遙感地質空間數(shù)據(jù)庫設計與建設
——以云南保山西邑鉛鋅礦區(qū)為例

隨著計算機技術的高速發(fā)展，各行業(yè)工作向簡單化、快速化、網絡化和自動化的方向發(fā)展，作為關系國民經濟發(fā)展的地質礦產行業(yè)，也在積極尋求基于計算機技術的發(fā)展。地質礦產業(yè)長期以來得到了許多工作者的探索與積累，形成了一系列的認識，使我們認識到，礦產地質業(yè)不但與斷裂構造、地層、巖漿巖有密切的關系外，還與其他一些未知的因素有關，各行業(yè)的發(fā)展在不經意間相互融合與滲透。目前已經有越來越多的人通過遙感技術（RS）研究地質礦產，形成相對前沿遙感地質研究方向。在遙感地質研究的不斷發(fā)展中也不斷有GIS和GNSS等新技術引入，這就對遙感地質發(fā)展提出了更高的要求。遙感地質的發(fā)展既包含傳統(tǒng)的地質礦產業(yè)的研究資料及方法，又集成了GIS的矢量及柵格數(shù)據(jù)，同時引入數(shù)據(jù)量巨大的遙感數(shù)據(jù)，遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)向“三高”方向發(fā)展，而三高數(shù)據(jù)信息量更大，常常以GB甚至TB為單位計算，如此海量的數(shù)據(jù)

，對遙感地質空間數(shù)據(jù)庫提出了巨大的要求。另一方面遙感地質的發(fā)展也向基于GIS平臺的多元地學數(shù)據(jù)綜合分析發(fā)展，這對遙感空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的吞吐量和與GIS平臺的結合是一個巨大的挑戰(zhàn)，基于此，研究選取保山西邑鉛鋅礦區(qū)，考慮當前遙感地質發(fā)展中的因素和其與GIS平臺的結合設計和建設遙感地質空間數(shù)據(jù)庫，為遙感地質的后續(xù)發(fā)展提供技術支持。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理概況

研究區(qū)地處云南保山市，地理坐標E99°02′31″～99°28′06″，N24°17′58″～25°12′56″之間，區(qū)內屬于怒江、瀾滄江水系，山脈走向北北東向，海拔560m～2895.4m，年平均濕度達76%。冬季寒冷，降雪達一月之久，夏季氣候涼爽、多雨，雨量集中在每年6～9月，地表植被發(fā)育，覆蓋度較大。

1.2 地質礦產概況

研究區(qū)斷裂構造復雜，地層出露多，構造變形以發(fā)育密集排列的斷裂和寬緩褶皺為特征，大多呈SN向、NNE向和EW向展布，總體呈向東的弧形彎曲。主干斷裂有近SN向怒江斷裂、NNW的瀾滄江斷裂、近SN向柯街-南汀河斷裂、NE向的柯街-畹町斷裂和NW槽澗斷裂。主要礦種有鉛、鋅、銅、金、鐵、銻、汞等，已發(fā)現(xiàn)各類礦床點40余處，其中金屬礦產36處，主要礦種為鉛、鋅和銅元素相關的礦床，次為銅、金礦，同時有較多汞礦和稀有金屬礦床發(fā)育。

2 數(shù)據(jù)庫設計分析

遙感地質發(fā)展以其大容量的空間數(shù)據(jù)庫最為標志，且隨著航空航天技術的發(fā)展，遙感衛(wèi)星技術向高時間分辨率、高空間分辨率和高光譜分辨率的方向發(fā)展，所以海量數(shù)據(jù)存儲是遙感地質發(fā)展必須面對的問題之一

。目前，越來越多的學者也開始基于GIS平臺利用GIS軟件強大的空間分析功能結合傳統(tǒng)的物探、化探、等一系列地學信息開展遙感地質的綜合研究，這就要求遙感空間數(shù)據(jù)庫必須與主流GIS軟件可以完美結合匹配，在GIS平臺下可以被快速的調用和存儲，同時對于GIS軟件常用的查詢、選擇、顯示等功能必須完美支持。總體來講，數(shù)據(jù)庫必須具有以下功能，①可存貯大量的遙感影像數(shù)據(jù)；②與主流GIS軟件可以完美結合，且支持常用GIS軟件的基本功能；③可以存貯多元的地學數(shù)據(jù)，包括柵格格式和矢量格式；④可以存貯圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)

，且具有較大的吞吐量和保證信息的安全性；⑤數(shù)據(jù)庫更新和擴展操作要簡單方便。

3 概念設計

概念設計是對復雜的現(xiàn)實世界的一種抽象

，研究從遙感地質行業(yè)的發(fā)展角度出發(fā)，歸納出目前研究區(qū)遙感地質發(fā)展的現(xiàn)狀和未來可能遇到的問題，包括已經開展的工作并取得的成果及計劃開展的工作等，從而確定了研究區(qū)已有數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和未來發(fā)展趨勢之間的聯(lián)系，形成數(shù)據(jù)庫的概念結構圖（圖1）。

對于遙感地質空間數(shù)據(jù)庫中屬性數(shù)據(jù)項中的遙感解譯環(huán)形構造一欄的屬性，根據(jù)目前遙感地質研究中，通常將遙感解譯環(huán)形構造劃分為巖漿環(huán)、構造環(huán)、蝕變環(huán)和隱伏巖體環(huán)的特征，將遙感解譯環(huán)形構造劃分為4類并規(guī)定相對應的標識代碼，標識代碼由整型數(shù)字構成，新擴充內容可以往后增加并賦予不重復標識代碼，方便存儲、選擇、查詢等（表4）。

觀察組產后母乳喂養(yǎng)率為85.11%、產后母乳充足為89.36%,較對照組65.96%、70.21%高(Z分別為5.121、5.364,P<0.05),見表2。

屬性數(shù)據(jù)庫是概念和度量的抽象，研究區(qū)遙感地質屬性數(shù)據(jù)庫是以屬性表的形式存儲在相應的文件或關系數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)研究區(qū)遙感地質發(fā)展的屬性特征，遙感地質屬性表包括基礎地理屬性表和遙感屬性表，其中基礎地理屬性包括基礎地理屬性、社會經濟屬性和基礎地質屬性，遙感屬性包括遙感地質屬性和遙感礦化屬性（圖2），所有屬性均可以增加并擴充更新

。

空間數(shù)據(jù)庫由圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫兩部分組成，運用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)技術分別建好圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫后，通過統(tǒng)一的編碼來實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫的圖形數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫的無縫連接，最終形成完整的空間數(shù)據(jù)庫。圖形數(shù)據(jù)庫包括兩種數(shù)據(jù)結構：矢量數(shù)據(jù)結構和柵格數(shù)據(jù)結構，遙感地質空間數(shù)據(jù)庫的圖形數(shù)據(jù)庫是由大量的柵格及矢量結構圖件構成，主要包括研究區(qū)的基礎地理圖、基礎地質圖、遙感地質數(shù)據(jù)、遙感礦化數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)主要是大量的高、中和低分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)。研究選取一定比例的研究區(qū)相關的矢量圖為基本框架，收集符合遙感地質研究的地理、地質等資料，進行分層清理、歸并簡化，按照研究區(qū)遙感地質發(fā)展的需求提取相應圖層作為基礎資料

。

4 邏輯設計

邏輯設計的任務是把概念設計轉換為與選用的DBMS產品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結構

。目前DBMS產品一般支持關系、網狀、層狀三種模型中的某一種，目前新設計的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)大都采用支持關系數(shù)據(jù)模型的RDBMS，同時關系模型也是目前最為流行和最為廣泛的數(shù)據(jù)模型，故數(shù)據(jù)庫的邏輯設計采用關系數(shù)據(jù)模型行進。數(shù)據(jù)的匹配采用名稱+編碼結構，特定編碼代表特定名稱，編碼不重復。

屬性數(shù)據(jù)的物理表示，屬性數(shù)據(jù)的物理表示分為數(shù)值數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)，數(shù)值數(shù)據(jù)可用十進制或二進制形式表示，字符數(shù)據(jù)可以用字符串的方式表示。在空間數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)研究體的各個屬性字段的性質來選擇數(shù)據(jù)的物理表示類型，詳見屬性表6。

圖像數(shù)據(jù)考慮研究區(qū)的工作基礎及其后續(xù)發(fā)展的需要，包括基礎地理數(shù)據(jù)、基礎地質數(shù)據(jù)、遙感地質數(shù)據(jù)、遙感礦化數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)等。存儲類型以圖層為基礎，包括點、線和面圖層，結構包括柵格數(shù)據(jù)結構和矢量數(shù)據(jù)結構。

空間數(shù)據(jù)庫的屬性數(shù)據(jù)依據(jù)研究區(qū)的特點設計，應主要考慮設計的目的和研究區(qū)的工作基礎。研究區(qū)屬于云南省重點礦集區(qū)，數(shù)據(jù)庫以服務礦政管理為基礎，故較多考慮礦床數(shù)據(jù)的管理為找礦服務。屬性數(shù)據(jù)涉及已發(fā)現(xiàn)礦床的編號、行政歸屬、礦種、坐標、開采方式、與遙感解譯構造及地質實測構造的關系等。

對于遙感地質空間數(shù)據(jù)庫中屬性數(shù)據(jù)項中的產出構造方向一欄的屬性，根據(jù)目前采用的對礦床與構造的產出方向的關系，由0°正北方向結合行業(yè)內規(guī)定的劃分標準，劃分為8個方向并規(guī)定相對應的標識代碼，并區(qū)分遙感解譯構造和地質實測構造，標識代碼由整型數(shù)字構成，新擴充內容可以往后增加并賦予不重復標識代碼，方便存儲、選擇、查詢等（表2、表3）。

混凝土中所含有的總堿量，是指在單位重量中所有組成混凝土所有材料，如水泥、外加劑以及骨料含堿總量，含堿總量大小對于混凝土堿-集料反應影響很大。但是，通過單位體積混凝土中含堿總量的計算以及對混凝土含堿總量的控制，可以有效抑制混凝土的堿-集料反應，保證混凝土構件不發(fā)生堿-集料反應破壞。其含堿總量可通過計算或查問相關標準來獲取。

對于遙感地質空間數(shù)據(jù)庫中屬性數(shù)據(jù)項中的遙感礦化蝕變類型一欄的屬性，根據(jù)目前遙感地質研究中，通?？梢蕴崛×u基、鐵染、碳酸鹽化和硅化蝕變異常的特征，將遙感解譯提取常見蝕變類型劃分為4類，并規(guī)定相對應的標識代碼，對于劃分的4類常見遙感礦化蝕變類型又依據(jù)他們在各自研究中根據(jù)蝕變強度可以劃分為三級，故對每一種蝕變類型在此劃分依據(jù)蝕變強度劃分為3級。整個遙感礦化蝕變類型由類型標識代碼和強度標識代碼組合而成，整個標識代碼由整型數(shù)字構成，第一個數(shù)字代表蝕變類型，中間加0代表間隔，后一位數(shù)字代表蝕變強度。如標識代碼203，2代表鐵染蝕變異常，0代表間隔，無實際意義，3代表蝕變強度為三級，即三級鐵染蝕變異常。新擴充內容可以往后增加并賦予不重復標識代碼，方便存儲、選擇、查詢等（表5）。

5 物理設計

物理設計是指有效地將空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結構在物理存儲器上實現(xiàn)，確定數(shù)據(jù)在介質上的物理存儲結構。在空間數(shù)據(jù)庫中，其物理設計包括空間圖形數(shù)據(jù)的物理表示和屬性數(shù)據(jù)的物理表示。

雌激素受體拮抗劑對人子宮內膜樣癌Ishikawa細胞增殖的影響及可能的作用機制(劉俊江)(7):652

對于遙感地質空間數(shù)據(jù)庫中屬性數(shù)據(jù)項中的開采方式一欄的屬性，根據(jù)目前常見的開采方式，劃分與常見開采方式相對應的標識代碼，標識代碼由整型數(shù)字構成，新擴充開采方式可以往后增加并賦予不重復標識代碼，方便存儲、選擇、查詢（表1）。

該意見強調，發(fā)展海水淡化產業(yè)要重點做好以下幾項工作：一是加強關鍵技術和裝備研發(fā)，二是提高工程技術水平，三是培育海水淡化產業(yè)基地，四是組建海水淡化產業(yè)聯(lián)盟，五是實施海水淡化示范工程，六是建設海水淡化示范城市，七是推動使用海水淡化水，八是完善海水淡化標準體系。

林藍常想，這就是老夫老妻的對話方式吧！話說得少，活兒做得多。大趙辛苦勞作多賺錢，以保證家庭收入；自己辛苦勞作洗衣做飯，以保證吃穿住都舒適、健康、安全。

數(shù)據(jù)庫的圖形數(shù)據(jù)和屬相數(shù)據(jù)采取分離存儲的方式。即圖形數(shù)據(jù)存儲在圖形數(shù)據(jù)庫的分區(qū)中，屬性數(shù)據(jù)存儲在屬性數(shù)據(jù)的分區(qū)中，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)依據(jù)文件名對應關聯(lián)。在數(shù)據(jù)存貯中采用圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)不同分區(qū)同時存儲的方式，可以有效保證數(shù)據(jù)的存貯速度，對于數(shù)據(jù)的顯示、查詢和調用等功能中，采用圖形數(shù)據(jù)單分區(qū)調用顯示，一旦用戶查詢屬性數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)分區(qū)開啟依據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的關聯(lián)名稱工作，相關屬性數(shù)據(jù)進入緩存調用，保證運行速度。

即(sψ/mb+ sψ?φ/ma)ψ9= sψ?φ/ma+ sφ/mc，(P+ Q)ψ9= Q+ R，該式對φ求1、2、3階導數(shù)得：

6 數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用ARCGIS在ARC Engine環(huán)境下的二次開發(fā)方式。ARC Engine是嵌在程序中的一種工業(yè)化開發(fā)工具。在ARC Engine環(huán)境中用戶可以僅僅通過拖曳已經存在的命令和工具來定制程序界面而不需要寫代碼。研究該本數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的連接以及數(shù)據(jù)的入庫和管理等功能，實現(xiàn)方式簡單易懂，管理系統(tǒng)操作方便。

7 結論與討論

（1）研究以云南保山西邑鉛鋅礦遙感地質的發(fā)展為基礎在ARCGIS平臺上構建了遙感地質數(shù)據(jù)庫，具有較好的代表性，為遙感地質的發(fā)展提供了較好的思路。

（2）遙感地質發(fā)展要面對海量數(shù)據(jù)，尤其是遙感影像數(shù)據(jù)，是否可以發(fā)展更高級的數(shù)據(jù)組織結構提高數(shù)據(jù)庫的吞吐量。

[1]馮欣欣；李明昱；劉乾． ARCGIS空間數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建及應用[J]． 西部探礦工程，2011，（9）,157-158．

[2]鄭寶林．承德市區(qū)域土壤空間數(shù)據(jù)庫的設計與建立[J]．農業(yè)科技通訊，2011，（8）,21-23．

[3]楊剛；李朝奎；王芳．基于ARCSED的DEM空間數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)[J]．中南林業(yè)科技大學學報，2011，31（9）,170-174．

[4]林孝松；許錫賓；周富春．瀾滄江湄公河地理信息系統(tǒng)設計與數(shù)據(jù)庫建設[J]．重慶交通學院學報，2007，26（3）,141-145．

[5]廖瑞祥；王剛；鄒良超．基于GIS的三峽庫區(qū)滑坡空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計[J]．三峽大學學報(自然科學)，2011，33（1）,25-27．

[6]冀建波；柳本民；楊宇．重大公路設施安全管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫設計[J]．交通信息與安全，2011，3（29）,130-135．

[7]何原榮；朱建軍；傅文杰．礦區(qū)土地資源破壞生態(tài)補償評估空間數(shù)據(jù)庫構建方法[J]．遙感技術與應用，2011，25（1）,58-62．