基于MAPGIS的诸广地区地学信息数据库的设计.pdf

－73－ 基于 MAPGIS 的诸广地区地学信息数据库的设计 周 梵林子瑜 （东华理工大学 地球科学与测绘工程学院， 江西 抚州 344000 ） 1 概述 随着计算机技术和空间技术的广 泛应用, 地理信息系统被越来越充分的 利用在各个行业专业领域中。 目前,我国 已建成一系列基础地理信息系统的数 据库,这些数据库在国民经济建设、 社会 发展、 国家安全和国防等方面发挥了十 分重要的作用[ 1]。 在地质矿产工作中涉及的资料种 类很多, 因此建立一个统一的矿产资源 系统数据库显得尤为重要。运用 MapGIS技术,设计一套诸广地区地学信 息数据库, 目的就是在 MapGIS软件的 支持下, 使海量的多元地学数据得以高 度集成和有效的组织管理, 从理论和实 践上探讨一种地学数据管理的信息化 方法,为矿产勘查提供一个数字化平台。 2 工作流程 2.1资料准备 用到的数据是诸广地区的十幅1/5万比例尺 的纸质地质图, 图面内容包括地层、火山岩性、 脉 岩、 构造、 蚀变、 各类地质界线等地质要素和等高 线、 高程点、 公路、 河流、 居民点、 公里坐标网格等 地理要素。 2.2流程设计 诸广地区的十幅 1/5 万地质图, 涵盖了诸广 地区的地质和地理内容,在建立属性库之前,应对 所有的纸质地图的内容有一个统一的规划,再根据 实际情况制定可行的实施方案。工作总体流程分 为两个部分,一部分是数据处理,其内容主要包括 纸质图的预处理、 矢量化、 投影变换;另一部分就是 属性库的规范化,运用统一的属性表达方式来描述 地质图上所包含的信息。工作流程图见图1。 3诸广地区地学数据处理 地学数据的处理是将纸质地图向数字地图 转换的过程, 各类地学资料和数据经过预处理、 数 字化、 投影变换,形成一系列地学空间数据专题。 3.1预处理 首先利用工程扫描仪对所准备的十幅纸质 地质图进行扫描, 得到 10 个 TIFF格式的栅格文 件。由于对纸质地图扫描的过程中会出现形变,因 此在 MapGIS软件中对每幅图进行逐格几何精校 正,消除扫描变形所带来的误差。 3.2分层 图层 Layer 是用户按照一定需要或标准把 某些相关物体组合在一起[ 2]。为了将大量空间数据 存入计算机, 首先要从逻辑上将空间数据抽象为 不同的专题图层, 如道路、 居民地等, 一个专题图 层包含指定区域内地理地质要素的位置数据和属 性数据[ 3]。在这十幅1/5万地质图中,包含的主要图 层有按地质要素分有地层图层、 岩体图层、 岩脉图 层、 断裂图层、 构造 变形带图层等; 按地 理要素分有基本信 息图层、水系图层、 交通图层、 居民地图 层、 地形图层等。 3.3数据输入 在对十幅地质 图要素进行分类之 后, 然后再分层矢量 化。 在MapGIS 平台 上, 对地质图中分好 类别的线进行图形 数字矢量化处理,随 后生成的线.wl图层 进行线转弧段的操 作, 将线数据转为弧 段数据,并保存为面. wp文件,将此面文件 装入后再进行人工 拓扑处理。最后生成 与扫描图上的注释、 子图相对应的点.wt图层。 截止到此步骤即完成了 纸质地图到数字地图的初步转变。 3.4投影变换 投影变换即是各类地质、 地理要素,通过适当 的投影方式,反映到平面地质图上。本项目中各类 地学数据均采用高斯- 克里格6度分带投影,其所 在经度为 113037′E- 114015′E,跨越两个 6 度分 带,其中央经线各为 111 度和 117 度,坐标原点东 移500公里,椭球体参数为WGS1984。 4地学信息数据库的建立 数据库是以一定的组织方式存储在一起的 相互关联的数据集合,它可对数据文件进行重新组 织、 最大限度地减少冗余,增强数据间的关联,实现 数据的合理组织和灵活存取[ 4] 4.1数据库设计引用标准与规范 4.1.1 DZ/ T0197 - 1997数字地质图层及属 性文件格式 4.1.2 中国地质调查局 地质图空间数据库建 设指南 4.2系统图层的划分和命名规则 摘要基于地理信息系统建立研究区地学信息数据库， 以便于地质数据的存储、 查询、 分析和更新。采用诸广地区十幅 1/5 万地质图， 运用 MapGIS软件对原始数据进行处理， 结合一系列数据库设计规范文件， 建立诸广地区地学信息数据库， 为进一步的地质找矿提供了一定的数据支持， 以实现诸广地区空间信息化。 关键词地理信息系统； MapGIS； 属性数据库 科技论坛 －74－ 数字化地质图是以图幅为单位进行管理,划 分的图层在不同的图幅中都是一致的。建立的数 据库以图层为单位进行管理。为保证多幅图拼接 后每个图形信息及相应属性信息的独立性,防止图 层名重复出现,图层名编码结构如图2 在本项目中,按照上图的结构编码,大坪幅地 层图层在数据库中的图层名称则为 DEDPF01,其 中D代表该图层是一个地质图层,E代表该图的比 例尺为1/5万,DPF是 “大坪幅” 的图名汉语拼音首 字母缩写,01 则代表这个地址图层处于第一个图 层。 4.3图层内属性数据库的规范 每个图层的内容又包含不同的属性, 每种属 性需确定名称,其编码结构如图3 在这个结构编码中, 添加了一个图层的属性 识别码,用来识别这个图层的属性。例如,大坪幅的 地层图层的图层分项名称即为DEDPF01J, 其中J 代表的就是地层。 4.4建立规范数据库 在本数据库的设计中, 根据上述有关图层命 名规则和图层内属性数据库规范,对本项目中的地 质图图层进行统一的划分与命名。诸广地区 1/5 万多元地学信息数据库可以分为了两种建库方法, 一种是专题图层建库,另一种是单幅地质图建库。 4.4.1专题图层建库 在本项目中包含的地质图, 以相同图层为单 位,建立相同图层下十幅地质图所包含的属性结构 表,以湖口幅、 大坪幅和扶溪幅为例,见表1。 幅即为DPF,下同。 4.4.2分幅建库 另一种方式就是以单幅地质图为单位, 建立 每幅地质图内所有图层的属性结构表,以大坪幅为 例,见表2。 4.4.3 图层属性设计 参照引用的标准和规范进行图层的划分和 命名规范之后,再根据各个图层所包含的内容规范 图层属性内容,见表3。 4.5 地学信息属性的添加 依据上述分类, 将诸广地区十幅地质图中包 含的地学信息建立起其相对应的数据属性表,然后 按属性表将属性信息添加到处理后的诸广地区地 学数据中。属性的添加是在 MapGIS平台下完成 的,在MapGIS下选择需要添加属性的区图层,对其 进行编辑区图层属性结构,添加表3规定的属性内 容,最终将所有属性添加完毕,则完成了数据属性 库的建立。 结束语 通过上述方法建立的地学信息属性库可以 转换成多种GIS软件下可以接受的格式,用于分析 和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程, 解决复杂的规划、 决策和管理问题。 在整个诸广地 区的矿产资源的勘探中,可以随时查询和分析研究 区域的空间和属性信息,多元信息的融合为进一步 的成矿预测提供了充分的信息帮助。 参考文献 [1] 翟亮,唐新明,周一.国家基础地理信息数据库内 容的完善[J].测绘通报, 20061 47-48. [2] 陈为公. 应用GIS建立地质图空间数据库初探 [J].辽宁地质, 2002 ,17 4312-314. [3] 黄杏元,马劲松,汤勤.地理信息系统概论[M].北 京高等教育出版社, 2001. [4] 林学庆. MapGIS在阿北-顺北探区油气勘探中 的应用[J].重庆科技学院学报自然科学版,2009,2 11. “ ’ ’ * ,- . / 01 234 56 78 459 表 3 图层属性设计规范表 参考文献 [1]GodbergDE.GeneticAlgorithmin Search . Optimization and Machine Learning [M].Addison-Wesley,1989. [2] 刘勇,康立山,陈毓屏.非数值算法--遗传算 法[M].北京科学出版社,1995. [3]BagleyJD.TheBehaviorofAdaptive System which Employ Genetic and Correlation Algorithm[J]. Dissertation Abstracts Internation－ al,1967,2812 [4] Hollsticn R B. Artifical Genetic Adaptation in Computer Control Systems [J]. University of Michigan , No.71-23773,1971. [5] 王小平,曹立明.遗传算法--理论应用与软 件实现[M].西安西安交通大学出版社,2002. [6] 云庆夏.进化算法[M].北京冶金工业出版社, 2000. [7] 周明,孙树栋.遗传算法原理及应用[M].北京 国防工业出版社,1999. [8] Brawn H. On Solving Travelling Salesman Problems by Genetic Algorithms[J]. [9] Powll D. Tong S ,Skolnik M. EnGENEous Domain Independent , Machine for Design Op－ timization[J]. Proc of ICGA-89,1989. [10] ooker,Goldberg L B,Holland J H. Classifi－ fier Systems and Genetic Algorithm Intellgence [J].1989,40235-282. [11] Stender J Ed.Parallel Genetic Algorithms [J].Theory and Application. ISO Press,1993. 作者简介 沈大旺 （1981） ， 广东茂名人， 在职研究生， 研究方向 软件工程， 职称 助教。 张慧 （1983 ） ， 山东德州人， 毕业于太原理 工大学信息工程学院， 硕士学位， 研究方向 人 工智能， 职称 助教。 （上接100页） 科技论坛