基于GIS的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與實(shí)現(xiàn)

趙 雍

（陜西地建土地勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

我國(guó)礦產(chǎn)資源一直分屬相關(guān)行業(yè)部門管理，為了促進(jìn)和加快地學(xué)信息的系統(tǒng)管理與資料共享，有必要對(duì)礦產(chǎn)管理各有關(guān)單位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范統(tǒng)一，根據(jù)國(guó)家空間信息管理“一張圖”的思路[1]，建設(shè)礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)和信息共享技術(shù)，全面系統(tǒng)地對(duì)當(dāng)前礦產(chǎn)地及相關(guān)信息進(jìn)行匯總、歸納整理和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，進(jìn)一步形成一套能夠動(dòng)態(tài)的，以管理和應(yīng)用為目標(biāo)的礦產(chǎn)地資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，快捷方便地對(duì)礦產(chǎn)資料進(jìn)行查詢和檢索，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

1 研究現(xiàn)狀

我國(guó)的各相關(guān)部門已不同程度地匯編和建立了本單位的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，但這些已完成和正在實(shí)施的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)工作目前還存在一些問題有待進(jìn)一步解決，主要表現(xiàn)在：數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)資料來源不夠完整，還沒有形成涵蓋我國(guó)地礦部門以外本行業(yè)其他原各工業(yè)部門的全國(guó)范圍的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)；完成的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)沒有總體設(shè)計(jì)，而是按各自的工作方案建庫(kù)，建庫(kù)的礦種也不均勻[2]。目前，國(guó)家頒布了關(guān)于礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上建立的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，為數(shù)據(jù)庫(kù)不斷的動(dòng)態(tài)維護(hù)和更新提供了基礎(chǔ)[3]。

2 工作內(nèi)容

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，組織各有關(guān)地勘單位全面收集固體礦產(chǎn)、能源礦產(chǎn)、化工原料非金屬礦產(chǎn)、建筑材料非金屬礦產(chǎn)等礦產(chǎn)地資料，建立全國(guó)重要礦種的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)[4-6]。具體研究?jī)?nèi)容是：

（1）全面系統(tǒng)收集我國(guó)大型、中型、小型、礦點(diǎn)和礦化點(diǎn)的礦產(chǎn)地資料。

（2）組織以GIS平臺(tái)為基礎(chǔ)建立相關(guān)礦種的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。

（3）組織有關(guān)單位和人員，進(jìn)一步修訂、補(bǔ)充和完善數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式。

（4）綜合整理和完善已完成的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。

（5）對(duì)各單位完成的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，全面匯總集成，建立礦種統(tǒng)一格式的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，利用可視化空間查詢、實(shí)時(shí)編輯更新、輸入輸出等功能提供綜合的數(shù)據(jù)服務(wù)。對(duì)已建立的礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)一步完善，進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)和數(shù)據(jù)更新。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)流程

（1）制定礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)建庫(kù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，開發(fā)屬性數(shù)據(jù)錄入界面和圖形自動(dòng)生成軟件。

（2）資料的收集和整理；屬性數(shù)據(jù)庫(kù)卡片的填制和數(shù)據(jù)錄入；礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)（ArcGIS格式）的建設(shè)；數(shù)據(jù)檢查及修正。

（3）礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行匯總，建立礦產(chǎn)地空間數(shù)據(jù)庫(kù)。內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)庫(kù)的拼接和合并；數(shù)據(jù)庫(kù)檢查和修正；礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的集成；建立礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)查詢、檢索等應(yīng)用系統(tǒng)；建立全國(guó)礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)信息共享服務(wù)體系（礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作流程見圖1）。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作流程圖

4 礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用ArcGIS矢量數(shù)據(jù)格式對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的圖形信息進(jìn)行整合，數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)坐標(biāo)系統(tǒng)主要應(yīng)用地理坐標(biāo)系統(tǒng)（應(yīng)用實(shí)際經(jīng)緯度標(biāo)注橢球面上的坐標(biāo)）。信息數(shù)據(jù)的輸送運(yùn)用到地理信息系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)投影技術(shù)和無級(jí)縮放技術(shù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)屬性采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)。在數(shù)據(jù)匯總階段，數(shù)據(jù)采集和輸入采用Access格式；在成果匯總階段，數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用MS SQL SERVER格式。本數(shù)據(jù)庫(kù)共建立11個(gè)表，它們之間的關(guān)系如下圖（圖2）所示。圖中礦產(chǎn)地基本情況表與礦體特征表、開采技術(shù)表、地質(zhì)情況表、勘查工作表和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)表的關(guān)系是一對(duì)一；礦產(chǎn)地基本情況表與礦產(chǎn)儲(chǔ)量表和選礦表的關(guān)系是一對(duì)多；而礦產(chǎn)特征表與主要采礦層特征表和勘查區(qū)資源量表的關(guān)系又是一對(duì)多。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系示意圖

5 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用設(shè)計(jì)

（1）數(shù)據(jù)的查詢、檢索。進(jìn)行礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)的查詢、檢索采用菜單和參數(shù)輸入等方式，由交互用戶根據(jù)需要自行選擇。發(fā)揮計(jì)算機(jī)的智能功能，盡量減少輸入的參數(shù)，采用由數(shù)據(jù)字典提供的查詢對(duì)話窗口，通過交互逐級(jí)引導(dǎo)，對(duì)所需要的內(nèi)容進(jìn)行查詢和檢索，以減少造成的輸入錯(cuò)誤。

（2）數(shù)據(jù)的輸出。信息數(shù)據(jù)的傳輸方式可歸為兩大類：即信息數(shù)據(jù)的拷貝、打印。在信息數(shù)據(jù)可以共享的前提下，將數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的信息進(jìn)行復(fù)制、電子制作等等，即為數(shù)據(jù)拷貝；數(shù)據(jù)打印是根據(jù)用戶的實(shí)際需求，對(duì)經(jīng)常查詢及檢索的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。

（3）數(shù)據(jù)維護(hù)、更新。礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)是動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)，是隨時(shí)間發(fā)展而不斷變化的。隨著不斷深入的礦產(chǎn)勘查工作，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行日常的，不斷地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的補(bǔ)充、完善和更新等維護(hù)工作。

（4）數(shù)據(jù)的空間管理與檢索。利用GIS平臺(tái)將經(jīng)匯總的全國(guó)礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)建立成空間數(shù)據(jù)庫(kù)格式（如：ArcGIS的Shapefiles格式數(shù)據(jù)），按礦產(chǎn)種類進(jìn)行分層。同時(shí)，疊加其他相關(guān)圖層，如地理圖層、地質(zhì)圖層等，如圖3所示。采用基于菜單驅(qū)動(dòng)方式，逐級(jí)打開逐步深入的原則進(jìn)行查詢和檢索；基于圖形方式的可視化數(shù)據(jù)查詢；利用空間分析功能實(shí)現(xiàn)多方位的數(shù)據(jù)查詢。

圖3 礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)的空間管理圖

（5）數(shù)據(jù)的安全與保障。礦產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)具有較強(qiáng)的保密性，在數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)時(shí)要處理大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的采集需要投入很大的人力和物力，因此在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)期間，要隨時(shí)備份和復(fù)制，特別是各級(jí)成果數(shù)據(jù)，需要刻制成光盤進(jìn)行備份，以防數(shù)據(jù)的損失。同時(shí)，在建庫(kù)時(shí)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)資料安全保密意識(shí)，防范數(shù)據(jù)向社會(huì)擴(kuò)散和進(jìn)行其他非法商業(yè)活動(dòng)。

6 總結(jié)

通過對(duì)礦產(chǎn)地GIS數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可以方便快捷地對(duì)礦產(chǎn)資料進(jìn)行查詢和檢索，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享服務(wù)，為礦產(chǎn)資源的保護(hù)和合理利用提供保證；為社會(huì)公眾提供資源信息服務(wù)；同時(shí)，GIS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的建立，更能夠?qū)ΦV產(chǎn)資源信息進(jìn)行全面的了解，為進(jìn)一步做好資源潛力評(píng)價(jià)和礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)工作，為國(guó)家科學(xué)地制定長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃決策，以及部署礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略調(diào)查提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。