湖北省基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫的建立與更新維護進展

陳曉林, 徐 珊, 席同熙

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

湖北省基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫的建立與更新維護進展

陳曉林, 徐 珊, 席同熙

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

全面介紹湖北省不同比例尺、不同結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)庫的完成及更新情況,重點介紹湖北省1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫的建設(shè)、取得的主要成果及應(yīng)用情況。

空間數(shù)據(jù)庫;區(qū)域地質(zhì)圖;數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu);數(shù)據(jù)庫維護;湖北省

基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫是應(yīng)用地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),按不同比例尺和統(tǒng)一標準,將地質(zhì)圖及相關(guān)數(shù)據(jù)存儲于計算機而形成的數(shù)據(jù)庫。它的建立一是將大量地質(zhì)圖進行回溯性建庫,從簡編地形圖或作者原圖為成圖入口,然后進行圖形矢量化、數(shù)據(jù)編輯、拓撲處理、屬性數(shù)據(jù)輸入、建立空間數(shù)據(jù)庫等；二是應(yīng)用野外填圖系統(tǒng)在填圖過程中進行數(shù)據(jù)采集,并在最終成果資料整理階段建立數(shù)據(jù)庫。

湖北省基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫均為空間數(shù)據(jù)庫,地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫是以描述地質(zhì)要素的空間位置、幾何形態(tài)及其相互之間拓撲關(guān)系并具有空間屬性的數(shù)據(jù),以及描述各類地質(zhì)要素的特點與性質(zhì)的非空間屬性數(shù)據(jù)為對象的數(shù)據(jù)庫[1]。

湖北省區(qū)域地質(zhì)圖按比例尺可分為1∶5萬、1∶20萬、1∶25萬,基于研究工作而進行的小比例尺地質(zhì)編圖有1∶50萬和1∶250萬。由于地質(zhì)圖是所有地質(zhì)工作的基礎(chǔ)圖件,其數(shù)據(jù)庫是基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。

基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫是地質(zhì)工作部署決策、各種綜合分析評價如礦產(chǎn)與水資源評價、地質(zhì)災(zāi)害評價、土地適宜性評價、區(qū)域穩(wěn)定性評價等的重要信息源,是進一步開展地質(zhì)工作必須了解的基礎(chǔ)資料。建立與完善內(nèi)容齊全的系列基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫是地質(zhì)調(diào)查工作信息化的一項需持續(xù)進行的基本任務(wù)。

湖北省基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)始于1997年,至今已先后完成了湖北省1∶250萬、1∶50萬、1∶25萬、1∶20萬、1∶5萬地質(zhì)圖建庫,現(xiàn)階段基于野外填圖系統(tǒng)進行的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)遠景調(diào)查項目,數(shù)據(jù)庫建設(shè)隨項目工作正同步進行。

1 基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀及維護情況

1.1 湖北省1∶250萬數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫

湖北省1∶250萬數(shù)字地質(zhì)圖是由中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心主持編制的全國1∶250萬數(shù)字地質(zhì)圖之湖北省部分,于2002年8月由湖北省地質(zhì)調(diào)查院完成。它反映了湖北省至2000年以來的最新地質(zhì)成果。它是以湖北省1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖為基礎(chǔ)編制,對1∶50萬地質(zhì)圖各類地質(zhì)要素進行了合并,以滿足編圖需要。

湖北省1∶250萬數(shù)字地質(zhì)圖以MAPGIS為處理平臺,地層、巖漿巖、斷層、鉆孔資料、地質(zhì)界線、地質(zhì)符號注記分別建立了不同的圖層。所有地質(zhì)體面實體、斷層、鉆孔、地質(zhì)界線等全部錄入了屬性。除主數(shù)據(jù)庫外,還有地理底圖數(shù)據(jù)庫及地理內(nèi)容屬性庫、地質(zhì)內(nèi)容屬性庫,MAPGIS系統(tǒng)庫由中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心項目辦統(tǒng)一提供。由中國地質(zhì)調(diào)查局下發(fā)的1∶250萬掛圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),為單機版運行系統(tǒng),可在Windows 2000/XP操作系統(tǒng)下運行,系統(tǒng)采用GIS技術(shù),通過對MAPGIS進行二次開發(fā),實現(xiàn)了按任意空間范圍、任意地質(zhì)內(nèi)容、地理內(nèi)容及屬性內(nèi)容的檢索、成圖、自動形成圖例、輸出等功能。

1.2 湖北省1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫

湖北省1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫是根據(jù)全國1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫課題總要求編制和建庫的,于1998年由湖北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所完成。

1∶50萬地質(zhì)圖編圖是以《湖北省區(qū)域地質(zhì)志》所附1∶50萬湖北省地質(zhì)圖為基礎(chǔ)圖件進行修編,修編中引用了湖北省相關(guān)地質(zhì)單位從20世紀80年代末—90年代以來所完成的1∶5萬區(qū)調(diào)圖幅及專題科研成果,利用1∶5萬區(qū)調(diào)成果達80幅左右。新編地質(zhì)圖之地層以《湖北省巖石地層》專題研究成果為依據(jù),根據(jù)湖北省所處的昆侖—秦嶺造山帶及揚子陸塊區(qū)地質(zhì)發(fā)展的明顯差異,以青峰—襄廣斷裂為界,依各自沉積特征劃分了南秦嶺—大別山地層區(qū)及揚子地層區(qū),分別建立和完善了不同地層區(qū)的地層層序,全省共劃分12個系,168個巖石(構(gòu)造)地層單位,并進行了區(qū)域?qū)Ρ?圖面上準確而客觀地反映了各時代地層的分布特征及延伸相變情況。對分布于南秦嶺—大別山地層區(qū)的前寒武系幾套淺變質(zhì)巖系分別擬定為武當山(巖)群、紅安(巖)群、耀嶺河組。對桐柏大別山地區(qū)及黃陵地區(qū)的中深變質(zhì)雜巖區(qū),解體為變質(zhì)表殼巖與變質(zhì)深成侵入巖兩個不同的巖石系列,變質(zhì)表殼巖為大別山(巖)群,變質(zhì)深成侵入巖以二長花崗巖系列和TTG系列分別表示；對全省巖漿巖除個別未開展1∶5萬區(qū)調(diào)的地區(qū)外,均以巖石譜系單位——單元作為基本編圖單位,全省共劃分25個超單元、76個單元、22個獨立單元；在地質(zhì)構(gòu)造上新增了逆沖推覆構(gòu)造和滑覆構(gòu)造,韌性剪切帶、高壓超高壓榴輝巖等。全面地反映了湖北省在當時地質(zhì)調(diào)查研究所取得的新成果。并將全部地質(zhì)信息輸入計算機,成為全省第一代數(shù)字化地質(zhì)圖。

湖北省1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖及數(shù)據(jù)庫以MAPGIS為處理平臺,MAPGIS系統(tǒng)庫由全國總課題組統(tǒng)一提供,劃分了地層、巖漿巖、斷層、特殊構(gòu)造層等圖層,完成了所有面元部分及30條主要斷裂、55個同位素年齡數(shù)據(jù)屬性的錄入。地理底圖采用國家測繪局基礎(chǔ)地理信息中心1997年為編制湖北省1∶50萬數(shù)字化地質(zhì)圖提供的地理底圖。

由中國地質(zhì)調(diào)查局下發(fā)的1∶50萬地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),為單機版運行系統(tǒng),可在Windows 2000/XP操作系統(tǒng)下運行,系統(tǒng)采用GIS技術(shù),通過對MAPGIS進行二次開發(fā),實現(xiàn)了按任意空間范圍、任意地質(zhì)內(nèi)容、地理內(nèi)容及屬性內(nèi)容的檢索、成圖、自動形成圖例、輸出等功能。

以湖北省1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖為基礎(chǔ),由湖北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局1998年立項并完成的湖北省1∶50萬數(shù)字化地質(zhì)構(gòu)造圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化巖漿巖地質(zhì)圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化金屬礦產(chǎn)圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化非金屬礦產(chǎn)圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化水文地質(zhì)圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化工程地質(zhì)圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化布格重力異常圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化化探組合異常圖、湖北省1∶50萬數(shù)字化金屬礦產(chǎn)成礦遠景區(qū)劃圖,成為湖北省第一套,也是全國第一套1∶50萬省級數(shù)字化地質(zhì)礦產(chǎn)系列圖件,其成果獲2000年湖北省科技進步二等獎。

于2013年啟動的第二代湖北省1∶50萬地質(zhì)圖修編及數(shù)據(jù)庫建設(shè)目前仍在進行中。湖北省第二代1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫是根據(jù)全國1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫課題總要求編制和建庫,它是在《湖北省區(qū)域地質(zhì)志》修編的基礎(chǔ)上進行的編圖。此次編圖,引用了自2000年以來區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)科研所取得的一系列新成果,如大洪山地區(qū)新發(fā)現(xiàn)揚子陸塊北緣晉寧期板塊拼合帶,首次將蘇家河蛇綠混雜巖、高橋構(gòu)造混雜巖作為地質(zhì)編圖單位,湖北省地層區(qū)劃及巖石地層的重新厘定,湖北省第四紀地層的重新劃分等。

湖北省第二代1∶50萬數(shù)字地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫以MAPGIS為處理平臺,由中國地質(zhì)調(diào)查局項目辦建立全國性的總庫,各省數(shù)據(jù)庫和總庫之間,可以通過網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享,使用由項目辦統(tǒng)一提供的漢儀字庫、子圖庫、線型庫、圖案和顏色庫。數(shù)據(jù)庫由地理圖庫、地質(zhì)圖庫、地質(zhì)構(gòu)造圖庫、巖漿巖地質(zhì)圖庫、第四紀及地貌圖庫等組成。

1.3 湖北省1∶25萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫

湖北省1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作始于2000年,至2008年共完成省內(nèi)8幅,其中2005年前完成的神農(nóng)架幅、荊門市幅、隨州市幅、麻城市幅、建始縣幅、宜昌市幅在提交最終成果時,按《地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作指南2.0版》的要求進行了數(shù)據(jù)庫建庫,數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)同1∶20萬地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫。

2008年由中國地質(zhì)調(diào)查局下達的1∶25萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(湖北部分),屬第二代1∶25萬地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫,其要求是將第一代數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)至以RGMAPGIS為處理平臺的系統(tǒng)上來,湖北省地調(diào)院于2008—2010年組織實施。共完成省內(nèi)標準圖幅6幅。于2008年完成的十堰市幅、襄樊市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查為數(shù)字填圖項目,項目成果提交時,同時完成了以RGMAPGIS為處理平臺的數(shù)據(jù)庫。

1.4 湖北省1∶20萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫

1∶20萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(湖北部分)項目由中國地質(zhì)調(diào)查局于1997年下達,是最早開始進行的基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫建庫項目,由湖北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所和湖北省地調(diào)院組織實施。至2002年全部完成,共完成省內(nèi)標準圖幅22幅,與周邊鄰省接邊省內(nèi)部分20幅。僅沙市、沔陽幅第四系厚覆蓋區(qū)因未作20萬區(qū)調(diào)工作未建庫。

在數(shù)據(jù)處理過程中,利用地層清理成果及1∶5萬區(qū)調(diào)成果對圖面進行了修編,地層用巖石地層單位對原圖面進行了套改,侵入巖用巖石譜系單位對原圖面進行了套改。

由于1∶20萬地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫建庫時參照當時最新的1∶5萬區(qū)調(diào)圖幅及其它專題科研成果,對圖面沉積地層依據(jù)巖石地層單位清理成果進行了套改,侵入巖依據(jù)巖石譜系單位進行了套改,已不能反映地質(zhì)圖的原始狀況,致使圖面與區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告不能對應(yīng),圖外綜合柱狀圖與圖切剖面亦與圖內(nèi)修編套改的內(nèi)容不一致,給地質(zhì)資料的應(yīng)用帶來不便。鑒于此,根據(jù)全國礦產(chǎn)資源潛力評價項目辦的要求,從2009年起對湖北省1∶20萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫,依照原圖重新進行建庫維護工作,到2012年總共完成標準圖幅23幅。

1.5 湖北省1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫

1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫是國家基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的重要組成部分,其主要任務(wù),是針對20世紀60年代以來全國系統(tǒng)開展的1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中所獲取的海量的紙介質(zhì)區(qū)域地質(zhì)成果資料,應(yīng)用現(xiàn)代計算機技術(shù)、空間數(shù)據(jù)管理技術(shù)和信息共享技術(shù),轉(zhuǎn)變成能為計算機識別、存儲的GIS數(shù)據(jù),從而具有較強的空間數(shù)據(jù)檢索、屬性數(shù)據(jù)檢索、多級查詢地質(zhì)要素屬性的功能,并進行全面系統(tǒng)地匯總管理。項目由中國地質(zhì)調(diào)查局1999年立項,該局發(fā)展研究中心主持。從2001年開始試驗性建庫,至2003年全面啟動。建庫標準在《地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作指南2.0版》的基礎(chǔ)上,由中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心編制了《1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(分省)建設(shè)實施細則》,并提供全國統(tǒng)一的MAPGIS系統(tǒng)庫。

湖北省1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)是全國基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)中的一部分,也是湖北省基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重點項目。湖北省從2000年進行了3幅圖的試點工作,2001年完成。2003年正式啟動該項目,其主要任務(wù)是將20世紀70年代以來湖北省系統(tǒng)開展的1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作所獲取的基礎(chǔ)地質(zhì)成果資料進行全面系統(tǒng)的數(shù)字化及建庫,為了與近10年以來進行的數(shù)字填圖所完成的數(shù)據(jù)庫相區(qū)分,也稱為回溯性建庫。

湖北省1∶5萬標準分幅共420幅(不含跨邊角,主體在省外的圖幅)。1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查始于20世紀70年代末,至2000年完成區(qū)調(diào)圖幅177.25幅(原湖北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)調(diào)管理科統(tǒng)計,含宜昌地區(qū)、孝感地區(qū)城市區(qū)調(diào)共8.25幅)。分布地域主要為昆侖—秦嶺造山帶之鄂西北、鄂東北地區(qū),鄂東南地區(qū)系湖北省重要的礦產(chǎn)分布地區(qū),基本完成了1∶5萬區(qū)調(diào),鄂西地區(qū)主要分布于黃陵花崗巖及宜昌、巴東周邊地區(qū),鄂西南廣大地區(qū)基本未開展1∶5萬區(qū)調(diào)工作。1995年以前的所有圖幅均是按標準印刷出版,并正式匯交。另有部分圖幅由于系找礦工作需要或跨省區(qū)及其它原因,是按半幅或與一個整幅拼在一起印刷出版的。1996年以后,MAPGIS軟件開始應(yīng)用于地質(zhì)制圖,形成了最早的地質(zhì)圖電子數(shù)據(jù),但還沒有進入數(shù)據(jù)庫階段。2000年以后完成的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果已全面進入了電子數(shù)據(jù)階段,其最終成果圖件及報告全部為打印匯交。

湖北省1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)自2003年起,由湖北省地質(zhì)調(diào)查院信息中心承擔(dān)。歷經(jīng)12年,至2014年全部完成,共完成建庫164幅,不包括武漢市、宜昌市、孝感市所作非標準圖幅的城市區(qū)調(diào),其中宜昌市、武漢市非標準圖幅城市區(qū)調(diào)近年已基本被新近開展的數(shù)字填圖的區(qū)調(diào)或礦調(diào)圖幅所覆蓋。湖北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所1990年完成的大新店幅、宣化店南半幅、大悟縣北半幅聯(lián)測中的宣化店南半幅因與河南省拼幅出版,由河南省完成建庫。1993年由鄂西北地質(zhì)調(diào)查所完成的上店子幅、南寬坪南半幅、四峽口南半幅、雙河口北半幅因陜西省進行了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,其中的3個半幅由陜西省完成了建庫,上店子幅由湖北省地質(zhì)調(diào)查院完成。

2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

2.1 基于MAPGIS為處理平臺的區(qū)域地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

殷雋［25］萃取黃姜中的Cu2+、Cd2+、Pb2+，當萃取條件為壓力25.54 MPa、溫度59℃、時間為35 min時，黃姜中重金屬凈化率達到極大值。此條件下凈化率預(yù)測值為71.71%，驗證值為75.10%，Cu2+、Cd2+、Pb2+含量分別從 11.51、0.28、3.60 μg/g 降至 2.71、0.07、1.05 μg/g，且對其有效成分影響不大。

以MAPGIS為處理平臺的建庫是以回溯性區(qū)域地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫建庫為主,主要包括1∶5萬、1∶20萬區(qū)域地質(zhì)圖,數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)相同[2-3],部分早期完成的6幅1∶25萬區(qū)調(diào)圖幅亦采用此種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建庫。通過多年的工作,由中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的《1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(分省)建設(shè)實施細則》經(jīng)多次修訂,已日趨完善。數(shù)據(jù)庫建庫以圖幅為單位,將標準分幅地質(zhì)圖中的地質(zhì)要素在MAPGIS軟件中按不同內(nèi)容劃分為相應(yīng)的圖層,每一個圖層為一個獨立的適合于MAPGIS軟件的點、線、面分層文件。它包含兩個基本方面,即圖形庫和屬性庫。

2.1.1 圖形庫

圖形庫系指圖幅內(nèi)由點、線、面構(gòu)成的各類地理和地質(zhì)要素,具有相應(yīng)的空間位置,小比例尺地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫采用蘭伯特等角圓錐投影,區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫采用高斯—克呂格投影。點要素包括圖幅TIC點、高程及山峰控制點,各類地質(zhì)產(chǎn)狀、同位素地質(zhì)年齡樣、蝕變、鉆孔、礦產(chǎn)地等。線要素包括河流、交通、境界、地形等高線,各類地質(zhì)界線、斷層等。面要素又可分為2個層次:其一是構(gòu)成整個圖幅拓樸關(guān)系的面狀要素,包括面狀水系、地層、巖漿巖、脈巖、各類標志層、有邊界的構(gòu)造變形帶等,它是檢驗一個數(shù)據(jù)庫質(zhì)量的主要環(huán)節(jié);其二是不構(gòu)成圖內(nèi)整體拓樸關(guān)系的面要素,包括地理圖層中的居民地、行政區(qū)劃,地質(zhì)圖層中的變質(zhì)相帶、混合巖化帶、地層中的火山巖、無邊界的構(gòu)造變形帶等,這類面要素一般是疊加在第一類面要素之上的。圖層結(jié)構(gòu)及命名分別見圖1-圖4。

圖1 基于MAPGIS處理平臺的地質(zhì)圖(回溯性) 空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)Fig.1 Spatial database structure of geological map based on MAPGIS processing platform

2.1.2 屬性庫

屬性庫是將以上各類地理和地質(zhì)體劃分為不同的圖層,在圖層中賦予地理及地質(zhì)體不同的屬性,由屬性數(shù)據(jù)中最小的單元——“數(shù)據(jù)項”組成,每一個數(shù)據(jù)項代表了所在圖層中的基本要素,如地層圖層中包含地層單位名稱、地層單位代號、巖石名稱、巖石顏色、巖石結(jié)構(gòu)、巖石構(gòu)造、主要化石、地層厚度、含礦性等；斷層包含了斷層性質(zhì)、斷層名稱、斷層走向、斷層傾向、斷層傾角、斷距、構(gòu)造巖、斷層形成時代等。

圖2 MAPGIS軟件中顯示的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)Fig.2 MAPGIS software displaying database structure

圖3 只顯示斷裂圖層的界面Fig.3 Interface displaying fracture layer

圖4 圖層命名規(guī)則Fig.4 Naming rule of layer

2.2 基于野外數(shù)字填圖系統(tǒng)的地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

基于野外數(shù)字填圖軟件(RGMAPGIS)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫,是基于先進、實用的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫模型技術(shù),以中國地質(zhì)調(diào)查局《地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫標準》(2006版)和項目組制定的《1∶25萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)要求及實施細則》2007版為藍本,采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫建模技術(shù),與傳統(tǒng)的建庫概念有很大的差異,其結(jié)構(gòu)由基本要素類、綜合要素類、獨立要素類和對象類組成。這種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫模型對空間要素的定義更接近于實際,使用戶可以根據(jù)具體的需要進行擴展,具有用戶自定義的特征[4]。它是把地質(zhì)圖數(shù)據(jù)組織成關(guān)系型的數(shù)據(jù)對象,具有空間幾何類型的對象稱為要素類,非空間幾何類型的對象稱為對象類,對象類在數(shù)據(jù)庫中是一個表,存儲非空間數(shù)據(jù)?；疽刂械牡刭|(zhì)體面實體文件,是包含了所有參與拓撲的圖元,它按照沉積地層、變質(zhì)地層、侵入巖、脈巖等對應(yīng)多個對象,為便于區(qū)分則用子類型要素來構(gòu)成不同屬性域的對象類。1∶25萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫及近年開展的1∶5萬區(qū)調(diào)及礦調(diào)圖幅,也全部按照此標準進行建庫(圖5)。

圖5 基于野外數(shù)字填圖系統(tǒng)的地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫基本結(jié)構(gòu)Fig.5 Database basic structure of geological map based on field digital mapping system

3 建庫步驟及質(zhì)量監(jiān)控

3.1 回溯性數(shù)據(jù)庫建庫步驟

回溯性建庫主要包括1∶20萬、1∶5萬的建庫,原始資料均為早期出版的紙質(zhì)圖件,主要步驟為掃描矢量化、誤差校正、建立拓撲關(guān)系、提取分層文件、MAP圖件編輯、屬性錄入等。

矢量化及MAP圖件編輯過程中,對于圖面上非觀念認識差異造成的明顯錯誤,經(jīng)地質(zhì)專業(yè)人員認可后進行改正,并填寫原圖錯誤匯總表。圖幅編號一律改用新圖號[5],所有不符合國家標準的計量單位改為法定計量單位。對原圖中不合理的各類注記、位置、壓蓋關(guān)系等進行必要的調(diào)整。

由于建庫均要求以標準圖幅的單幅為單位建庫,對于部分以1幅半或其它不規(guī)則合并拼幅印刷的圖件,在建庫時必須拆分成單幅,拆分成單幅時,圖例及剖面圖根據(jù)本圖幅實際情況選取,綜合地層柱狀圖一般不作改動,原樣保留。

屬性編制及錄入,由地質(zhì)人員填寫屬性表,對地質(zhì)界線、地層、侵入巖、脈巖等,按照圖層劃分要求進行屬性填寫,大部分與地質(zhì)相關(guān)的名詞全部用代碼表示[6]。

3.2 野外數(shù)字填圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建庫步驟

以數(shù)字填圖RGMAPGIS數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),從野外地質(zhì)路線、實測地質(zhì)剖面的原始數(shù)據(jù)開始進行整理。在實際材料圖中進行拓撲錯誤檢查及拓撲重建,并把形成的區(qū)文件合并到地質(zhì)體面實體的區(qū)文件中,在地質(zhì)體面實體中提取相應(yīng)的對象類,按數(shù)據(jù)項描述要求填寫屬性內(nèi)容。從地質(zhì)界線提取與相應(yīng)綜合要素類有關(guān)的線文件,形成綜合要素類面文件,填寫綜合要素類各圖層各數(shù)據(jù)項的屬性內(nèi)容。從地質(zhì)界線中提取斷層到對象類,填寫斷層對象類屬性內(nèi)容。生成單線內(nèi)框的標準圖框,編輯屬性結(jié)構(gòu)表進行屬性錄入,形成圖幅基本信息對象類。地質(zhì)術(shù)語如巖石名稱、巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等用與代碼相對應(yīng)的漢字名稱表示。

3.3 質(zhì)量監(jiān)控

建庫過程中的各個階段,均有嚴格的質(zhì)量監(jiān)控,分別由地質(zhì)人員及建庫人員用人工或計算機軟件進行多次檢查。近年,由全國總項目組開發(fā)的,整合了數(shù)據(jù)編輯及檢查功能的軟件,可對數(shù)據(jù)庫進行全方位的檢查,涉及檢查項目33項,對進一步控制數(shù)據(jù)質(zhì)量起到了重要的作用,使數(shù)據(jù)庫的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、空間精度、空間數(shù)據(jù)標準化程度、圖元錄入質(zhì)量、圖形分層、拓撲一致性、結(jié)點關(guān)系、屬性精度、代碼一致性、屬性與圖元對應(yīng)等方面具有堅實可靠的質(zhì)量保證(圖6-圖9)。同時,在項目分年度的成果驗收中,地質(zhì)屬性內(nèi)容及地質(zhì)圖面亦要經(jīng)過地質(zhì)專家的嚴格檢查,保證屬性內(nèi)容及地質(zhì)圖面的準確性。

圖6 數(shù)據(jù)檢查功能主界面Fig.6 Main interface of check function of data

圖7 地質(zhì)體面實體地質(zhì)代號與圖形參數(shù)(顏色)匹配檢查[7]Fig.7 Match examination of entity geological code of geological body and drawing parameters

圖8 對象類與要素類一致性檢查界面[8]Fig.8 Examination interface of consistency of object class and feature class

圖9 數(shù)據(jù)檢查導(dǎo)出結(jié)果匯總表Fig.9 Summary table of derived result of data check

4 成果及應(yīng)用

湖北省歷年完成的地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫成果在中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心組織的評審驗收中,全部獲優(yōu)秀成果。

地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫首先可通過元數(shù)據(jù)快速了解單圖幅數(shù)據(jù)庫的基本信息,然后可根據(jù)用戶需要,分別查詢檢索、分層提取文件,拼接、裁剪、放大及工程輸出等功能,屬性數(shù)據(jù)的編輯、輸出、導(dǎo)入等,亦可不通過MAPGIS,利用DBF文件直接進行屬性查詢,通過分層屬性查詢,可了解圖幅地質(zhì)礦產(chǎn)概況,如查詢侵入巖圖層,可了解區(qū)內(nèi)侵入巖的巖體名稱、巖石類型、巖石名稱、巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖石侵入時代、含礦性等特征；查詢斷裂圖層,可了解斷裂名稱、斷裂性質(zhì)、斷裂走向、傾向、傾角、構(gòu)造巖類型等。因?qū)傩詭熘械刭|(zhì)術(shù)語均為標準代碼,亦可通過第三方軟件,查詢代碼所代表的專業(yè)地質(zhì)術(shù)語。利用條件檢索可以方便地提取用戶需要的圖元,添加其它要素后,可快速編輯不同內(nèi)容的專題圖件。

湖北省已完成的區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫,已在國土資源系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。在礦產(chǎn)資源潛力評價工作及多項由中國地質(zhì)調(diào)查局下達的區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、礦產(chǎn)遠景調(diào)查等工作中,區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫所形成的圖件在項目的立項、工作方案的編制及工作進行的過程中,均為項目所用,取得了較好的效果。在礦產(chǎn)資源規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害治理等方面,服務(wù)于社會各方面,如交通工程前期論證、施工勘查、水利、電力工程施工勘查等方面。運用本數(shù)據(jù)庫形成的圖件,快速編制各類相關(guān)圖件,取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

湖北省基礎(chǔ)地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的全部建立完成,將分散在省內(nèi)各個地勘單位的地質(zhì)資料進行了系統(tǒng)地收集與整理。由于早期紙質(zhì)圖件及成果報告復(fù)制數(shù)量較少,加之機構(gòu)的調(diào)整變化,部分資料存量極少,給資料的借閱及利用帶來極大的不便。更有早期印刷的圖件,由于時間過長,部分圖件的紙張已到了一觸即碎的地步,很難再長期保存。通過1∶5萬、1∶20萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)項目,應(yīng)用現(xiàn)代計算機技術(shù)進行全面系統(tǒng)的數(shù)字化,保護了這些寶貴的地質(zhì)資料,最大限度地發(fā)揮地質(zhì)成果的應(yīng)用效益。同時,通過該項目的實施,培養(yǎng)了一批數(shù)據(jù)庫建設(shè)人才,使他們成為各類數(shù)據(jù)庫建設(shè)的中堅力量。今后,基礎(chǔ)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫的建立仍然是需持續(xù)進行的一項工作,現(xiàn)在正在進行的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)遠景調(diào)查項目,全部采用野外填圖系統(tǒng),在RGMAPGIS軟件中進行數(shù)據(jù)采集,在成果提交時即時提交數(shù)據(jù)庫成果,保證了數(shù)據(jù)庫建設(shè)的及時性。

[1] 地球科學(xué)大辭典編輯委員會,地球科學(xué)大辭典(應(yīng)用學(xué)科卷)[M].北京:地質(zhì)出版社,2005.

[2] 中國地質(zhì)調(diào)查局.地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作指南(2.0版)(2001)[S].

[3] 中國地質(zhì)調(diào)查局.1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)要求及實施細則(2012)[S].

[4] 李豐丹,李超嶺,劉暢,等.數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)庫流程關(guān)鍵技術(shù)的解決方案[J].地質(zhì)通報,2008,27(7):980-985.

[5] GBT 13989—92,國家基本比例尺地形圖分幅和編號[S].

[6] GB 9649—1998,地質(zhì)礦產(chǎn)術(shù)語分類代碼[S].

[7] 黃祥芝.湖北省區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫成果[J].資源環(huán)境與工程,2011,25(6):642-647.

[8] 謝銘英,高云,李寶琦,等.RGMAPGIS建立地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫中應(yīng)注意的問題[J].資源環(huán)境與工程,2015,29(1):74-80.

(責(zé)任編輯：陳文寶)

Establishment and Progress of Efficient Maintenanceof Geological Map Database in Hubei

CHEN Xiaolin, XU Shan, XI Tongxi

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

The paper introduces completion and updating of different scale,different types of database.Construction,main achievements and application of 1∶500 00 regional geological map database is introduced in detail.

spatical database; regional geologic map; database structure; database maintenance; Hubei province

2015-04-27;改回日期:2015-05-11

陳曉林(1956-),男,高級工程師,地質(zhì)專業(yè),從事地質(zhì)礦產(chǎn)研究工作。E-mail:xiaolin56152@sina.com

P628+.4

A

1671-1211(2015)04-0486-07

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201504025

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150716.1326.002.html 數(shù)字出版日期:2015-07-16 13:26