基于GIS的县级矿产资源规划数据库建设与实现

１面ｌ救字技术　书　学术论坛　基于ＧＩＳ的县级矿产资源规划数据库建设与实现　李培良江泮雨晨林锦富　（桂林理工大学广西桂林５４１００４）　摘要：县级矿产资源规划数据库建设作为全国矿产资源规划数据库建设的基本单元，是国土资源信息化建设的基础数据保障。本文根　据县级矿产资源数据库建设的实践经验，将ＧＩＳ技术融合于矿产规划数据库建设标准、规范的执行中，探索基ｇ－ＧＩｓ技术的县级矿产资源规　划数据库设计与实现方法，以便实现县级矿产资源规划数据库的空间性和动态性。　关键词：ＧＩＳ县级矿产资源规划数据库建设实现　中图分类号：ＴＮＴＮ　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７．９４１６（２０１３）０６—０２３９．０３　矿产资源是一种不可再生的自然资源，是国民经济和社会发展　利于促进全国矿产资源“一张图”管理的实现，笔者将总结第二轮（广　的重要物质基础，随着我国工业化和现代化的到来，国家对矿产资　西陆川、大化）县级矿产规划数据库建设与实现的经验教训，供同行　源需求量急增【１】，为此，推动矿政管理信息化、提高矿产资源规划管　参考。　理工作的信息化水平，具有重要的现实意义　县级矿产资源规划数　１国内外矿产资源规划数据库建设简况　据库建设作为全国矿产资源规划数据库建设的基本单元，该数据库　矿产资源在人类生产和社会经济发展中具有特殊保障性和战　的建设不仅有助于实现对地方矿产资源规划的信息化管理，而且有　辫辩ｌ教攥　略性作用，矿产资源信息化建设受到世界各国的普遍关注。　在国外，尤其是美国、加拿大、澳大利亚等信息技术发达国家，　矿产资源信息化建设长期以来倍受重视。如：美国早在７ｏｇ代就开　ｌ——　帮冀糯簸榴　黉瓤颧　始了矿产资源相关数据库的建设，先后分门别类地建立了各种全　面、完整、数据庞大的数据库系统。瑞典、德国、英国、俄罗斯等国也　都先后建立了各自的矿产地质数据库［２１。九十年代至今，特别是随　着网络技术和３ｓ技术的迅猛发展，这些国家的数据库经过长期的　数据积累和不断更新，目前社会效益显著，已能够为全社会提供高　袭捺Ｉ　ｌ鬻概　蟪鹾礁袭ｌ　ｌ媛展　襞ｌｌ麓　囊嬲ｌ　ｌ麓髓鬻楼　艚￥《黪斌ｌ　Ｉ班蛳　礴琏ｌｌＷｃ，￣ｄ　蔽Ｉ　ｌｗ　臻忒　效的信息服务，基本实现了由最初的注重管理向目前的注重服务　的转变；同时，也由最初的数据积累向当前的时空整合、网络整合　的高层次应用方向发展，对社会经济的持续发展产生了深远的影　响［３】口　由于历史和技术原因，我国矿产资源信息化建设较国外发达国　家相比起步要晚。但随着国土资源部国土资源信息化建设诸项工程　蔑　犍　譬　戢邂髓　壤　藏簸鬻袋　熬赣　陵　ｄ辏畿　上　爱数　憩壤　的逐步实施，我国矿产资源管理信息化建设工作也逐步开展。国土　资源部制定了《矿产资源规划数据库标准））（ＤＺ／Ｔ０２２６－２０１０）（以下　简称《标准》）、　省级矿产资源规划数据库建设指南（试行）》（２０ｏ８）等　数据库建设的指导性文件，为矿产资源规划数据库建设提供了方　群挟　强　土　懑羧　觳燃霹　教德鞲鞭　ｒ　鬟蔫　囊瓣ｔ　摩　ｇ譬Ｃｎ享段：　箪文绰享段：　—　表１矿产资源规划数据库空间要素分层　基础地理　信息要素　基础地质　信息要素　矿产资源　现状要素　矿产资源　规划要素　水系、居民地　交通、境界与政区、地貌、重要基础设　施、自然与历史文化保护区　地质体主要构造、成矿区带　、逸叠露要享段　当带点文件　点蔫娃文件　当蘑医文件　确定　｛　矿产资源勘查、矿产资源开发、矿山环境与地质灾害、　地质工作程度　矿产资源调查评价与勘查规划、矿产资源开发利用与保　护规划、矿山环境保护与恢复治理规划　放弃　；　图２借助ＳＥＣＴＩＯＮ软件挂接属性字段值　西ｆ陆川大　基金项目：２０１１年广西研究生教育创新计划项目“广西区市、县级矿产资源规划数据库标准４ｇ，ｇ－￣”（２Ｏｌ１１０５９６０７０９Ｍ０２）：￣１化）县矿产规划编制及其数据库建设项目资助。　作者简介：李培良，男，１９８０年生，讲师，主要研究方向为计算机地质学。　通讯作者：林锦富，男，１９６２年生，教授，博士，研究方向：矿产勘查与经济评价。　学术论坛　Ｉ　兰苎　…　。Ｉ与应用　向。２００５年前后涌现了大量第一轮矿产资源规划编制及其数据库建　本相同，故借助ＭＡＰＧＩＳ相关辅助软件ＳＥＣＴＩＯＮ与Ｅｘｃｅｌ表格通过　设的实践（华晓燕等，２００４；闫金梅等，２００５；王学杰等，２００５；莫才健、　制及其数据库软件、设计的理论与实践（郭豫宾等，２００９；袁磊，２０１０￣　关键字段挂接，实现空间要素图层属性值的录入（图２）。具体操作如　　李静兰．２００５）［４－　；２００９年以来学者们关注第二轮矿产资源规划编　下：（１）在ＭＡＰＧＩｓ系统下，按照《标准　要求，添加唯一对应属性字　如“标识码”，并赋值；　李付伟，２０１１；唐海燕等，２０１２｛陈莉等，２０１２￣２，８－１１］。总之，ＧＩＳ及　段，辅助软件在矿产规划数据库建设中应用前景广泛。　（２）在Ｅｘｃｅｌ中，按照　标准》属性结构字段要求，建立Ｅｘｃｅｌ表格　２　ＧＩＳ与矿产资源规划数据库建设　ＧＩｓ（ＧｅｏｇｒａＤｈｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）Ｒ［Ｊ地理信息系统的简　称，是在计算机硬件、软件系统的支持下，对地球表面空间中有关地　数据，并结合规划附表数据成果，填写相应属性字段值（大部分属性　字段值可直接从规划附表里复制而得），并使之处于打开状态；　（３）借助ＳＥＣＴＩＯＮ辅助软件，打开相应的空间要素图层，通过唯　一对应属性字段作为关键字段，如“标识码”，进行Ｅｘｃｅｌ数据与图层　理分布的数据进行采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示的一种　数据的连接。　计算机技术体系　。ＧＩＳ具有采集、管理、分析和输出多种地理信息　３．４空间数据转换　的能力，具有空间性和动态性；由计算机系统支持进行空间地理数　据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用　于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务＿】　。正因ＧＩＳ　具有以上两大特征，在ＧＩＳ软件支持下，建立矿产资源规划数据库，　将矿产资源信息与基础地理信息融为一体，可以解决过去资料更新　困难、现势性差等问题，为实现高效的空间查询和分析提供保证，并　伴随网络技术的发展，共同促进矿产资源信息管理和服务进入新阶　段。　３基于ＧＩＳ的县级矿产资源规划数据库建设　第二轮县级矿产规划数据库建设，依托于矿产资源总体规划　（２００８—２０１５年）成果数据，按照中华人民共和国国土资源部发布的　矿产资源规划数据库标准｝｝（ＤＺ／Ｔ０２２６—２０１　０）开展，主要应用　ＭＡＰＧＩＳ和ＡＲＣＧＩＳ两大ＧＩＳ系统软件及其相关辅助软件。为保证数　据库建设工作的顺利进行，根据《标准　及矿产资源规划数据库相关　的数据，采用建库工作流程（图１）。　３．１资料收集　完整、齐全、有效的矿产资源规划成果资料是建立数据库的前　提，也是对数据库进行分析的基础。县级矿产资源规划数据库建设　需收集的资料包括：图件类、表格类和文字类成果资料。图件类资　料：矿产资源分布图、矿产资源勘查规划图、开发利用现状及规划　图、矿山地质环境保护与恢复治理规划图；表格类资料：矿产资源规　划成果系列附表；文字类：矿产资源规划文本、规划说明及数据库建　设相关标准、规范等。　３．２资料预处理　在全面收集规划数据成果的基础上，对资料进行系统的分析研　究、综合整理及筛选等，可将所有资料分为空间数据和非空间数据　两大类。空间数据主要包括矢量数据和光栅图件，非空间数据主要　是相关的表格、文本、文件、标准和规范等。　３．３空间要素分层及属性输入　矿产资源规划空间数据包括点、线、面３种基本几何特征，其均　有各自的储存方式。以保证数据库的实用性为目标，参照（（标准》，将　空间数据资料划分为四大类，分别为：基础地理信息要素、基础地质　信息要素、矿产资源现状要素、矿产资源规划要素（表１）。　并对各空间要素图层进行拓扑检查修改、排除错误，保证要素　图层无拓扑错误，再标准化命名。构建空间要素属性结构及属性字　段赋值是矿产规划数据库建设过程中一项基础而重要的工作，其成　果质量的高低直接决定数据库成果质量的优劣。传统的属性录入方　法主要是在ＭＡＰＧＩＳ或ＡＲＣＧＩＳ等ＧＩＳ软件中，直接建立属性结构并　录入属性值，但该方法工作量大且易出错。通过对　规范》各图层属　性结构和矿产资源规划附表字段结构的对比，发现二者字段结构基　县级矿产资源规划成果提交矢量及空间要素分层多为在　ＭＡＰＧＩＳ平台下完成的，需将其转换成ＡＲＣＧＩＳ成果数据，包括　Ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ数据库和Ｓｈａｐｅ文件。具体如下：　（１）按照　标准》要求，提交的数据库空间数据需以度为单位，而　规划成果矢量数据一般是以毫米为单位的投影坐标系。为此，可借　助ＭＡＰＧＩＳ软件投影变换功能模块，选择工作区直接投影变化，将投　影坐标系转化为地理坐标系。为避免转换后出现拓扑错误，应将坐　标点问的最小距离设置为０．００００１。　（２）利用ＭＡＰＧＩＳ文件转换功能模块，将ＭＡＰＧＩｓ平台下构建的　点（　．ｗｔ）、线（　．ｗ１）、面（｝．ｗｐ）文件转换为Ｓｈａｐｅ格式文件。　（３）借助ＡＲＣＧＩＳ软件中ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ的导入导出功能将第　二步中转换形成的Ｓｈａｐｅ格式文件转换为Ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ数据，并　进行数据质量检查，以保证转换后数据的完整性。为保证数据转　换后参考坐标系的准确性和一致性，将各图层文件坐标系统一　设置为ＧＣＳ—ｘｉａｎ—ｌ９８０。　若数据库建设选择在ＡＲＣＧＩＳ平台下进行，则数据无需向　ＭＡＰＧＩＳ格式进行转换，只需在使用ＡＲＣＧＩＳ平台建立空间数据及　属．性录入的过程中直接选择ＧｅｏｄａｔａｂａＳｅ格式，在完成空间图层建立　和属性录入后，进行数据质量检查ｌ　ｌ１。　３．５非空间数据及元数据建设　非空间数据包括规划文档和规划附表，按照《标准＊要求，创建　ｗｏｒｄｔｄ｝式的规划文本、编制说明、其他文档；创造Ａｃｃｅｓｓ￣式的附表　及Ｅｘｃｅｌ格式的成果附表等相关文档资料，并进行标准化命名。　元数据建设参照《标准》要求，填写《元数据信息采集表》，参照　《国土资源信息核心元数据标准））（ＴＤ／Ｔ１０１６），按核心元数据信息、　标识信息、数据质量信息、空问参照系统信息、内容信息、分发信息　和联系信息进行分类描述，提交ＷｏｒｄＪｈ￣式的元数据采集表和Ａｃｏｅｓｓ　格式的元数据数据库。　３．６数据质量检查与监控　实践表明采用人工检查与软件检测相结合的办法是高效的。人　工检查可选择互查、抽查的方式核查数据库内容；借助矿产规划成　果数据库质检专业软件对数据库进行检测，并对软件检测结果进行　重点核实、补充和修改。但无论采用何种检查与监控方式，都得坚持　对空间数据的检查做到图层数据无拓扑错误，且图层属性结构，包　括字段名称、字段类型及长度与属性字段值完整，特别需要保证必　选字段的完整性与准确性；对非空间数据的检查应确保文本、表格　内容的完整性与准确性及排版结构的整洁性、美观性。　３．７数据成果提交方式　通过县级矿产资源规划数据库的建设、检查与监控，最终形成　……下转第２４２页　学术论坛　ｌｆ¨数字技术　Ｊ；ｉ鬲。　的入口，用户通过ＷＥＢ浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管　云计算服务的各种标准等，用户端与云端交互操作人口，可以完成　理用户。　用户或服务注册，对服务的定制和使用。　服务目录：云用户在取得相应权限（付费或其他限制）后可以选　服务管理中间件：在云计算技术中，中间件位于服务和服务器　提供管理和服务即云计算体系结构中的管理系统。对标　择或定制的服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作，在云用　集群之间，识、认证、授权、目录、安全性等服务进行标准化和操作，为应用提供　户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。　管理系统和部署工具：提供管理和服务，能管理云用户，能对用　户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算机资源和服务，　统一的标准化程序接口和协议，隐藏底层硬件、操作系统和网络的　异构性，统一管理网络资源。　接收用户发送的请求，根据用户请求并转发到相应的应用程序，调　虚拟化资源：指一些可以实现一定操作，具有一定功能，但其本　度资源智能地部署资源和应用，动态的部署、配置和回收资源。　身是虚拟而不是真实的资源，如计算池、存储池和网络池、数据库资　通过软件技术来实现相关的虚拟化功能，包括虚拟环境、虚拟　资源监控：监控和计量云系统资源的使用情况，以便做出迅速　源等，反应，完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控，确保资源能顺　系统、虚拟平台。　利分配给合适用户。　物理资源：主要指能支持计算机正常运行的一些硬件设备及技　服务器集群：虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理，负责高　术，可以通过现有网络技术和并行技术、分布式技术将分散的计算　并量的用户请求处理、大计算量处理、用户ＷＥＢ应用服务，云数据存　机组成一个能提供超强功能的集群用于计算和存储等云计算操作。　储时采用相应数据切割算法，采用并行方式上传和下载大容量数据。　４结语　用户可通过云用户端从列表中选择所需的服务，其请求通过管　云计算作为下一代ＩＴ的发展趋势，在我国得到了充分的推动和　理系统调度相应的资源，并通过部署工具分发请求、配置ＷＥ应用。　３．２云计算服务层次　在云计算中，根据其服务集合所提供的服务类型，整个云计算　缺乏在基础软件设施层面对云计算模式的支持。同时　服务集合被划分成４个层次：应用层、平台层、基础设施层和虚拟化　建设的部分，层。这４个层次每一层都对应着一个子服务集合，如下图为云计算服　信息系统和网络设备使用的关键芯片、核心软件和部件绝大部分依　务层次。（见图２）　蓬勃的发展，但我们必须看到，由于国内在云计算领域对核心技术　的掌握不足，目前国内所建设的云计算中心，更多的投入是在硬件　赖进口，存在着安全隐患。总之，虽然云计算的发展还存在着诸多的　但作为一种新型的互联网服务和计算模型。它展示了越来越　云计算的服务层次是根据服务类型即服务集合来划分，体系结　问题，涉及了各行各业方方面面的人们，并将最终彻底影　构中的层次是可以分割的，即某一层次可以单独完成一项用户的请　强大的生命力，响和改变改我们的生活。　求而不需要其他层次为其提供必要的服务和支持。　３．３云计算技术层次　参考文献　从云计算技术角度来分，云计算大约有４部分构成：物理资源、　［１］王鹏。郭本俊．《走进云计算　２Ｏ１　０．　虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口，如图：（见图３）　［２］陈晓琳．《云计算的分析与研究》．２Ｏ１　２．　服务接口：统一规定了在云计算时代使用计算机的各种规范、　……上接第２４０页　２００５。ｌ　４（７）：７６－７８．　规范的数据库建设成果提交文件。　［８］郭豫宾，何政伟，许辉熙．应用ＭＡＰＧＩＳ与ＡＲＣＧＩＳ构建矿产规划数据　库［Ｊ］．测绘与空间地理信息，２００９，３２（５）：１　２７—１　２９．　４结语　县级矿产规划数据库建设是构成全国矿产规划数据库建设的　［９］李付伟．基于ＣＡＳＥ建模的矿产资源数据库建设与应用研究［Ｄ］．昆　明理工大学，２０１　１．　基本单元，其建设严格执行《标准》要求，借助ＧＩＳ辅助软件，提高数　［１　０］唐海燕，朱映，杨婷．镇江市矿产资源规划数据库建设创新探讨　据库建设的可操作性和数据库建设质量、核对矿产资源经济基础数　］．地质学刊，２Ｏ１　２，３６（４）：３７９－３８３．　据的客观性，便于去伪存真，推动我国矿政信息化。　［１１］陈莉。陶卫卫．淄博市矿产资源规划数据库建设［Ｊ］．山东国土资　参考文献　源，２０１　２，２８（７）：３７－３９，４３．　［１］魏芳，黄建平，黄震，等．江苏铁矿资源潜力评价［Ｊ］．地质学刊，　［１　２］张春明，孙豁然，姜绍飞，赵志刚．“基于ＧＩＳ技术的矿产资源管　２０１２，３６（２）：１５７—１６４．　理信息系统”的设计与实现［Ｊ］．微计算机信息，２００５，２１（８）：１　５３—　．５４．１　Ｏ３．　［２］袁磊．矿产资源规划数据库建设及其应用研究——以丽江市为例　１　［Ｄ］．昆明理工大学。２０１０．　［１３］胡艳慧．ＧＩＳ在矿产资源管理信息化方面的研究［Ｄ］．太原理工大　２００７．　［３］宋国耀，肖克炎。朱裕生，等．国土资源信息系统建设现状及对策　学，［１４］毕天平．基于ＧＩＳ的矿产资源规划管理技术研究［Ｄ］．东北大学，　［Ｊ］．物探化探计算技术，２０００（４）：２８９—２９４．　　０．　［４］华晓燕，黎雷．省级矿产资源规划数据库系统设计和应用［Ｊ］．矿产　２０１保护与利用，２００６（３）：１—５．　资源环境与工程，２０００，ｌ　９（３）：２３５－２３８．　［１５］郑毅，袁佳．基于ＡＤ的县级矿产规划数据库构建方法［Ｊ］．中国西　２０１　２，１　ｌ（９）：１—３．　［５］闫金梅，刘云勇．基于ＭＡＰＧＩＳ￣矿产资源规划数据库系统构建［Ｊ］．　部科技．［１　６］中华人民共和国国土资源部．矿产资源规划数据库标准（ＤＴ／　［６］王学杰，高德政，杨德生．县级矿产资源规划管理信息系统的数据　库设计［Ｊ］．电脑知识与技术，２００５（５）：６４—６６．　［７］莫才健，李静兰．矿产资源规划数据库的构建和实现［Ｊ］．中国矿业，