1：5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的建立與維護

【摘 要】地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的建立與維護，主要是利用GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，對地質(zhì)信息進行數(shù)字化處理的過程，為制定區(qū)域規(guī)劃提供有效的數(shù)字信息。本文主要闡述了針對野外區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果而建立1：5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的具體操作方法及流程。同時對在地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建立過程中的質(zhì)量控制做了簡要的描述。

【關(guān)鍵詞】1：5萬 區(qū)域地質(zhì) 空間數(shù)據(jù)庫

地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的建立為基礎(chǔ)地質(zhì)綜合研究、礦產(chǎn)資源調(diào)查評價、國民經(jīng)濟建設(shè)、地質(zhì)環(huán)境的保護與恢復(fù)提供有效的數(shù)字化信息及依據(jù)。1：5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫，是在綜合利用區(qū)域地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、遙感資料以及數(shù)字填圖技術(shù)開展的1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上建立起來的地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫。本文闡述的主要是針對已完成1：5萬野外區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，但尚未形成印刷或出版的1：5萬地質(zhì)圖成果的空間數(shù)據(jù)庫的建庫方法，主要遵循的標準為中國地質(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》以及《數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫標準》。

1 資料準備與收集

完整、齊全而又有效的第一手資料是建立地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的前提，也是對地質(zhì)信息空間數(shù)據(jù)進行空間分析的基礎(chǔ)。根據(jù)1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查野外作業(yè)規(guī)程的要求， 1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查野外填圖所用工作手圖為1：2.5萬地形圖，或為1：1萬地形圖。因此，本階段建庫所依據(jù)的編稿原圖可以選擇為1：2.5萬或1：1萬野外手圖。收集各種野外原始記錄，做為建庫的原始資料。此外對所需的文檔進行準備，包括工作日志、自互檢表、屬性填卡表；MAPGIS出圖的花紋符號庫、線型庫、顏色庫等，目前主要使用的是全國統(tǒng)一建立的5萬系統(tǒng)庫。

2 圖件預(yù)處理

圖件預(yù)處理就是在全面收集資料的基礎(chǔ)上，對資料進行系統(tǒng)的分析研究、綜合整理及篩選等。

2.1 地理內(nèi)容

地理部分主要包括水系、道路、居民地、等高線、境界線等地理圖層。1：5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的地理部分采用最新版的同比例尺地理底圖。對于不同年代制圖所使用的坐標參數(shù)不一致的問題，可以進行統(tǒng)一坐標轉(zhuǎn)換。同時，水體部分如湖泊、水庫、雙線河等多邊形圖層要素放入地質(zhì)內(nèi)容的多邊形圖層中一同處理，并統(tǒng)一參加拓撲。城鎮(zhèn)及居民點的標識應(yīng)按相應(yīng)比例尺的地理底圖編圖規(guī)范執(zhí)行，如果居民地不依比例尺則用子圖符號表示，如果居民地依比例尺則用面圖元表示。

2.2 地質(zhì)內(nèi)容

地質(zhì)內(nèi)容處理時主要注意以下幾個問題： 數(shù)據(jù)采集的最小單位按圖上實際圖元單位采集；斷層或脈巖切穿地層，則兩邊的地層按兩個圖元處理，其斷層或脈巖作為兩個地質(zhì)體的公共界線；斷層被斷層切割或斷層被脈巖切割，則兩邊的斷層或脈巖作為兩個圖元處理；脈巖被脈巖切割，則兩邊的脈巖作為兩個圖元處理，等等。

3 圖件掃描及矢量化

圖件主要按野外作業(yè)手圖進行分幅掃描。圖件掃描可采用彩色掃描，也可采用黑白掃描。彩色掃描必須在150DPI以上，而黑白掃描必須在300DPI以上，同時分辨率不要過高以免造成數(shù)據(jù)量太大。掃描原圖應(yīng)保證平整、無缺陷；掃描范圍應(yīng)覆蓋全圖，無掃描帶錯位和漏洞等。

圖件掃描完成后，利用MAPGIS軟件按照實體要素分類進行分幅交互式矢量化。在矢量化過程中要保證圖形要素的參數(shù)正確以及空間位置的準確，圖層中沒有遺漏和多余數(shù)據(jù)，所有相交線應(yīng)建立結(jié)點，所有的多邊形必須封閉等。圖形矢量化時所用到的線型、花紋、色標、符號、圖例及各種點的參數(shù)等均參考國標、部標及行標的有關(guān)標準執(zhí)行。

4 圖形編輯與圖面檢查

4.1 點線編輯

在圖形矢量化的基礎(chǔ)上，分幅進行圖面編輯，即對點線進行編輯、修改。圖形的編輯與修改要分圖層進行，各層必須按點、線、多邊形分別進行編輯與修改；針對不同的問題利用MAPGIS編輯系統(tǒng)中圖元拷貝、刪除、修改等功能進行修改。線與線連結(jié)時，最好使用F12捕捉線頭的方式，使線連結(jié)完好，最終使所有多邊形閉合。圖形數(shù)字化既不能丟失也不能重復(fù)錄入圖形要素，所有要素在一個綜合圖層中按一定的圖層順序進行錄入。如：河流、湖泊─水庫─斷層─脈巖─地層─侵入巖體。此外還需分幅采集校正控制點，每幅作業(yè)手圖采集13個控制點，除四個角點外，其余要均勻分布在圖內(nèi)各方里網(wǎng)的交匯點上。

4.2圖面檢查

圖面檢查包括屏幕檢查與素圖輸出檢查，主要檢查是否丟失圖元和內(nèi)容。屏幕瀏覽檢查，將矢量和柵格數(shù)據(jù)疊合檢查錯、漏、移位，通過不同圖層間顏色和符號設(shè)置，檢查分層與代碼，檢查有無錯層數(shù)據(jù)。圖形輸出檢查，對編輯的圖形噴出素圖進行綜合檢查，要確保與原始野外手圖完全一致。

5 圖形校正

在圖形數(shù)字化的過程中，由于手工操作的誤差、數(shù)字化設(shè)備和掃描儀精度、手圖圖紙變形等因素，使得輸入的圖形與理論上的圖形位置會有一定的誤差，雖經(jīng)編輯修改仍難達到要求，必須經(jīng)過誤差校正消除誤差，才能滿足精度要求。操作步驟：首先，利用軟件生成標準圖框。使用MAPGIS軟件中“投影變換”中的“根據(jù)圖幅號生成圖框”或“生成1：5萬圖框”兩種功能來完成。生成標準圖框的投影格式為高斯6度帶投影。然后，使用MAPGIS軟件中“誤差校正”模塊，利用通過分幅采集的校正控制點，將每幅作業(yè)手圖校正到標準圖框內(nèi)；第三， 對校正后的分幅作業(yè)圖進行分幅內(nèi)容的接邊等內(nèi)容的處理；最后，對處理后的圖元進行噴出，并進行全面檢查。

6 建立拓撲及分層文件

完成1：5萬地質(zhì)圖分幅圖形校正，并自檢、互檢后，若誤差在允許誤差值范圍內(nèi)，則可進行拓撲關(guān)系建立，對綜合圖層進行整體拓撲處理以及拓撲錯誤檢查。參與整體拓撲的圖層有：雙線河、湖泊、水庫等多邊形水體圖層；地層圖層、侵入巖圖層、脈巖圖層、非正式地層單位、構(gòu)造變形帶圖層等。利用MAPGIS軟件系統(tǒng)提供的“拓撲錯誤檢查”功能，反復(fù)進行拓撲處理與錯誤檢查，直至無任何錯誤為止，再重建拓撲。

圖形拓撲關(guān)系建立并檢查無誤后，根據(jù)地質(zhì)體的層位，剝層建立獨立的區(qū)文件，線文件；點也同樣利用所在不同層位建立獨立的點文件。利用MAPGIS軟件編輯系統(tǒng)的“圖形處理”中各功能檢查所分層各圖層正確。分層輸出文件，并打印輸出檢查圖元多、漏或分層錯誤并進行修改。

7 屬性編輯與錄入

7.1屬性編輯

按照相關(guān)要求首先確定屬性結(jié)構(gòu)、字段長度及類型，并以此為依據(jù)建立屬性表。然后根據(jù)地質(zhì)專業(yè)工作人員采集的野外數(shù)據(jù)，填寫屬性卡片。為保證屬性結(jié)構(gòu)的正確性，應(yīng)利用MAPGIS軟件系統(tǒng)提供的的屬性編輯功能或其它檢查軟件進行屬性結(jié)構(gòu)的檢查。

7.2屬性錄入

可利用MAPGIS編輯系統(tǒng)提供的“根據(jù)參數(shù)附屬性”等功能進行屬性錄入，或在MAPGIS屬性庫編輯中錄入，也可以在Excel、Access等平臺下，經(jīng)排序后錄入屬性，錄入完成的屬性表一定要通過關(guān)鍵字段與相應(yīng)的圖形數(shù)據(jù)對應(yīng)聯(lián)接。后兩方式比較適合線文件與點文件。

7.3屬性一致性檢查

利用MAPGIS軟件的屬性聯(lián)接功能通過圖元ID號或圖元參數(shù)的不同進行屬性聯(lián)結(jié)，然后導(dǎo)出或打印輸出屬性表與原屬性表進行對照檢查，確保屬性與圖元對應(yīng)。根據(jù)手寫屬性表內(nèi)容，依據(jù)圖元編號的一一對應(yīng)關(guān)系，對圖元的屬性進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)漏圖元或?qū)傩藻e誤則要進行重新處理。

8 圖面整飾及投影變換

圖面整飾主要是指在MAPGIS中對出圖的整飾，圖面整飾原則上分兩個圖層，即圖內(nèi)整飾和圖外整飾。圖面整飾圖層要按有關(guān)區(qū)調(diào)圖幅的出版格式和要求進行整飾。1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)提交數(shù)據(jù)格式為MAPGIS格式的高斯投影與經(jīng)緯度投影數(shù)據(jù)。檢查無誤的數(shù)據(jù)需要按要求進行投影轉(zhuǎn)換。

9 結(jié)語

在1：5萬區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫的建立過程中，伴隨數(shù)據(jù)的采集、處理和應(yīng)用會產(chǎn)生一系列的質(zhì)量問題。如何提高成果數(shù)據(jù)的質(zhì)量、精度，最大限度減少錯誤、減小誤差，加強數(shù)字化生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控和管理，則成了我們今后地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作的重中之重，以便更好地為國土資源合理開發(fā)利用、保護人類賴以生存的地質(zhì)環(huán)境提供有效的數(shù)字化信息，實現(xiàn)全國基礎(chǔ)地學(xué)數(shù)據(jù)信息共享及信息社會化服務(wù)，提高其利用程度和使用價值，并為地質(zhì)科學(xué)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)提供重要數(shù)據(jù)源。

作者簡介：梁偉（1983—），女，漢族，黑龍江人，吉林大學(xué)在職碩士研究生學(xué)歷，地質(zhì)工程師，主要從事地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立與維護工作。