然與歷史文化保護區(qū)；

(2)地質(zhì)類：包括地層、巖體、地質(zhì)界線、主要構(gòu)造；

(3)礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀類：包括縣域范圍內(nèi)的礦點、礦山、規(guī)劃基期已有的探礦權(quán)、采礦權(quán)；

(4)礦產(chǎn)資源規(guī)劃類：包括調(diào)查評價區(qū)、重點礦區(qū)、勘查規(guī)劃區(qū)塊(探礦權(quán))、勘查規(guī)劃分區(qū)、開采規(guī)劃區(qū)塊(采礦權(quán))、開采規(guī)劃分區(qū)、砂石粘土開采區(qū)、勘查開發(fā)基地、礦山治理區(qū)。

這四類數(shù)據(jù)在創(chuàng)建之初的數(shù)據(jù)格式均采用mapgis點線面格式，使用的是平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，方便后期的出版成圖。

2.2 Arcgis數(shù)據(jù)庫的建庫流程

可分別按以下步驟進行

(1)將以上四類數(shù)據(jù)通過mapgis軟件自帶的轉(zhuǎn)換工具，轉(zhuǎn)換為Arcgis平臺的.shp格式文件，并對所有文件進行了投影變換，生成以度為單位的地理坐標(biāo)系文件，并在轉(zhuǎn)換后對相應(yīng)數(shù)據(jù)的屬性內(nèi)容進行核對和補充。其中，針對規(guī)劃中采礦權(quán)(新、老)、探礦權(quán)(新、老)、砂石粘土開采區(qū)這五個核心的圖形數(shù)據(jù)，則運用了礦規(guī)專項下發(fā)的基于Arcgis平臺開發(fā)的區(qū)劃編錄系統(tǒng)，對其進行了專門的數(shù)據(jù)整理錄入，確認無誤后直接生成對應(yīng)的.shp文件(圖1)。

圖1 礦產(chǎn)資源規(guī)劃區(qū)劃數(shù)據(jù)編錄軟件導(dǎo)入采礦權(quán)數(shù)據(jù)示意圖

(2)通過Arcgis的Arcatalog建立龍陵縣礦產(chǎn)資源規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫Geodatabase，數(shù)據(jù)格式為.mdb，。在個人數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建相應(yīng)四大類的要素數(shù)據(jù)集并命名，定義四個要素數(shù)據(jù)集的投影參數(shù)均為西安80地理

坐標(biāo)系，用于裝載轉(zhuǎn)換后成果數(shù)據(jù)。shp文件(圖2)。

圖2 ArcCatalong中建立規(guī)劃數(shù)據(jù)庫要素數(shù)據(jù)集分類圖

圖3 要素數(shù)據(jù)集中要素屬性表導(dǎo)出示意圖

(3)將對應(yīng)的.shp文件規(guī)劃數(shù)據(jù)逐一裝入要素數(shù)據(jù)集中。此過程中值得注意的是，.shp文件作為單一文件存在的時候，其存儲的屬性項中雖然支持文本格式，但是不能存儲超過256字節(jié)的.shp文件，而要素數(shù)據(jù)集的建立則彌補了這個問題。對于比單一.shp文件更高級的數(shù)據(jù)儲存模型而言，要素數(shù)據(jù)集中管理的要素文件，可以存儲最高2147483647個字節(jié)的屬性內(nèi)容，這樣我們就能將含有海量屬性內(nèi)容的文件無損的放入Geodatabase數(shù)據(jù)庫中，解決了Mapgsi數(shù)據(jù)庫無法解決的儲存問題，也能夠更加精確的管理采、探礦權(quán)等數(shù)據(jù)文件。這樣整個規(guī)劃需要的圖形數(shù)據(jù)就完全規(guī)范到了Arcgis平臺的Geodatabase數(shù)據(jù)庫中。

(4)規(guī)劃中涉及的表格文件通過Access數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一存放，建立龍陵縣規(guī)劃附表數(shù)據(jù)庫D1-530523-2015規(guī)劃附表.mdb。通過兩個途徑進行表格數(shù)據(jù)的錄入，一是利用Arcgis平臺與Access數(shù)據(jù)庫格式的無縫銜接，將要素數(shù)據(jù)集文件中對應(yīng)的屬性表導(dǎo)出到D1-530523-2015規(guī)劃附表.mdb中(圖3)，這樣規(guī)劃附表的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)就和與之對應(yīng)圖層文件一致，這是Arcgis數(shù)據(jù)庫相對Mapgis數(shù)據(jù)庫無法比擬的數(shù)據(jù)優(yōu)勢。二是針對沒有圖件數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的表格，則采用直接在規(guī)劃附表.mdb中逐一掛接Excel表格的方式錄入。這樣就完成了龍陵縣規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，并保證了庫中數(shù)據(jù)的圖表一致性。

3 Arcgis數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理和后期維護

基于Arcgis平臺的數(shù)據(jù)庫對礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)的儲存和后期維護具有一定的優(yōu)勢。

3.1 便于后期管理和維護

Arcgis軟件平臺的.shp圖形文件自身具有強大的屬性計算和圖形拓展功能，并能將圖形自身屬性表運算的結(jié)果以圖形的方式輸出。相對于mapgis文件單一的圖形屬性表只能導(dǎo)出作為Excel表格使用所不同的是，Arcgis軟件平臺中.shp文件所攜帶的文件屬性表可以在Arcmap中進行屬性間的運算和統(tǒng)計。屬性項數(shù)據(jù)之間的運算和統(tǒng)計以SQL查詢語言為基礎(chǔ)，不僅兼顧了圖形文件的幾個基礎(chǔ)屬性項(XY坐標(biāo)、周長、面積)的計算，還可以統(tǒng)計圖形區(qū)塊中不同屬性項的分組結(jié)果。

在實際運用規(guī)劃數(shù)據(jù)的過程中，我們需要統(tǒng)計各規(guī)劃區(qū)塊的面積周長拐點坐標(biāo)等基本的圖形信息，可以在.shp文件要素屬性表中建立對應(yīng)的新字段，如Area(面積)屬性項，運用屬性表自帶的計算幾何功能就能計算出圖形區(qū)塊中不同ID號的區(qū)塊的面積，并將計算的結(jié)果加入到屬性項列中。我們?nèi)绻枰獜纳习賯€礦點中找到開采模型為中型以上的礦點單獨進行研究，這時只需要運用屬性表中的字段計算器將礦點規(guī)?！葜行偷膶傩詳?shù)據(jù)進行篩選，并將含有篩選結(jié)果的點文件導(dǎo)出成為一個新的點文件。這些運用不僅可以提供我們直觀的統(tǒng)計結(jié)果，還做到了圖形和屬性表的一致，大大方便了我們?nèi)粘τ谝?guī)劃數(shù)據(jù)的使用，同時也便于后期數(shù)據(jù)的更新和維護。

3.2 便于數(shù)據(jù)自身信息挖掘

Arcgis軟件中還包含一個更為強大的運算工具Arctoolbox，它能幫助我們對Arcgis軟件平臺中的圖形文件進行圖形和屬性的對比分析和統(tǒng)計，并能與其他行業(yè)的圖形數(shù)據(jù)進行疊加使用。

在實際運用規(guī)劃數(shù)據(jù)的過程中，我們?nèi)绻枰y(tǒng)計某縣的砂石集中開采區(qū)范圍內(nèi)的采礦權(quán)數(shù)量、探礦權(quán)數(shù)量、礦點數(shù)量、礦產(chǎn)資源儲量等信息。我們只需運用Arctoolbox分析工具中的疊加分析功能，將這塊砂石集中開采區(qū)分別與該地區(qū)的采礦權(quán)、探礦權(quán)、礦點圖形進行疊加分析工具中的相交運算，得出相交的圖形文件后，對其進行所需屬性項的表格統(tǒng)計即可。

另外Arctoolbox還提供了圖形數(shù)據(jù)的投影變換、圖形拼接、圖形數(shù)據(jù)與航片衛(wèi)片之間的疊加以及基于.shp的3D建模等海量的數(shù)據(jù)處理功能。通過這些功能的運用可以更好地挖掘規(guī)劃數(shù)據(jù)的信息潛力。通過與當(dāng)?shù)貒敛块T的航片、衛(wèi)片、氣象、水文、宗地等圖形圖像數(shù)據(jù)的疊加分析，使得規(guī)劃數(shù)據(jù)更好的運用到其他領(lǐng)域，從而形成一個完善的自然資源管理體系，更好的滿足政府各個部門的實際工作需要。

3.3 方便第三方使用

Arctoolbox的轉(zhuǎn)換工具具有強大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，使得Arcgis數(shù)據(jù)與國際通用數(shù)據(jù)(如Cad、Mapinfo等)間的轉(zhuǎn)換比較方便。這樣有利于其他行政管理(如交通、水利、林業(yè)、氣象)等部門對自身需要的圖形及表格數(shù)據(jù)的提取和使用，同時能將相應(yīng)行業(yè)反饋的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換后，及時地添加到礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫中，做到規(guī)劃數(shù)據(jù)的及時更新。

4 結(jié)論

全國第三輪礦產(chǎn)資源規(guī)劃項目以Arcgis數(shù)據(jù)平臺以建庫基礎(chǔ)，是具有重大意義的一項舉措。針對今后礦產(chǎn)資源規(guī)劃越來越全面的海量數(shù)據(jù)而言，Arcgis數(shù)據(jù)庫體現(xiàn)出強大的數(shù)據(jù)管理能力和數(shù)據(jù)信息挖掘能力。和傳統(tǒng)的Mapgis數(shù)據(jù)庫相比，具有更科學(xué)的數(shù)據(jù)儲存模式和更加國際化的數(shù)據(jù)交流互動平臺，今后必將運用于更多的國土資源開發(fā)規(guī)劃領(lǐng)域。