劉忠明, 徐　波, 韓培光, 張　婭, 花衛(wèi)華, 顧麗影

(1.湖北省富硒產(chǎn)業(yè)研究院,湖北 武漢　430034; 2.武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司,湖北 武漢　430074)

0　引言

國(guó)土資源部關(guān)于《推進(jìn)地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化產(chǎn)業(yè)化工作方案》的通知指出:提高地質(zhì)資料數(shù)字化信息化水平,不斷擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域、提高服務(wù)功能是國(guó)外地質(zhì)工作強(qiáng)國(guó)的普遍做法。

2009年—2012年湖北省地質(zhì)科學(xué)研究所與武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司開(kāi)展了湖北省黃石市城區(qū)地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化產(chǎn)業(yè)試點(diǎn)研究工作,根據(jù)黃石市城區(qū)地質(zhì)需求,探索出了一套適合黃石市地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化產(chǎn)業(yè)化工作的技術(shù)路線和技術(shù)方法[1-3],初步建立了黃石市城區(qū)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)。

1　國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

在美國(guó)、加拿大、日本、澳大利亞、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,建立了不同類型的地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng),將地質(zhì)資料集群化,鉆孔數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)了三維地質(zhì)可視化,開(kāi)發(fā)了一系列地質(zhì)信息產(chǎn)品,已形成了地質(zhì)信息產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。

自2004年起,上海市政府與國(guó)土資源部合作,投資4 000萬(wàn)元,建成上海市三維可視化城市地質(zhì)信息服務(wù)和管理系統(tǒng),對(duì)地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行了軟件開(kāi)發(fā)。目前,全國(guó)600多個(gè)城市正在應(yīng)用這套系統(tǒng)開(kāi)展了城市地質(zhì)調(diào)查和城市地質(zhì)資料的集成,為城市建設(shè)和城市發(fā)展提供了三維可視化服務(wù)。

2009年—2012年,山東省開(kāi)展了山東省焦家式金礦地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化與產(chǎn)業(yè)化工作,應(yīng)用了礦山儲(chǔ)量計(jì)算軟件管理服務(wù)系統(tǒng)對(duì)礦山儲(chǔ)量進(jìn)行了計(jì)算,為礦山增儲(chǔ)和遠(yuǎn)景勘查提供了技術(shù)服務(wù)。目前全國(guó)許多礦山都應(yīng)用了這類系統(tǒng)對(duì)礦山儲(chǔ)量進(jìn)行了動(dòng)態(tài)管理。

近幾年,湖北省建立了礦政管理一張圖系統(tǒng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)量、礦業(yè)權(quán)、地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)時(shí)平臺(tái)管理,使礦業(yè)權(quán)審批、儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)監(jiān)管等工作方便、快捷和可視化,這套系統(tǒng)在全國(guó)具有示范作用。湖北省地質(zhì)環(huán)境總站建立了全省地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),已成功應(yīng)用于減災(zāi)防災(zāi)上。湖北省地質(zhì)資料館已初步建立電子瀏覽借閱系統(tǒng)。通過(guò)全國(guó)地質(zhì)資料匯交監(jiān)管平臺(tái),更好地促進(jìn)了地質(zhì)資料匯交。湖北省地質(zhì)調(diào)查院應(yīng)用了全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)系統(tǒng),對(duì)全省主要礦區(qū)地質(zhì)資料進(jìn)行了系統(tǒng)集群。全國(guó)地質(zhì)資料目錄查詢系統(tǒng)為廣大地質(zhì)工作者提供了地質(zhì)資料信息。

2　　　　地級(jí)市地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)建立的意義

地質(zhì)資料是地質(zhì)工作中形成的重要基礎(chǔ)信息,是國(guó)家的寶貴信息財(cái)富。地質(zhì)資料信息蘊(yùn)藏著巨大的利用價(jià)值:一是地質(zhì)資料的科學(xué)價(jià)值,對(duì)于教學(xué)、生產(chǎn)、科研、科普等有重要的指導(dǎo)作用;二是地質(zhì)資料信息蘊(yùn)藏著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,通過(guò)綜合研究和開(kāi)發(fā),可廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的多個(gè)領(lǐng)域,促進(jìn)區(qū)域性經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

黃石市是中國(guó)重要的鐵、銅、水泥生產(chǎn)基地,礦產(chǎn)資源豐富。依托礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用,黃石市從一個(gè)江邊小鎮(zhèn),逐步發(fā)展成為生機(jī)勃勃的區(qū)域中心城市,城市建設(shè)速度不斷加快。多年的地質(zhì)勘查、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)和城市建設(shè),形成了豐富的地質(zhì)、礦產(chǎn)、物化探、水文、工程、環(huán)境、市政建設(shè)、科研等地質(zhì)資料,形成了海量的數(shù)據(jù)。但這些資料、數(shù)據(jù)和信息分散、數(shù)字化程度極低,只有通過(guò)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)的集成、建庫(kù),才能更好快捷地實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料三維可視化服務(wù)。

黃石市城區(qū)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)的初步建立,是地質(zhì)資料數(shù)據(jù)中心建設(shè)的基本要求,對(duì)于實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料信息化建設(shè)提供了一個(gè)寬廣的平臺(tái),也是地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化產(chǎn)業(yè)化的重要任務(wù)之一。通過(guò)系統(tǒng)對(duì)資料、數(shù)據(jù)與信息的集成,可減少地質(zhì)工作的重復(fù)投入,降低地質(zhì)工作投入的風(fēng)險(xiǎn)。城市地質(zhì)鉆孔的集成與可視化,為城市地下空間的利用提供決策依據(jù)。

湖北省黃石市是一個(gè)礦業(yè)城市,在全國(guó)具有代表性,通過(guò)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)與完善,更好更快地實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)資料的平臺(tái)管理,也更好更快地為社會(huì)提供地質(zhì)資料信息的優(yōu)質(zhì)服務(wù),對(duì)于全國(guó)地級(jí)市和礦業(yè)城市的地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義,也是地質(zhì)資料管理向市縣延伸的有效管理辦法之一。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1　設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)總體體現(xiàn)了地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化產(chǎn)業(yè)化的基本理念,突出了地質(zhì)資料數(shù)據(jù)中心地質(zhì)資料匯交、管理和服務(wù)的三大功能。

3.2　設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)應(yīng)具有單易操作、實(shí)用快捷、安全可靠、兼容擴(kuò)容等特征。

(1) 整個(gè)系統(tǒng)初步將工程地質(zhì)三維建模體系和礦山地質(zhì)三維建模體系整合到了一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)中。

(2) 系統(tǒng)基本滿足黃石市城區(qū)各方面的需要。這些需要主要有:城市規(guī)劃與發(fā)展需求、城市地下空間開(kāi)發(fā)利用需求、礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)發(fā)需求、礦山環(huán)境恢復(fù)治理與環(huán)境監(jiān)測(cè)需求、礦政管理服務(wù)需求、城市轉(zhuǎn)型需求等。

根據(jù)市地質(zhì)資料數(shù)據(jù)中心建設(shè)目標(biāo)和任務(wù),設(shè)計(jì)、建設(shè)好地級(jí)市地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)。地級(jí)市地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)由功能系統(tǒng)、分類系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)三部分組成。

4　系統(tǒng)構(gòu)成與功能

4.1　系統(tǒng)構(gòu)成

黃石市城區(qū)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)主要分為資料服務(wù)、礦政服務(wù)、城市建設(shè)服務(wù)和系統(tǒng)維護(hù)四個(gè)子系統(tǒng)(圖1),體現(xiàn)出市地質(zhì)資料數(shù)據(jù)中心的主要工作和職能,每個(gè)部分都具有數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)維護(hù)、信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析、編輯等功能[4]。

圖1　黃石市城區(qū)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)架Fig.1　Service system architecture of geological data management in Huangshi City

4.2　系統(tǒng)功能

系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)錄入、導(dǎo)出、儲(chǔ)存等功能。

4.2.1數(shù)據(jù)錄入導(dǎo)入

用戶可根據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)表格式,進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。通過(guò)系統(tǒng)功能可將錄入好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到系統(tǒng)中自動(dòng)建庫(kù)。也可將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模,建立地質(zhì)三維模型。

4.2.2數(shù)據(jù)儲(chǔ)存

在地質(zhì)資料、地質(zhì)數(shù)據(jù)、圖形、數(shù)據(jù)庫(kù)分類的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)對(duì)它們實(shí)現(xiàn)有序管理。對(duì)這些海量的地質(zhì)資料和地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類儲(chǔ)存和有序管理。提供檢索與瀏覽服務(wù)。

4.2.3數(shù)據(jù)更新功能

用戶根據(jù)需要,可進(jìn)行數(shù)據(jù)增加和數(shù)據(jù)刪除。系統(tǒng)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新,保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性、實(shí)用性。

4.2.4圖形編輯管理

系統(tǒng)對(duì)各種地質(zhì)圖實(shí)現(xiàn)分類分層管理。用戶可對(duì)地質(zhì)圖進(jìn)行矢量化編輯。

4.2.5自動(dòng)生成

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作,系統(tǒng)可自動(dòng)生成數(shù)據(jù)表、矢量化圖、新的數(shù)據(jù)庫(kù)、三維地質(zhì)模型等。

4.2.6糾錯(cuò)

系統(tǒng)對(duì)錄入的數(shù)據(jù)和導(dǎo)入的數(shù)據(jù)可進(jìn)行自動(dòng)質(zhì)量檢查與對(duì)錯(cuò)檢查,可進(jìn)行數(shù)據(jù)間邏輯檢查,在一定的條件下刪除錯(cuò)誤的數(shù)據(jù),自動(dòng)糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。也可顯示錯(cuò)誤數(shù)據(jù)信息,提示信息化管理人員糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

4.2.7輸出功能

對(duì)資料、數(shù)據(jù)、圖表等可進(jìn)行打印、復(fù)制。

4.2.8兼容功能

系統(tǒng)可兼容其他的地質(zhì)資料信息化系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)。還具有二次開(kāi)發(fā)功能,用戶可以根據(jù)需要,增加功能設(shè)置。

4.2.9顯示

顯示系統(tǒng)、功能、數(shù)據(jù)庫(kù)、模型、地質(zhì)資料信息服務(wù)產(chǎn)品等。模型是在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上,利用軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作而成,實(shí)際上是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的三維動(dòng)態(tài)集成。模型主要由地質(zhì)鉆孔生成。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的集成,形成一張三維可視化的綜合地質(zhì)圖,集成所有的地質(zhì)資料信息與成果,這是地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化的最重要成果。

4.3　數(shù)據(jù)庫(kù)

4.3.1原始數(shù)據(jù)庫(kù)

是收集到的各種地質(zhì)資料與數(shù)據(jù)。不加任何修改,保持其原有性質(zhì)。

4.3.2標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)

是指系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)分析評(píng)價(jià)、三維建模所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的集合,包括地理信息數(shù)據(jù)、區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)、工程地質(zhì)數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)、地球物理數(shù)據(jù)、地球化學(xué)數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)等,按數(shù)據(jù)類型分有矢量圖形、屬性數(shù)據(jù)表、柵格數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)。

4.3.3成果數(shù)據(jù)庫(kù)

是指系統(tǒng)生成的各類成果資料的數(shù)據(jù)集合,包括有關(guān)專業(yè)的成果圖件、三維模型分析結(jié)果,按數(shù)據(jù)類型分有矢量圖形、三維空間數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)表、圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等。該層次的數(shù)據(jù)允許進(jìn)行編輯修改。

5　系統(tǒng)管理

數(shù)據(jù)管理與維護(hù)主要涉及數(shù)據(jù)導(dǎo)(錄)入與顯示、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、元數(shù)據(jù)管

理和數(shù)據(jù)輸出。

5.1　系統(tǒng)進(jìn)入

雙擊“黃石市城區(qū)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)”圖標(biāo),輸入用戶名和密碼,進(jìn)入系統(tǒng)(圖2)。

圖2　系統(tǒng)輸入界面Fig.2　Input interface of System

5.2　數(shù)據(jù)錄入建庫(kù)

進(jìn)入系統(tǒng)界面后,系統(tǒng)視窗左上方有地質(zhì)資料管理、礦政管理服務(wù)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、系統(tǒng)設(shè)置等欄目,第個(gè)欄目中有一些菜單和操作工具(圖3)。可打開(kāi)錄入界面,按照錄入格式錄入數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)視窗左邊有圖形數(shù)據(jù)樹(shù),下設(shè)一些下拉菜單。打開(kāi)欄目和數(shù)據(jù)樹(shù),可查詢地質(zhì)資料、數(shù)據(jù)和圖表,按條件可以進(jìn)行搜索、統(tǒng)計(jì)列表和打印輸出。

圖3　系統(tǒng)視窗界面Fig.3　Windows interface of system

環(huán)境地質(zhì)和工程地質(zhì)是城市建設(shè)的兩大部分?？筛鶕?jù)菜單欄中地災(zāi)查詢工具對(duì)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行查詢,可以查詢到點(diǎn)位坐標(biāo)和各災(zāi)害點(diǎn)的基本信息。操作菜單欄中三維建模工具,可建立地質(zhì)鉆孔三維模型,實(shí)現(xiàn)模型的一系列功能。

系統(tǒng)支持對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)表的錄入,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新功能(圖4)。

圖4　數(shù)據(jù)錄入界面Fig.4　Interface of data entry

6　系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)

系統(tǒng)服務(wù)主要有地質(zhì)資料借閱與復(fù)制服務(wù)、礦政管理服務(wù)、城市建設(shè)服務(wù)、地質(zhì)資料信息的共享等。下面以電子一體化服務(wù)為例說(shuō)明系統(tǒng)的服務(wù)功能。

6.1　電子一體化服務(wù)

目錄菜單查詢:在資料檢索初始界面,所有的地質(zhì)資料目錄信息會(huì)顯示在檢索結(jié)果中,用戶可以在這個(gè)界面查看所有地質(zhì)資料的基本信息,如資料編號(hào)、地質(zhì)資料名稱、作者和關(guān)鍵詞。根據(jù)需要打出地質(zhì)資料借閱清單(圖5)。

圖5　目錄查詢Fig.5　Directory retrieval system

查詢地質(zhì)資料摘要:若用戶想對(duì)地質(zhì)資料信息進(jìn)行更詳細(xì)的了解,在目錄清單中選擇一條記錄,可以通過(guò)雙擊鼠標(biāo)的方式查詢資料的詳細(xì)信息,如查看資料編號(hào)為DZ093的地質(zhì)資料信息,從地質(zhì)資料編號(hào)到內(nèi)容簡(jiǎn)介和關(guān)鍵詞,內(nèi)容清楚(圖6)。

圖6　目錄詳細(xì)信息查詢Fig.6　Detailed information of directory retrieval system

電子瀏覽:在目錄詳細(xì)信息查詢的基礎(chǔ)上,在電子瀏覽字段對(duì)應(yīng)的信息中記錄了地質(zhì)資料的存放路徑,用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)雙擊的方式打開(kāi)相應(yīng)的地質(zhì)資料進(jìn)行瀏覽(圖7)。

圖7　地質(zhì)資料內(nèi)容Fig.7　Geological data content

6.2　地下三維空間開(kāi)發(fā)

選擇工程地質(zhì)鉆孔和礦區(qū)地質(zhì)鉆孔錄入、導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),建立鐵山礦區(qū)地質(zhì)三維建型。選定一條路線,查看沿線地質(zhì)體、地層、巖性等(圖8)。

此外系統(tǒng)還設(shè)計(jì)出了地級(jí)市地質(zhì)資料借閱與復(fù)制管理流程、礦政服務(wù)等功能。

7　結(jié)語(yǔ)

黃石市地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)主要分為資料服務(wù)、

圖8　 鐵山礦區(qū)地質(zhì)三維模型空間漫游Fig.8　Space roaming of three-dimensional geological model in iron mountain mine

礦政服務(wù)、城市建設(shè)服務(wù)和系統(tǒng)維護(hù)四部分。建立了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、地質(zhì)資料及目錄數(shù)據(jù)庫(kù)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和地質(zhì)圖圖形庫(kù)。實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)資料及目錄檢索與電子瀏覽功能。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)與圖形庫(kù)之間的關(guān)聯(lián)。

開(kāi)發(fā)了地質(zhì)資料借閱服務(wù)、礦政管理服務(wù)、地質(zhì)勘查科研服務(wù)、城市建設(shè)服務(wù)等方面的試點(diǎn)產(chǎn)品。黃石市城區(qū)地質(zhì)資料管理服務(wù)系統(tǒng)的建立,有力地推動(dòng)了湖北省地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化產(chǎn)業(yè)化工作,也為全國(guó)地級(jí)市和礦業(yè)城市地質(zhì)資料管理服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)提供了經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo),意義深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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