山東省礦產(chǎn)資源潛力評價成礦地質背景屬性數(shù)據(jù)庫的建設方法探討

馬莉，王敏

(1.山東省地質調查院，山東 濟南 250013；2.山東省地質科學研究院，自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質過程與資源利用重點實驗室，山東 濟南 250013)

0 引言

全球進入大數(shù)據(jù)時代，地質礦產(chǎn)勘查正從數(shù)字化、信息化步入智慧找礦的新階段。借助計算機和網(wǎng)絡技術的廣泛應用，對地質報告、成果圖件、屬性信息等地質勘查信息進行集成管理，促進數(shù)字地質的發(fā)展[1]。數(shù)字地質的核心是數(shù)據(jù)，地質空間數(shù)據(jù)庫包括空間數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)特征記錄、屬性數(shù)據(jù)和拓撲關系[2]。屬性數(shù)據(jù)是全球礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)有效提供服務的關鍵，是數(shù)據(jù)庫建設中的關鍵環(huán)節(jié)。

山東省成礦地質背景專題是山東省礦產(chǎn)資源潛力評價的重要課題之一，屬性數(shù)據(jù)是地質礦產(chǎn)資源潛力評價成果的重要組成部分。通過研究成礦地質背景專題屬性數(shù)據(jù)庫的建庫流程和技術要求，根據(jù)屬性數(shù)據(jù)庫建設的特殊性，探討相應的技術方法。通過建立精準可靠的屬性數(shù)據(jù)庫，可以做好礦產(chǎn)資源預測，為礦產(chǎn)資源保護利用提供基礎數(shù)據(jù)和資源信息服務，實現(xiàn)地質成果資源共享。

1 建設流程

山東省礦產(chǎn)資源潛力評價的成礦地質背景專題，應用GIS技術處理的地質空間數(shù)據(jù)，即具有空間分布位置特征的空間數(shù)據(jù)以及與空間位置有關的屬性數(shù)據(jù)。建立屬性數(shù)據(jù)庫，主要用于存放空間數(shù)據(jù)的特征屬性信息[3-5]。

在實施山東省成礦地質背景專題時，除要執(zhí)行相應的技術標準外，還要嚴格執(zhí)行數(shù)據(jù)模型的規(guī)定[6]。通過收集基礎地質資料和整理資料，各專業(yè)組進行編圖，并且要經(jīng)過各專業(yè)專家的驗收，在此基礎上建立專題屬性數(shù)據(jù)庫，建設流程如圖1所示。

2 建設方法

2.1 資料收集整理

充分收集基礎地質資料，包括地質勘查報告、科學研究報告、各類期刊中的相關文章等。這些資料時間不同、圖件比例尺大小不同、研究范圍不同，所以在使用時首先要按技術要求對資料進行篩選及標準化整理。

整理資料主要是對內容分類分層，并按照《全國礦產(chǎn)資源潛力評價數(shù)據(jù)模型》確定的每類圖件的屬性結構，進行同步摘錄填卡。根據(jù)所收集資料的形式不同，采用不同的步驟進行專業(yè)屬性數(shù)據(jù)庫的建設。對于紙介質類的資料圖件，要從矢量化開始做起；對于已數(shù)字化的資料圖件數(shù)據(jù)，則要將其數(shù)據(jù)格式通過轉換統(tǒng)一到《全國礦產(chǎn)資源潛力評價數(shù)據(jù)模型》的標準要求[7]。

2.2 預測圖件編制

編繪山東省1∶25萬“分幅建造構造圖”、1∶25萬“分幅實際材料圖”及其屬性數(shù)據(jù)庫的屬性數(shù)據(jù)編錄，主要依據(jù)《全國礦產(chǎn)資源潛力評價數(shù)據(jù)模型》。單礦種預測區(qū)內不同預測方法類型的地質構造專題底圖，在編繪、建庫時應間接引用已編建好的1∶25萬“分幅建造構造圖”、1∶25萬“分幅實際材料圖”的同名要素，但對與預測類型有關的同名要素必須補充1∶5萬區(qū)調資料，并開展必要的專題研究工作。

2.3 編制屬性要素

在編圖的同時，按數(shù)據(jù)模型中規(guī)定的1∶25萬“分幅建造構造圖”、1∶25萬“分幅實際材料圖”的同名要素屬性結構制表編填屬性。由地質專業(yè)人員在編圖過程中，即時將新補充的不同沉積建造的屬性內容逐項填寫在表格中，其他要素也要編制類似的供專業(yè)人員填寫屬性內容的表格；負責數(shù)據(jù)庫建設的人員將預測工作區(qū)地質構造專題底圖新補充修改的地質圖元與相應的屬性內容掛接在一起。

成礦地質背景專題屬性數(shù)據(jù)庫掛接屬性時，采用以下2種方法：(1)首先按數(shù)據(jù)模型規(guī)定的屬性結構，將填寫好的屬性內容生成DBASE屬性數(shù)據(jù)庫；再在MAPGIS中賦給要素圖層文件中相同屬性內容的圖元相同的ID號，要保證此ID號與DBASE屬性數(shù)據(jù)庫中對應屬性記錄前的序號一致；然后通過MAPGIS屬性庫管理模塊中的掛接屬性功能，將DBASE屬性數(shù)據(jù)庫中的屬性與要素圖層文件中對應的圖元掛接在一起；(2)首先在圖形矢量化過程中，對要素圖層文件中不同的圖元類型按潛力評價編圖技術要求賦予不同的參數(shù)；再按數(shù)據(jù)模型的規(guī)定，建好要素圖層文件的屬性結構；然后通過MAPGIS圖形編輯模塊中的“根據(jù)參數(shù)賦屬性”功能，直接在MAPGIS中錄入該類圖元對應的屬性內容。

2.4 GEOMAG屬性數(shù)據(jù)導入

在GEOMAG中規(guī)范掛接好屬性的預測工作區(qū)各組成圖層文件[8]。首先要保證文件處于可編輯狀態(tài)；啟用GEOMAG“圖件輔助工具”菜單下的“規(guī)范圖件結構”；在打開的“規(guī)范圖件結構”對話框中勾選“圖件名規(guī)范”；執(zhí)行對話框下方的“圖件內橢球類型和投影參數(shù)的合法性測試”；通過后，任選一個文件，會在投影類型下出現(xiàn)投影參數(shù)；點擊“坐標系及投影參數(shù)復制”將投影參數(shù)復制到對話框右側；再設置“圖件范圍”；將對話框上方各項逐一設置好；在隨后出現(xiàn)的對話框中，對應“當前圖層名”在符合數(shù)據(jù)模型的“規(guī)定圖層名”中選對應的文件名；再點擊“規(guī)定圖層說明”，則在對話框下方“規(guī)定圖層屬性項列表”中出現(xiàn)符合數(shù)據(jù)模型的的各屬性數(shù)據(jù)項；用“自動匹配”或“手動匹配”，將編圖中的文件屬性項與數(shù)據(jù)模型中規(guī)定好的屬性項匹配起來，點擊“保存匹配”；所有文件處理完后，點擊“保存”；保存后，規(guī)范好的文件名會取代原有的文件，同時生成一個規(guī)范的工程文件名。對規(guī)范好的要素圖層文件，先在MAPGIS中將ID號順好，再如圖2所示，啟用GEOMAG“圖件輔助工具”菜單下的“編輯圖元屬性”功能，補充屬性結構中所需的“特征代碼”和“圖元編號”2個屬性項[9]。

圖2 補充“特征代碼”和“圖元編號”屬性項示意圖

2.5 特殊處理方法

按《數(shù)據(jù)模型》規(guī)定地質背景底圖類圖層文件中的“侵入巖”圖層文件中有2個必填屬性數(shù)據(jù)項“地理位置經(jīng)度(CHAHBA)”、“地理位置緯度(CHAHBB)”，常規(guī)做法是在MAPGIS編輯系統(tǒng)中通過“設置顯示坐標”進行如表1所示的設置。

表1 MAPGIS編輯系統(tǒng)中讀取坐標的設置

設置完成后，當鼠標的光標放在圖件中某個侵入巖體上時，在窗口右下方的狀態(tài)顯示欄中會出現(xiàn)如“1184832.41,350844.61”的內容；再通過修改區(qū)屬性，找到對應的“地理位置經(jīng)度、地理位置緯度”2項，填寫以上所顯示的內容。這種常規(guī)做法比較適合侵入巖體數(shù)量較少的圖幅。

一旦圖幅中侵入巖體數(shù)量較多，這種常規(guī)做法的工作效率就顯得比較低。此時，需要采用特殊處理方法：首先打開侵入巖體所在的區(qū)圖層文件，利用MAPGIS編輯系統(tǒng)中“生成LABLE點文件”功能，生成一個“LAB.WT”點文件，此點文件中的每一個點對應一個侵入巖體的中心位置；對“LAB.WT”進行投影變換，投影前后的參數(shù)設置如圖3所示，經(jīng)過投影后，LAB.WT文件中點的坐標將轉為度分秒(DMS)的形式；投影后，按如圖4所示，將各點的坐標屬性值賦予相應的字段。

2.6 元數(shù)據(jù)編寫

所有的圖件按規(guī)定編寫元數(shù)據(jù)，并且要提供“TXT”和“XML”2種格式。元數(shù)據(jù)文件的編寫按中國地質調查局發(fā)布的《地質調查元數(shù)據(jù)標準DD2006—05》執(zhí)行，填寫方法及內容參考《元數(shù)據(jù)填寫說明》執(zhí)行。元數(shù)據(jù)采集軟件使用項目組提供的元數(shù)據(jù)采集器，建立系統(tǒng)模板。

元數(shù)據(jù)編寫的技術方法，是充分利用元數(shù)據(jù)采集器的右鍵菜單功能。在編輯和瀏覽區(qū)對應的項目上點擊右鍵，可以顯示該項以及其子項的增加、刪除和選擇功能。數(shù)據(jù)錄入過程中如果格式正確，能夠正常顯示；如果數(shù)據(jù)不符合標準要求，模版用紅色提示錯誤，認真查找原因改正錯誤，以滿足標準要求。數(shù)據(jù)采集過程中應注意及時保存，否則一旦操作失誤將導致數(shù)據(jù)丟失。每采集完成一幅數(shù)據(jù)，利用軟件分別輸出XML格式和文本格式2個類型的元數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)采集完成后要進行兩人以上100%的檢查核對，確保數(shù)據(jù)準確無誤。

圖3 對“LAB.WT”進行投影變換示意圖

圖4 將各點位置的坐標值賦給指定字段

3 質量監(jiān)控

完善檢查監(jiān)控制度，規(guī)范工作流程，確保屬性數(shù)據(jù)庫的準確性、真實性。建立院、所、項目組三級質量檢查監(jiān)控體系，自互檢工作由專人負責，保證項目質量。項目組人員對自己負責的圖幅要進行100%的自檢。在自檢的基礎上，由項目負責人安排區(qū)調方面的地質專家抽取30%的圖幅進行再次檢查。在數(shù)據(jù)資料收集、卡片填寫和屬性數(shù)據(jù)編制工作中，嚴格按照項目技術要求，保障建庫流程的標準化。執(zhí)行工作日志制度，在建庫中發(fā)現(xiàn)的問題，及時填寫工作日志，所有工作做到有據(jù)可查[10]。

3.1 文檔資料質量監(jiān)控

資料收集編寫是屬性數(shù)據(jù)建庫工作的關鍵。規(guī)范質量監(jiān)控文檔的填寫，包括工作日志表、數(shù)據(jù)庫自(互、抽)檢表等，要求項目組成員嚴格按照要求填寫。對照原始資料，檢查屬性卡片的數(shù)據(jù)項填寫的一致性、準確性、規(guī)范性。屬性數(shù)據(jù)項的檢查包括描述內容、屬性代碼、錯別字及記錄重復或遺漏等[11]。對工作日志和自互檢出現(xiàn)的技術問題及時解決，留存記錄以備今后檢查核對。

3.2 圖件資料質量監(jiān)控

圖件資料檢查包括圖層劃分合理性，整飾內容完整性，圖面內容規(guī)范性和屬性數(shù)據(jù)內容的正確性。通過噴繪出圖對比檢查，將編制完成的成果圖件與原始圖件進行綜合對比檢查，檢查范圍包括圖面效果、整飾內容等。通過進行圖面綜合檢查，查看壓蓋關系是否正確、符號表達是否符合制圖規(guī)范等內容[12]。同時，檢查圖外整飾部分是否與主圖內容相對應，以及制圖說明是否表達準確。

3.3 屬性數(shù)據(jù)質量監(jiān)控

屬性數(shù)據(jù)質量檢查采用輔助軟件檢查和人工檢查。輔助檢查使用GEOMAG軟件，其操作簡單檢查效率高，能夠自動進行屬性數(shù)據(jù)的邏輯性檢查，提高屬性數(shù)據(jù)庫的可靠性[13]。GEOMAG軟件內部集成了一個數(shù)據(jù)模型下屬詞代碼字典庫，可以通過軟件檢查各屬性數(shù)據(jù)項填寫的專業(yè)內容質量。對于屬性數(shù)據(jù)的一致性檢查，軟件會將填寫的代碼與字典庫中對應數(shù)據(jù)項下的代碼進行比對，凡是不一致的，都會被檢測出來。人工檢查專業(yè)性強更為嚴謹，確保屬性數(shù)據(jù)庫的精確性。許多專業(yè)范圍的錯誤，需要人工對代碼性屬性數(shù)據(jù)和描述性屬性數(shù)據(jù)質量的對照檢查，依靠地質專家的專業(yè)知識和豐富經(jīng)驗檢查填寫內容的正確性，并判定其內容是否能滿足礦產(chǎn)資源潛力評價技術要求。

4 應用與服務

成礦地質背景專題所做的山東省1∶25萬標準分幅建造構造圖可以作為基礎圖件用于各礦種的預測工作區(qū)底圖中。實際操作中，首先根據(jù)預測工作區(qū)所在地理范圍，選擇所在的1∶25萬建造構造圖，如果跨圖幅還需要將相鄰圖幅進行拼接，然后再根據(jù)預測工作底圖比例尺，在MAPGIS軟件中通過投影變換將選中的1∶25萬建造構造圖轉換成相同比例尺的圖，最后應用MAPGIS軟件中的裁剪功能裁剪出所需要的如沉積巖建造、變質巖建造、侵入巖、火山巖性巖相、火山構造、構造巖漿帶等地質內容。

成礦規(guī)律研究和礦產(chǎn)預測課題所做的預測工作區(qū)區(qū)域成礦要素圖、預測工作區(qū)區(qū)域預測要素圖、區(qū)域成礦規(guī)律圖、預測成果圖、勘查工作部署圖等圖件，都可以用于地質礦產(chǎn)勘查和礦產(chǎn)資源規(guī)劃項目中。

上述各類圖件能否發(fā)揮其作用，有賴于其是否正確建立起了內容完整的屬性數(shù)據(jù)庫。

5 結語

屬性數(shù)據(jù)庫建設是地質空間數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。屬性數(shù)據(jù)庫的準確性直接影響礦產(chǎn)資源預測評價的結果。山東省成礦地質背景專題屬性數(shù)據(jù)庫建設，通過采用恰當?shù)募夹g方法有效提高空間數(shù)據(jù)庫建設效率，通過質量檢查監(jiān)控有效提升空間數(shù)據(jù)庫質量，為礦產(chǎn)資源預測提供基礎數(shù)據(jù)，為推進智慧找礦新進展提供服務。