孫璐，蔡煜琦，虞航，夏宗強，李治興，謝宗蕓

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團鈾資源勘查與評價技術(shù)重點實驗室，北京 100029）

隨著我國核電快速發(fā)展，對鈾資源的需求越來越大［1］，大幅度提高鈾礦工作及資料數(shù)字化程度十分迫切。為此，中國核工業(yè)地質(zhì)局設(shè)立了“中國鈾成礦區(qū)劃及找礦戰(zhàn)略部署研究”項目，該項目旨在進一步優(yōu)化我國鈾成礦區(qū)帶劃分方案，及時跟蹤勘查進展和找礦成果，建立中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫，提出我國中長期鈾資源勘查部署工作建議。

成礦區(qū)帶（又稱成礦單元）是具有較豐富礦產(chǎn)資源及其潛力的成礦地質(zhì)單元。在某一成礦區(qū)帶內(nèi)往往具有主導(dǎo)的成礦地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)演化歷史及與之相應(yīng)的區(qū)域成礦作用，其內(nèi)各類礦床組合往往有規(guī)律地集中分布，這反映了礦產(chǎn)資源區(qū)域性宏觀分布特征及受控因素［2］。中國鈾成礦區(qū)帶的劃分共經(jīng)歷了5個階段［3］，對成礦區(qū)帶的劃分不斷得到完善，從“六五”時期的11個鈾成礦帶和4個鈾成礦遠景區(qū)［4］，至“十五”期間的18個鈾成礦帶（區(qū)）［5］，“十二五”完成的全國鈾礦資源潛力評價對中國鈾成礦單元劃分提出了新的劃分方案，全國范圍內(nèi)共劃分4個成礦域、11個成礦省和49個成礦區(qū)帶，其中含20個成礦遠景區(qū)帶［6］。

GIS是一門集計算機科學(xué)、信息學(xué)和地理學(xué)等多門學(xué)科為一體的新興學(xué)科。目前GIS在地學(xué)信息數(shù)字化方面的運用已越來越廣泛［7］?；贕IS的礦產(chǎn)資源潛力評價空間數(shù)據(jù)庫的建立、礦產(chǎn)資源評價方法的研制與應(yīng)用、礦產(chǎn)資源評價專用軟件的開發(fā)以及在合理地組織人力資源適應(yīng)新技術(shù)的應(yīng)用要求等方面取得了長足的進步。王勇毅等開發(fā)了全國區(qū)劃管理系統(tǒng)［8］，在MapGIS二次開發(fā)函數(shù)基礎(chǔ)上采用VC++6.0語言進行二次開發(fā)，運行于中文Win98或以上操作系統(tǒng)平臺之上，主要功能是實現(xiàn)對二輪區(qū)劃、總量預(yù)測、中大比例尺成礦預(yù)測三類數(shù)據(jù)的圖層數(shù)據(jù)、報告文檔及元數(shù)據(jù)的管理、檢索、瀏覽；全國鈾礦資源潛力評價研制了成果數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立了成果數(shù)據(jù)庫，涵蓋了地質(zhì)、物探、化探和遙感九大類專業(yè)圖件［9］，鈾礦資源潛力評價工作奠定了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時本數(shù)據(jù)庫的完成對今后開展成礦規(guī)律研究有著重要的實用價值。隨著中國鈾成礦區(qū)劃的不斷完善，對于鈾成礦區(qū)劃的管理與應(yīng)用變得更加迫切，為此，在中國鈾成礦區(qū)劃項目實施過程中，基于GIS的空間數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，旨在對中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)進行有效管理并服務(wù)于鈾礦勘查及科研工作。

1 需求分析

隨著中國鈾成礦區(qū)劃研究的不斷深入，鈾成礦區(qū)劃單元劃分越來越細，區(qū)劃內(nèi)容更加豐富。全國鈾礦資源潛力評價將中國鈾成礦單元劃分為鈾成礦域、鈾的成礦省和鈾成礦區(qū)帶3級，通過近年來的研究及中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·鈾礦卷的研編，進一步劃分了鈾成礦亞區(qū)帶、鈾礦田與鈾礦化集中區(qū)，其表現(xiàn)形式為不同尺度的鈾成礦單元圖件及成礦單元文字描述，在分析中國鈾成礦區(qū)劃涉及的各類信息（數(shù)據(jù)）、圖形數(shù)據(jù)和成果圖件的基礎(chǔ)上，以滿足管理人員查詢使用和研究人員進一步完善區(qū)劃方案，總結(jié)鈾成礦規(guī)律，進而指導(dǎo)鈾礦勘查規(guī)劃部署的目的，開發(fā)研制了具有數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)編輯子系統(tǒng)的“中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”（圖1和2）。

圖1 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)登錄界面Fig.1 Login interface of China Uranium Metallogenic Zonation Data Management System

1.1 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境構(gòu)建最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，使建立的數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，能夠有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求［10］。中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫涵蓋全國49個成礦區(qū)帶數(shù)據(jù)，通過建立較為完整的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及屬性（表1），一方面可以完成全國各個成礦區(qū)帶數(shù)據(jù)的分類與存儲；另一方面可保證數(shù)據(jù)的高效使用，以便能夠在海量的數(shù)據(jù)中快速找到所需結(jié)果。

表1 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫屬性及說明Table 1 Attributes and descriptions of China's uranium metallogenic zonation database

1.2 成果圖件集成

成果圖件的集成主要是對提交的成果數(shù)據(jù)進行分類匯總，建立數(shù)據(jù)入庫表，根據(jù)成果信息集成流程進行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，完成中國鈾成礦區(qū)劃成果圖件的匯總。入庫圖件數(shù)據(jù)包含相應(yīng)的屬性信息。

1.3 多元信息數(shù)據(jù)管理

采用SQLite文件型數(shù)據(jù)庫管理各種成果圖件，管理子系統(tǒng)具有對已入庫的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理、查詢等功能。在系統(tǒng)功能滿足項目需求的前提下，做到盡可能簡單，并具有較好的移植性。

1.4 多元信息數(shù)據(jù)編輯

編輯子系統(tǒng)以統(tǒng)一的界面實現(xiàn)不同類別資料的導(dǎo)入，資料的格式為MapGIS 6.7和MapGIS 10標準的點、線、面格式；根據(jù)工作實際需求可對錄入數(shù)據(jù)進行增加、刪除和修改等任意編輯。系統(tǒng)具備靈活的信息提取手段，包括按關(guān)鍵字、專業(yè)類別或圖件屬性快速檢索出相應(yīng)的圖件。

2 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)部署

中國鈾成礦區(qū)劃管理系統(tǒng)是基于MapGIS 10二次開發(fā)的數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用系統(tǒng)，采用SQLite文件型數(shù)據(jù)庫，無需安裝部署即可直接使用。系統(tǒng)可在Windows 7或Windows 10下運行，同時支持MapGIS 6.7和MapGIS 10兩種數(shù)據(jù)類型。

2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行多源數(shù)據(jù)輸入、輸出及綜合管理，按照全國、成礦域、成礦省、成礦區(qū)帶、成礦亞帶、礦田和礦床7個層級進行分類管理。數(shù)據(jù)類型包括圖形數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)等，其能夠快速管理中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫的各類信息及相互關(guān)系。根據(jù)需求和目標，將中國鈾成礦區(qū)劃管理系統(tǒng)設(shè)計為管理子系統(tǒng)和編輯子系統(tǒng)兩部分。

2.3 系統(tǒng)界面及功能結(jié)構(gòu)

2.3.1系統(tǒng)界面

中國鈾成礦區(qū)劃系統(tǒng)界面分為數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和編輯子2個界面。編輯子系統(tǒng)界面采用了MapGIS通用界面，本文不作介紹。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)界面包括地圖視圖區(qū)、文字展示區(qū)、功能菜單、圖層管理和數(shù)據(jù)目錄（圖2）。

圖2 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)界面Fig.2 Interface of the data management subsystem

地圖視圖區(qū)：位于界面的正中心，是瀏覽數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)和查詢數(shù)據(jù)的一種多功能的視圖方式。

文字展示區(qū)：位于界面正下方，是展示相應(yīng)圖件所帶屬性文字，能直觀查看地圖視圖區(qū)中相應(yīng)圖件的所有屬性信息。

功能菜單：主要包括一級菜單“數(shù)據(jù)瀏覽”和“設(shè)置”；二級菜單有“地圖瀏覽”、“圖幅查詢”、“圖 幅瀏 覽”、“目 錄環(huán) 境”、“系統(tǒng)庫管理”、“樣式庫管理”、“視圖”和“窗口”等。

圖層管理：用于添加各類圖層數(shù)據(jù)到地圖文檔中，便于管理與查詢。

數(shù)據(jù)目錄：MapGIS數(shù)據(jù)目錄使地理數(shù)據(jù)訪問和管理更為便捷，它可以連接本地磁盤上的文件夾、網(wǎng)絡(luò)及本地的地理數(shù)據(jù)庫。

2.3.2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是建立在SQLite文件型數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的多源地學(xué)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。可通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能把各類型數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫；用戶在管理子系統(tǒng)中可對數(shù)據(jù)進行瀏覽查看；在編輯子系統(tǒng)中可對圖形數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢等。系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Overall functional structure of China Uranium Metallogenic Zonation Data Management System

3 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的主要功能

3.1 數(shù)據(jù)管理

為了方便對多源數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一高效的管理，數(shù)據(jù)庫管理以人機交互的方式對數(shù)據(jù)進行有效的操作，可對所獲得的地質(zhì)數(shù)據(jù)進行導(dǎo)入、顯示、查詢和修改等數(shù)據(jù)庫管理工作（圖4），可將零散的數(shù)據(jù)分類整理入庫并且執(zhí)行修改、檢查和保存等數(shù)據(jù)管理操作［11］。根據(jù)數(shù)據(jù)實際情況，確定了以全國、成礦域、成礦省、成礦區(qū)帶、成礦亞帶、礦田和礦床7個層級為系統(tǒng)邏輯存儲單元，統(tǒng)一管理不同來源的MapGIS格式的圖件數(shù)據(jù)或JPG圖件。點擊全國、成礦域、成礦省、成礦區(qū)帶、成礦亞帶、礦田、礦床對應(yīng)的按鈕后，會在主界面左側(cè)顯示出對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，左側(cè)?？看翱诜稚稀⑾聝刹糠?，上半部分代表專題圖數(shù)據(jù)，下半部分代表圖幅數(shù)據(jù)，點擊“專題圖”列表后，會在圖幅窗口顯示出該專題圖下所包含的圖幅數(shù)據(jù)，并在頁面的下方顯示該專題圖的各類屬性信息，點擊“圖幅數(shù)據(jù)”列表，會顯示相應(yīng)的圖幅圖件。

圖4 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主功能界面Fig.4 Main function interface of China Uranium Metallogenic Zonation Data Management System

3.2 數(shù)據(jù)入庫

數(shù)據(jù)導(dǎo)入是將整理好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，導(dǎo)入的數(shù)據(jù)為MapGIS工程文件，添加時需要填寫其圖名、基本信息、區(qū)帶編號和主要地質(zhì)特征等信息。如果導(dǎo)入失敗，則根據(jù)錯誤信息提示，以便追溯導(dǎo)入過程問題并進行修改。

3.3 數(shù)據(jù)編輯

數(shù)據(jù)編輯是進入編輯子系統(tǒng)，主要是對圖形參數(shù)和圖元屬性的修改，包括點、線、區(qū)文件的編輯，其主要功能和操作與MapGIS軟件系統(tǒng)一致。

3.4 數(shù)據(jù)查詢

為了方便中國鈾成礦區(qū)劃研究，在系統(tǒng)中增加了數(shù)據(jù)查詢功能，從而能夠快速開展數(shù)據(jù)查詢（圖5）。查詢方式有3種：1）按關(guān)鍵字查詢，輸入相應(yīng)的關(guān)鍵字后可對數(shù)據(jù)庫進行查詢。2）按數(shù)據(jù)類型查詢：可根據(jù)管理的全國、成礦域、成礦省、成礦區(qū)帶、成礦亞帶、礦田和礦床7個層級進行分類查詢。3）按屬性查詢：包括按名稱、編號、基本信息、主要地質(zhì)特征、鈾礦化類型、成因類型等。

圖5 中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)查詢功能Fig.5 Query function of China Uranium Metallogenic Zonation Data Management System

4 系統(tǒng)特點

1）本系統(tǒng)是基于SQLite文件型數(shù)據(jù)庫研制的中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，主要面向中國鈾成礦區(qū)劃成果數(shù)據(jù)的管理、編輯修改，不僅適用于對中國鈾成礦區(qū)劃單元信息的管理，也適用于對中國鈾成礦區(qū)劃研究應(yīng)用，可進行修改完善。

2）管理子系統(tǒng)可按照全國、成礦域、成礦省、成礦區(qū)帶、成礦亞帶、礦田和礦床7個層級對不同鈾成礦單元進行數(shù)據(jù)管理，查詢?yōu)g覽其不同單元的基本信息、主要地質(zhì)背景、鈾礦化特征、控礦要素、礦化類型、典型礦床等，成礦單元信息簡單、完整。

3）數(shù)據(jù)編輯子系統(tǒng)可對錄入數(shù)據(jù)進行空間幾何校正、對數(shù)據(jù)進行投影變換，依據(jù)研究進展對不同鈾成礦區(qū)劃單元進行修改，滿足對圖形點、線、區(qū)文件的編輯修改和保存，用于輔助綜合編圖研究和數(shù)據(jù)成圖。

4）系統(tǒng)按C/S模式搭建框架，管理子系統(tǒng)下不能對鈾成礦區(qū)劃單元進行修改、刪除，只能進行瀏覽查詢，編輯子系統(tǒng)可對數(shù)據(jù)進行刪除、新增等操作，新寫入數(shù)據(jù)庫時不會對原有數(shù)據(jù)進行覆蓋，保證了系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

5 結(jié)論

1）中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)管理應(yīng)用系統(tǒng)是基于MapGIS 10研制開發(fā)的具有自主版權(quán)的集成果數(shù)據(jù)管理和編輯為一體，具有專業(yè)特色的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。

2）系統(tǒng)基于SQLite文件型數(shù)據(jù)庫研制，使用MapGIS 10平臺進行開發(fā)，系統(tǒng)分為管理子系統(tǒng)和編輯子系統(tǒng)兩個部分。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢、維護編輯等功能，能夠滿足管理及科研人員對中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫方便有效使用的需求，充分發(fā)揮了中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)庫的信息服務(wù)功能，保證中國鈾成礦區(qū)劃數(shù)據(jù)成果的高效利用，同時也為中國鈾成礦區(qū)劃搭建了基礎(chǔ)信息共享平臺。

3）該軟件系統(tǒng)在不斷促進我國鈾礦地質(zhì)數(shù)字化進程的同時也在不斷更新、升級和完善，對指導(dǎo)深化中國鈾成礦區(qū)劃的研究與鈾成礦規(guī)律總結(jié)具有重要的實際意義。