廣東省佛山地質局信息中心 姜靈芝 李瑞寧

區(qū)域地質圖數據庫管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)

廣東省佛山地質局信息中心 姜靈芝 李瑞寧

本文針對數字填圖的成果數據與回溯性地質圖空間數據庫的數據在數據模型、格式、表達方式、命名存儲等方面存在不同的問題，根據目前數據整合和綜合管理的需求，基于《數字地質圖數據庫標準》，建立了一套回溯性地質圖數據庫與數字填圖地質圖數據庫整合應用的數據模型，依托現代信息技術和GIS技術進行系統(tǒng)開發(fā)設計，實現了對基于兩個數據標準完成的數據成果的集成管理。

地質圖；空間數據庫；數據模型；GIS

1 前言

從本世紀初中國地質調查局開展主流程信息化以來，數字填圖系統(tǒng)在區(qū)域地質調查中的廣泛應用，區(qū)調成果以新的數字成果進行表達與建庫。由于數字填圖成果數據建庫與回溯性地質圖空間數據庫建設依據的標準不同，因此存在不同階段數據成果在數據模型、格式、表達方式、命名存儲等方面存在不同，為了利于數據一體化管理與綜合應用，更好地提供社會服務，開展兩類數據庫的整合集成是十分必要的。

2 數據庫建設現狀

自數字國土工程開展以來，我國對幾十年來積累的大量地質工作資料進行了數字化和數據庫建設，基本建立了國家基礎地學數據庫體系。據不完全統(tǒng)計，已經完成和正在建設的全國性數據資源有12大類50余種數據庫，數據量達10TB以上。主要包括：主要包括1:500萬、1:250萬、1:50萬、1:25萬、1:20萬、1:5萬區(qū)域地質圖空間數據庫、1:50萬水文地質、環(huán)境地質、災害地質圖空間數據庫、1:20萬水文地質圖、1:5萬水工環(huán)地質圖空間數據庫、全國礦產地數據庫、全國重砂數據庫、全國同位素地質測年數據庫、全國1:20萬-1:50萬區(qū)域化探數據庫、全國重砂數據庫、全國同位素地質測年數據庫、全國地質工作程度數據庫、全國礦產地數據庫、全國巖石數據庫、鉆孔數據庫等。這些成果為國土資源調查評價體系框架的建立奠定了技術基礎。

這些數據庫目前絕大多數已建成，各個數據庫建設均相對獨立，為配合上述數據庫的建設，分不同時期制定了一系列相應的工作指南、工作標準和技術要求等，同時在數據庫建設過程中又引用了大量的其它標準。目前仍在建設的數據庫有1:5萬區(qū)域地質圖數據庫、1:25萬區(qū)域地質圖數據庫、鉆孔數據庫、成礦區(qū)帶礦產資源潛力評價數據庫等。

2.1 1:5萬數據庫建設現狀

據統(tǒng)計，我國已經完成1:5萬區(qū)域地質調查工作圖幅約4600幅，從1999年度試點工作到2011年持續(xù)10多年的數據庫建設工作，截至目前，1:5萬區(qū)域地質圖空間數據庫建設已經部署安排了（包括已建成的和正在建設的）4179個圖幅的數據庫，剩余圖幅200余幅，東北大區(qū)回溯性建庫已完成，中南大區(qū)接近尾聲，其它大區(qū)中心所管轄的省份中，除新疆、內蒙等面積較大省（區(qū)），大部分省份回溯性建庫工作也基本完成。

2.2 數字填圖區(qū)域地質調查現狀

進入新世紀以來，我國1:5萬區(qū)域地質調查方法技術進入了數字化的時代，傳統(tǒng)野外記錄簿、羅盤、地質錘的原始填圖工具逐步在野外地質填圖過程中被GPS、筆記本電腦、數碼照相機等數字化的工具取代，隨之生成的數字化成果以及以空間數據庫方式表達的成果與基于傳統(tǒng)填圖完成的回溯性空間數據庫也大不相同。其產生的成果在數據組織、數據結構、數據庫建設標準以及應用方式等方面與回溯性1:5萬區(qū)域地質圖空間數據庫均存在較大差別。

3 系統(tǒng)總體框架

根據1:5萬地質圖管理與服務的需要，設計開發(fā)基于MapGIS圖形導航的1:5萬成圖數據和數據庫數據的查詢檢索，并根據檢索結果形成用于數據服務的數據包?；贛apGIS平臺的全國1:5萬區(qū)域地質圖空間數據庫管理系統(tǒng)基本框架如圖1所示。

圖1 全國區(qū)域地質圖空間數據庫管理系統(tǒng)（MapGIS）總體框架

從圖1可知，根據管理對象及操作方式的不同，系統(tǒng)包括“空間數據管理”和“空間數據檢索”兩大主要功能。

空間數據管理：管理對象是1:5萬地質圖數據庫成果的所有數據，包括全要素彩噴圖、空間數據庫數據、柵格掃描圖像、元數據、質量監(jiān)控文檔等，主要的操作為數據的入庫、管理、多方式檢索查詢、瀏覽顯示等。此部分主要進行1:5萬地質圖管理信息的數據加載，也就是將1:5萬標準圖幅的存儲的位置信息、GIS信息、圖像信息、工作日志等信息記錄在數據庫中。并可以完成入庫信息的統(tǒng)計、提供管理者數據庫入庫管理表，按標準圖幅為單位進行多模式的數據檢索、查詢與輸出，GIS空間數據不作剪裁和投影變換。

空間數據檢索：管理對象是主要1:5萬地質圖空間數據庫，主要操作針對空間數據庫數據進行多模式的查詢檢索，根據檢索結果進行屬性查詢、代碼轉換、圖層合并、投影轉換及數據輸出等操作。

4 技術路線與技術方法

系統(tǒng)開發(fā)的總體思路是在對現行的建庫標準、指南、字典庫、數據庫成果等資料進行系統(tǒng)性研究的基礎上，總結區(qū)域地質圖數據庫特征，探索和開發(fā)支持地質圖數據庫生產、質量監(jiān)控、數據庫管理能融合一體的管理軟件，以提高地學數據庫建設效率和保障地學數據庫建庫質量為目的，利用先進的GIS技術和數據庫管理技術，規(guī)范地質圖空間數據庫建設，實現數據生產、質量監(jiān)控、錯誤糾正、檢查驗收及數據庫管理的一體化軟件。

4.1 技術路線

采用分步實施、分組把關、全面覆蓋、統(tǒng)一標準的技術路線。以不同比例的回溯性地質圖空間數據庫、數字地質調查成果數據以及它們之間的數據整合成果為研究對象，以形成可滿足政府和社會公益需求和服務的軟件產品為目的，使數據資源最大化地實現共享與應用。

從我國的國情出發(fā)，針對海量基礎地質數據成果資料，在研究各已建和新建地學數據庫建庫標準和數據庫成果的基礎上，對不同類型的數據庫，探索開發(fā)符合國情的支持地質圖空間數據庫生產建設、質量控制、數據庫管理的一體化軟件。在充分研究各類地學數據庫的建設流程、數據模型及已有數據庫生產和質量控制軟件工具基礎上，針對現有的數據庫管理軟件架構及功能，制定數據庫管理系統(tǒng)升級開發(fā)方案。應用現代計算機技術、空間數據管理技術和信息共享技術，對全國1:5萬區(qū)域地質圖空間數據庫管理系統(tǒng)進行全面的升級開發(fā)，以滿足綜合管理的需求。

4.2 技術方法

采用數據模型驅動數據的方式管理數據,以達到滿足不同模型的數據管理目的。

為方便管理和應用，盡量減少重復工作量，盡量利用已有的一些成果、軟件工具，以滿足數據庫生產、質量檢查和數據管理，方便用戶使用為目的，對系統(tǒng)進行升級開發(fā)，實現數據庫建設生產、數據質量檢查、數據管理的一體化。

收集及構建能滿足管理要求的模型庫：

（1）收集構建圖幅信息管理庫：內容包括1:5萬-1:50萬國際分幅的圖幅信息等。

（2）收集構建入庫信息表：入庫圖幅信息表、入庫圖層數據信息表、入庫圖形數據信息表、入庫類形數據信息表等。

（3）中國巖石地層辭典表。

（4）制定數據庫數據模型相關的代碼字典表，建立標準字典庫。

（5）建立數據庫模型標準庫。

以各項信息化技術標準為依托，收集研究以往工作中所積累的海量地學專業(yè)數據、以往（或新開展）地質調查成果資料。通過對多源地學數據庫的研究，發(fā)現其共同特點和不同點，以二維表的方式制定管理規(guī)則數據表，將建庫標準以不損失信息為宗旨，按規(guī)則形式要求對建庫標準整理，并放到規(guī)則數據表中進行管理。

（6）系統(tǒng)管理信息庫：包括系統(tǒng)用戶信息管理等。收集檢索所需的空間位置信息文件，包括不同比例尺分幅接圖表信息圖層、不同尺度的行政區(qū)分布圖等。

在軟件開發(fā)技術中，面向對象的軟件開發(fā)技術成為當今主流。本信息平臺的建庫與開發(fā)將采用面向對象的軟件工程方法?；陉P系數據庫統(tǒng)一管理空間數據庫與非空間數據可以有效地實現空間與非空間數據關聯和集成，而且由于空間數據與非空間數據都以數據表或視圖的形式存貯，只是數據的驅動有所不同?？臻g數據涉及圖件與屬性數據的檢查，非空間數據原則上只涉及屬性數據的檢查。故通過編程實現空間數據與非空間數據的一體化管理。

5 結語

本文根據目前數據整合和綜合管理的需求，以數據庫的入庫管理和數據檢索應用為主線，以模型為基礎，依托現代信息技術和GIS技術，采用高級編程語言VS 2010，在MapGIS6.7平臺上進行二次開發(fā)，結合專業(yè)技術及專業(yè)要求，以滿足生產管理，提高效率、滿足應用需求為目標，以普通用戶和管理人員為對象，開發(fā)、構建了全國區(qū)域地質圖數據庫管理系統(tǒng)，很好的實現了對基于兩個數據標準完成的數據成果的集成管理。

姜靈芝，中國地質大學（武漢）碩士，現就職于廣東省佛山地質局信息中心。

李瑞寧，現就職于廣東省佛山地質局信息中心。