基于GIS的鉆孔資料信息化入庫工作研究

史國萍,馬瑜宏,朱恒華,劉春華,郭晶,張貴麗,張華平,吳紅霞

(1.山東省國土測繪院,山東 濟(jì)南 250102;2.山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東 濟(jì)南 250014;3.山東省土地質(zhì)量地球化學(xué)與污染防治工程技術(shù)研究中心,山東 濟(jì)南 250014)

0 引言

地質(zhì)鉆孔資料是地質(zhì)工作形成的最重要基礎(chǔ)地質(zhì)資料之一,是國家的寶貴財(cái)富[1-6]。隨著鉆孔資料在城市化建設(shè)、三維地質(zhì)建模與可視化應(yīng)用、深部找礦、防治地質(zhì)災(zāi)害等信息社會化服務(wù)領(lǐng)域的深入應(yīng)用,鉆孔數(shù)據(jù)庫的建設(shè)要求也在不斷更新。

2001年,中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布了《固體礦產(chǎn)鉆孔數(shù)據(jù)庫工作指南》[7],該指南詳細(xì)規(guī)定了建立固體礦產(chǎn)鉆孔數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)采集原則、工作流程、編錄表格、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)文件格式等內(nèi)容。2013年,原國土資源部發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)〈全國重要地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作技術(shù)要求(試行)〉的函》(國土資儲函〔2013〕37號)[8],對重要地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)采集的范圍、內(nèi)容、格式、工作流程、質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了規(guī)定。2015年,中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布了《城市地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)規(guī)范》(DD2015—04)[9],其中對基礎(chǔ)地質(zhì)鉆孔、工程地質(zhì)鉆孔、水文地質(zhì)鉆孔和地?zé)徙@孔的屬性表結(jié)構(gòu)進(jìn)行了規(guī)定與說明。本文在以上標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,結(jié)合鉆孔數(shù)據(jù)多源異構(gòu)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了既滿足項(xiàng)目實(shí)際需求、又能極大提高鉆孔數(shù)據(jù)使用效率的鉆孔數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),有效提升了本地區(qū)鉆孔數(shù)據(jù)的價(jià)值和信息化服務(wù)水平。

1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目的是規(guī)范地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)[10-15],最大限度地發(fā)揮鉆孔數(shù)據(jù)的使用價(jià)值,滿足科研、生產(chǎn)和管理的需要。鉆孔數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)參照地質(zhì)生產(chǎn)過程中所獲取的鉆孔資料信息和地質(zhì)資料信息化需求進(jìn)行。鉆孔數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括鉆孔基本信息、地質(zhì)巖性信息和試驗(yàn)數(shù)據(jù)等,數(shù)據(jù)表有鉆孔綜合信息表、鉆孔彎曲信息表、鉆孔地層描述表、鉆孔標(biāo)準(zhǔn)化分層表等12張表,各表之間通過鉆孔統(tǒng)一編號這個(gè)共有關(guān)鍵字段建立關(guān)聯(lián),數(shù)據(jù)項(xiàng)內(nèi)容依據(jù)鉆孔原始資料記錄信息而定。

1.1 存儲格式

鉆孔數(shù)據(jù)庫采用通用的MS Access格式數(shù)據(jù)庫存儲。

1.2 鉆孔綜合信息表

鉆孔綜合信息表(表1)用來記錄鉆孔的基礎(chǔ)信息,主要參數(shù)包括鉆孔編號、鉆孔類型、鉆孔位置、孔口標(biāo)高、鉆孔深度等信息。

表1 鉆孔綜合信息表

孔口坐標(biāo)x、孔口坐標(biāo)y、孔口經(jīng)度和孔口緯度數(shù)據(jù)項(xiàng)參照鉆孔柱狀圖上的鉆孔坐標(biāo)信息填寫,如果鉆孔孔口坐標(biāo)x、孔口坐標(biāo)y數(shù)據(jù)項(xiàng)填寫為空值,那么孔口經(jīng)度和孔口緯度數(shù)據(jù)項(xiàng)不能為空,反之亦然。孔口經(jīng)度(2000坐標(biāo)系)、孔口緯度(2000坐標(biāo)系)數(shù)據(jù)項(xiàng)填寫鉆孔原始坐標(biāo)投影轉(zhuǎn)換至CGCS2000坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。

1.3 鉆孔彎曲信息表

鉆孔彎曲信息表(表2)用來描述鉆孔的彎曲度信息,表示的是鉆孔的空間展布特征,主要參數(shù)包括鉆孔編號、孔深、天頂角和方位角等。其中天頂角表示鉆孔方向與垂直方向的夾角;方位角表示鉆孔水平投影方向與正北方向的夾角,正北向?yàn)?°,正南向?yàn)?80°,沿順時(shí)針遞增,至360°為止。

表2 鉆孔彎曲信息表

1.4 鉆孔地層描述表

鉆孔地層描述表(表3)用于記錄鉆孔分層信息的地質(zhì)描述內(nèi)容,包括地層厚度、地質(zhì)代號、巖土名稱、巖土顏色、地層描述、風(fēng)化程度等分層地質(zhì)信息,鉆孔資料錄入人員按鉆孔柱狀圖上的記錄逐一填寫。

表3 鉆孔地層描述表

1.5 鉆孔標(biāo)準(zhǔn)化分層表

鉆孔標(biāo)準(zhǔn)化分層表(表4)用于記錄鉆孔分層信息標(biāo)準(zhǔn)化后的內(nèi)容,鉆孔分層信息標(biāo)準(zhǔn)化處理人員依據(jù)《山東省城市地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求(試行)》附錄C、附錄D制定的山東省三維地質(zhì)模型分層標(biāo)準(zhǔn)與四級編碼對鉆孔地層描述逐層編碼。

表4 鉆孔標(biāo)準(zhǔn)化分層表

除以上4張鉆孔基本信息表以外,根據(jù)收集鉆孔柱狀圖的描述信息,鉆孔數(shù)據(jù)庫還設(shè)計(jì)了金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查孔地質(zhì)測試分析結(jié)果表、非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查孔地質(zhì)測試分析結(jié)果表、水文地質(zhì)勘查孔含水層段信息表、水文地質(zhì)勘查孔水質(zhì)測試信息表、抽水試驗(yàn)結(jié)果信息表、工程地質(zhì)勘查孔信息與數(shù)據(jù)表等6張鉆孔試驗(yàn)信息表和水文地質(zhì)勘查孔井管結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)勘查孔填礫止水結(jié)構(gòu)等2張水文地質(zhì)勘查孔的結(jié)構(gòu)表。

2 鉆孔數(shù)據(jù)庫建設(shè)

2.1 建庫標(biāo)準(zhǔn)

鉆孔數(shù)據(jù)錄入工作應(yīng)信息化、規(guī)范化,滿足地質(zhì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用對鉆孔數(shù)據(jù)的需求[16-18],為此,本次工作編制了《鉆孔資料信息化入庫規(guī)范》,該規(guī)范規(guī)定了鉆孔資料的錄入內(nèi)容、鉆孔數(shù)據(jù)的存放格式、數(shù)據(jù)表字段類型及長度、填寫要求、人員配置、工作流程等方面的內(nèi)容。同時(shí),也規(guī)定了鉆孔錄入數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求,以此規(guī)范鉆孔資料錄入的全過程,保障地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)錄入工作在統(tǒng)一規(guī)范的框架內(nèi)正常有序的開展,確保該項(xiàng)工作的順利完成。

2.2 建庫流程

鉆孔數(shù)據(jù)錄入工作的流程如圖1所示。

圖1 工作流程圖

3 質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)質(zhì)量即數(shù)據(jù)的可靠性。鉆孔數(shù)據(jù)錄入人員較多,涉及資料量多且時(shí)間跨度大。在錄入過程中,由于鉆孔數(shù)據(jù)錄入人員操作失誤或?qū)I(yè)知識欠缺、原始數(shù)據(jù)質(zhì)量限制、資料重復(fù)利用等多方面的因素,會導(dǎo)致各種數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。因此,在鉆孔數(shù)據(jù)入庫過程中,應(yīng)遵循以下原則:

(1)在建立鉆孔數(shù)據(jù)庫時(shí),必須仔細(xì)核對原始數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確性與完整性[19-20],確保準(zhǔn)確無誤后,再將鉆孔的原始數(shù)據(jù)依次數(shù)字化。

(2)數(shù)據(jù)質(zhì)量是衡量數(shù)據(jù)成果的重要指標(biāo)。為保證數(shù)據(jù)的正確性和有效性,確保數(shù)據(jù)錄入質(zhì)量,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)據(jù)錄入標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)錄入過程中錄入人員要根據(jù)錄入情況填寫工作日志。

(3)錄入人員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行自檢、互檢,對自檢和互檢結(jié)果建立相應(yīng)檢查記錄。數(shù)據(jù)錄入小組長進(jìn)行抽檢工作,通過與原始地質(zhì)資料進(jìn)行比對,對錄入工作的整體質(zhì)量進(jìn)行控制,并建立相應(yīng)檢查記錄。自檢、互檢和抽檢時(shí)如發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)按要求及時(shí)修改。

(4)在數(shù)據(jù)采集的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。檢查方式可采用人工檢查和軟件檢查相結(jié)合。

4 結(jié)語

(1)在鉆孔數(shù)據(jù)庫建設(shè)初期就應(yīng)充分考慮質(zhì)量檢查及相關(guān)輔助軟件的開發(fā)工作。海量的數(shù)據(jù)檢查單獨(dú)依靠人工比對去完成是不現(xiàn)實(shí)的,應(yīng)盡量降低人工檢查的工作量,充分挖掘各數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的內(nèi)部邏輯規(guī)律,通過開發(fā)計(jì)算機(jī)程序自動厘清數(shù)據(jù)項(xiàng)間的邏輯關(guān)系,高效提升數(shù)據(jù)庫的建設(shè)質(zhì)量。

(2)各行業(yè)間鉆孔數(shù)據(jù)的共享程度低、重復(fù)利用率不高,應(yīng)組織建立地質(zhì)鉆孔資料統(tǒng)一匯交與共享服務(wù)機(jī)制,最大限度地提高地質(zhì)鉆孔的使用效率和應(yīng)用價(jià)值,避免資源浪費(fèi)。

(3)數(shù)據(jù)更新給數(shù)據(jù)庫帶來源源不斷的生命力,應(yīng)建立地質(zhì)鉆孔資料長效更新機(jī)制,推進(jìn)鉆孔數(shù)據(jù)建設(shè)工作常態(tài)化,深化地質(zhì)鉆孔與信息化技術(shù)的深度融合,為地質(zhì)大數(shù)據(jù)挖掘分析和綜合利用奠定基礎(chǔ),更好地發(fā)揮基礎(chǔ)地質(zhì)資料的有力支撐作用。