地质数据库

‘壹’ 数据库在地质档案管理中的应用

罗剑

（广东省地质调查院，广州510080）

摘要 本文从档案数据库的优点及其重要性、地质档案数据库的设计以及档案数据库的安全性等几个方面对其作出了论述。

关键词 数据库；地质；档案管理

数据库是长期存储在计算机内，有组织、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享［1］。档案数据库可分为全文数据库和目录数据库。全文数据库是对所搜集的档案全文（包括文字、图像、数据、代码）进行数字化处理。并把档案全文信息输入数据库，通过检索即能直接找到要查询的所有档案信息。目录数据库是指把案卷目录、卷内文件目录输入数据库实现案卷目录的自动化管理，以提高案卷目录管理效率、检索速度和查准率。对以上两种模式的选择，是构建档案数据库时首先要面对的问题。按照经济、实用、高效的原则，兼用以上两种模式建库较为合适。

1 档案数据库的优点及其重要性

1.1 档案保存与利用的矛盾得以缓解

档案以具体内容反映其形成的过程，具有较强的记录性。档案注重原本、原稿，而且又往往只有一份孤本，这也是档案宝贵的原因之一。档案的利用率在不断提高，档案的破损率也在加快，档案的“保存”与“利用”的矛盾一直困扰着档案界。如果把档案全文数字化，存入数据库它不仅解决了“保存”与利用的矛盾而且还大大提高了查检速度。

1.2 利于集中保存，提高工作效率

数据库技术可以使档案文件以电子文件的形式集中保存，不仅有助于实现实时掌握档案文件的情况和及时纠正错误，还有助于集成文件归档前后的管理行为以及节省归档的周期和手续，从而提高工作效率。

1.3 档案的编排管理效率、检索速度与查准率明显提高

采用数据库管理，不仅改变了传统目录单点线形的检索模式，实现同一页面的多点跳转查询，还支持关键词的模糊查询，大大提高了检索速度、查准率和查全率，而且目录维护也将变得十分方便。

1.4 利于实现档案的第二价值

由于档案的原始记录性、孤本的稀有性、内容的典型性等特点，使得档案的作用是随着时间的推移而扩展，主要表现在从机关向社会扩展，档案的价值由机关作用的第一价值向社会作用的第二价值转移。这说明档案的机密性虽在递减，社会性却在递增，解密销密的档案便可以向社会开放。在网络时代，将档案数字化后可以上网，使之能够向社会提供检索信息集合，为档案的第二价值实现打下坚实的基础。

2 地质档案数据库的建立

目前，对于没有电子文档的地质档案我们一般采用扫描的办法进行存储归档，我院无电子文档的档案主要为地质原本档案及上级审批文件等，通过对所有的扫描文件编制目录索引，目录索引用数据库的方式建立，每一图像文件以其存储的地址与其在目录索引中的记录相连。利用目录索引可检出所需档案之图像文件的存放地址，通过地址借助链接显示该档案原文的图像。

地质档案数据库在设计上应结合本专业档案实体的特点，把计算机技术巧妙地运用到档案管理中来，实施最大优势的组配。例如在进行地形图数据的录入时，针对地形图分幅排序上的特点——同一测区的某种比例尺地形图，字段名中除“图名、图号”外，其余技术参数均相同，且这些图幅在地域上毗连，可用引进记录拷贝的方法来提高录入速度，减少录入错误；针对长期以来由于地形图图号设置方法的变更和手工书写不规范而造成的图号不统一的情况，在系统中设置对录入的图号进行自动规范的功能；引进地理信息系统（CIS）技术，以实现图-库间数据互访，充分利用图形这一形象直观的工具，进行快速查询检索，提高工作效率。总之，档案数据库的设计只有结合本专业特点，才能使其具有更强的生命力。

3 档案数据库的安全可靠性

档案数据库的建立是网络时代的要求，也是档案工作现代化的主要标志。它能使档案室能够更好地提高服务质量和工作效率。档案数据库的目的是方便用户扩大利用率，特别是远程利用。但档案数据库的网络化应用也为其带来了安全性问题。档案信息系统的安全涉及很多，防病毒、建立网络防火墙、数据备份以及档案人员的安全意识缺一不可，其中数据备份是重中之重。数据备份可以帮助档案数据库从灾难性事故中安全恢复、协助过滤档案数据库对外发布信息，以及便于多个相似档案数据库的快速重建。

随着计算机软、硬件技术的飞速发展，功能强大的各种应用软件使计算机如虎添翼，人们完全可以依靠计算机技术，模拟传统的立卷方式，并按照文件的各种自然联系，动态的、随机地建立文件之间的各种逻辑关系，满足查阅人员的利用需要。新世纪的档案工作，将是先进的服务手段与良好的服务效果的统一。社会越往前发展，人们对信息资源共享的要求会越强烈，对档案的利用也会越来越广泛，数据库技术的应用必将使档案发挥越来越重要的作用。

参考文献

［1］徐义全.数据库系统及其在电子档案管理中的应用.北京档案，2001（6）.

‘贰’ 全国岩石物性数据库的特点

全国岩石物性数据库入库的每条岩石物性记录一般含有空间属性（省、县/市、经度、纬度、深度）、岩石学属性（岩石大类、岩石类、岩石亚类、岩石种）、地层学属性（组、群等岩石地层单元，统、系、界等年代地层单元）和侵入岩岩石学属性（岩体名称、侵入期次）、地层区划属性（地层小区、地层分区、地层区、地层大区）等地质属性，以及所具有的岩石物理属性（密度、密度测试仪器，磁化率、磁化率测试仪器，剩磁强度、剩磁强度测试仪器，电阻率、电阻率测试仪器，极化率、极化率测试仪器等），具有丰富的地质学属性，是具有深厚地质学基础的岩石物性-地质属性（图1-10）的关联数据库，将提供较为完备的岩石物理-地质关系数据，是地质学与地球物理学相互融合的重要基础。

20002002年，已清理、评价、入库岩石物性记录26万条，其中，密度约17万条、磁化率约5万条、剩磁强度约3万条、电阻率7000条、极化率7000条，初步形成了一定规模的全国岩石物性数据库。基于这批数据基础，根据地层区划，以整个工作区、地层大区（华北地层大区、华南地层大区）、地层区（晋冀鲁豫地层区、秦祁昆地层区、南秦岭-大别山地层区、扬子地层区、东南地层区等6个）、地层分区（迭部-旬阳、东昆仑-中秦岭、鄂尔多斯、桂湘赣、华北北缘、华北平原、华北西缘、江南、摩天岭、祁连-北秦岭、山西、上扬子、十堰-随州、武夷、下扬子、燕辽、阴山、豫陕等18个地层分区）分别对岩石大类、岩石类、岩石亚类、岩石地层组、群、年代地层统、系、界、侵入岩体期次进行密度、磁化率、剩磁强度、电阻率、极化率的统计，得到了大量的统计表，为应用地球物理学提供了基础性资料。

初步建成与完善的全国岩石物性数据库是地质学-地球物理学联系的重要桥梁，但如何应用大量的区域岩石物性数据直接探讨区域地质问题?如何应用量化的岩石物性数据解决地质问题?能不能有效地解决区域地质问题?等等，成为考虑区域物性工作或全国岩石物性数据库工作有无必要开展下去的问题。

虽然目前所进行的物性清理工作仅在河北省、江西省、宁夏回族自治区、陕西省、山西省、河南省等六省区进行，但通过各省区岩石物性情况的评估、分析，对全国区域物探调查特别是区域重力调查程度的综合，得到全国岩石物性数据的最低估计：全国可利用的区域岩石密度数据约60万个、磁性数据约20万个、电性数据约10万个，其可靠性为90。但这六省区其面积为93.5万km²，约占我国陆域面积的1/10，分属于华南、华北、东部、西部，在地质工作上具有代表性。因此，通过这六省区已清理出了26万条物性记录，根据此数据库建立的地质-物性模型，探讨地质块体与物性块体的对应关系，对地质块体进行数量化描述，旨在建立岩石物理学解决地质问题的方法技术，以促进地球物理学与地质科学的有机融合与全面进步。

‘叁’ 什么是地质数据库

就是地质类知道的数据库，有各种比例尺的地质图空间数据库、同位素地质测年数据库、重砂数据库、水文地质图数据库、地质资料管理数据库等等，只要内容是地质资料的数据库都是地质数据库的一种。

‘肆’ 地质空间数据库建设

一、内容概述

在地质制图技术手段的变革中，真正具有革命性的是与数字式地质图生产模式相关的技术进步，涉及从野外地质工作直至最终成果提交的全过程。建立国家数字式地质空间数据库，是推行这种新工作模式的总体目标和必然结果。为此，各国都下大力气狠抓数据库设计、建设和不同类型数据库的联网，大力推进地质制图的标准化，除了对符合现代要求的现有数据进行数字式信息提取之外，还积极创造条件把数字式工作方式延伸到最基础的野外工作环节。GIS的产生、发展与机助制图系统存在着密切的联系，两者的相同之处是基于空间数据库的空间信息的表达、显示和处理。GIS包含了机助制图系统的所有组成和功能，并且GIS还有数据处理分析的功能。它用空间数据库和属性管理地质数据，包括了图形数据及属性数据，并可对二者的数据进行空间分析和空间查询。GlS技术是数据库技术、图形图像处理技术和数据分析与处理技术的综合，在地质制图及多学科研究数据的处理、集成、模拟、显现乃至成果图件的编绘等方面，都起着不可替代的作用。通过数字式地质图生产模式的推行，可以使反映新认识、新成果的新数据得以及时输入数据库并与原有的数据资源融为一体，既能以常规纸图的形式输出，也能以数字产品的形式输出，必要时还能根据用户的要求以非标准的专用产品形式输出。GIS的出现及其在地学领域应用的深入，使地质图作为地学研究的基础图件，正在告别纸质时代，进入数字化时代（姜作勤等，2001；王永生，2011）。

二、应用范围及应用实例

在国际上，美国、英国等国在20世纪80年代开始进行国家空间数据库的建设。1992年，美国国会通过了《国家地质填图法案》，要求开发一个国家地质数据库（NGMDB），该数据库涵盖了地质学、地球物理学、地球化学、地质年代学和古生物学等地质领域。从1997年起，美国地质调查局（USGS）和宇航局（NASA）建立了全国统一的分类标准和数据标准，并开始进行地质图的数字化工作。至今已完成了占国土面积一半以上区域的地质数据数字化工作，并建立了数据库。

在国际上，对1∶100万国际分幅地质图编制与更新工作非常重视。俄罗斯从1999 年正式开始第三版（第三代）1∶100 万国家地质图系列编制和出版工作，并且专门制定了《俄罗斯联邦1∶100 万国家地质图系列编制和出版规范》，英国、法国、南非、印度、蒙古、朝鲜等也编制出版了全国1∶100万地质图件或专业图件，美国和加拿大编制出版了部分地区1∶100万地质图件或专业图件，意大利在2003年新出版了第五版1∶100万意大利地质图。

巴西1∶100万地质图由46幅按国际标准分幅的地质图幅拼接而成。这些图幅组成了数字地质信息库，通过地质信息系统来操作管理。这些地质图数据是在野外工作、卫星图像解译、采样、同位素测年等工作基础上，通过对数据的编辑、分析、综合以及说明获得的。资料截止于2003年年底，由巴西地质调查局完成。他们出版了41张包含46幅地质图幅的电子光盘。

在巴西1∶100万国际分幅地质图的基础上，南美地质编图委员进行了南美洲1∶100万地质及矿产资源图的编制工作。南美洲1∶100万地质及矿产资源图由92幅标准图幅组成，其中包括了巴西的46幅。阿根廷、巴西和乌拉圭地质调查局在修正更新了1∶100万地质底图并结合了航天TDM雷达图像，共同完成了该项工作。

印度地质调查局在20世纪70～80年代编制了一套1∶100万地质图集，包括了28个图幅。近年来又陆续编制了AraValli地区1∶100万岩石层位图，Kolar Schist Belt 1∶100万综合地球物理及地质图，Madhya Pradest 1∶100万地质矿产图（2幅），Chhattisgarh1∶100万地质矿产图，喜马拉雅1∶100 万地质图（45 幅），印度及周边地区1∶100 万地震构造图（42幅）。

目前，“planet earth”在2007～2009年的International Year计划中提出了“透明地球”方案，并已经开始着手实施，目的在于提供不同比例尺的动态的、可以交互操作的覆盖世界范围的数字地质图。该计划拟采用双重结构来操作。第一层由UNESCO、IYPE、IUGS、CGMW、ISCGM、ICOGS组成的执行委员会来负责。第二层由各参与国家、调查机构和组织来运作。

该计划已经确定了由3个部分组成，这3个部分的图层都可以通过像Google Earth那样的动态地图浏览器被广大用户应用。前两个部分是为更大比例尺图层服务的介绍性图层，由CGMW提供：第一层（“25 G”）建立在GCMW世界1∶2500万地质图基础上；第二层（“5 G”）建立在大陆和大洋1∶500万地质图基础上。这两个图层将根据简单的图例在地质内容上进行相互协调。第三层“1 M”由英国地质调查局（BGS）开始进行，又被称为“One Geology”计划，这个图层是由各参与国地质调查局提供的1∶100 万地质图组成的。不同地质数据间的重叠和不连续问题将由GeosciML（计算机图形接口数据模型及编码）软件来解决。同时，这些地质数据是动态的，可以随时进行更新。由英国地质调查局（BGS）发起并于2007年3 月12 日～16 日在Brighton召开了会议讨论并正式启动该计划。

三、资料来源

姜作勤，张明华.2001.野外地质数据采集信息化所涉及的主要技术及其进展.中国地质，28（2）：36～42

王永生.2011.地质资料信息服务集群化产业化政策研究.中国地质大学（北京）博士学位论文

‘伍’ 基于GIS数字地质图数据库的组成

1.数字地质图

传统的纸质模拟地图是根据地图模型（map model），按照一定的数学法则、符号、制图综合原理和比例，将地球空间实体和现象的形状、大小、相互位置、基本属性等表示在二维平面上。“数字地图”，简单地说，就是存储在计算机中数字化了的地图。一般来讲，数字地图是以地图数据库为基础，以数字形式存贮于计算机外存储器上，并能在电子屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”或“瞬时地图”。

（1）地质图

“地质图”乃是一切地质工作中的基本图件，用规定的符号、不同的颜色、描绘一地区的地质现象，反映沉积岩、岩浆岩、变质岩、各类矿产、各种型式的地质构造线等，反映它们形成的时代、分布和相互关系，以三维空间的立体形状表示在二维空间的平面上。金泽兰等在《地质图编汇法》中，提出地质图是一种将出露在地表的地质构造现象按比例投影到平面图（通常带有地形等高线，即地形图）上，并用规定的符号、色谱、花纹予以表示的图件。它是为特定目的服务的、有选择性地表示地质对象的时间和空间分布的符号化表现形式。在地质图上表示的地质对象即可以根据地质属性分类集合进行选择，也可以按照地理范围进行表示，一般情况下是两者结合进行的。总的来说，地质图是现实世界中地质客体在人脑中抽象的、具体的表达，是现实地质对象在图纸上的映射。如图7-11所示。

图7-15 以对象为中心的面向对象数据模型实现图形和属性统一存储

这种数据模型彻底解决了长期以来空间对象与其属性数据，在物理上分离带来的诸多难题，进而实现基于关系数据库的GIS空间数据一与其他非空间关系数据一体化管理，给GIS系统开发、应用带来了极大的便捷性。如利用空间引擎对空间与非空间数据进行操作，同时可以利用大型关系数据库海量数据管理、事务处理（transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能。

4.GIS与数字地质图数据库的结合

GIS是分析和处理海量地理数据的通用技术，借助GIS，基于大量综合信息，可进行空间采样，对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成、模拟区域地质演化等复杂问题进行时空和多元统计分析，对成矿预测和矿产勘查提供有力分析工具。在数据量充裕前提下，GIS分析具有定量、定时、定位的特点，可给出动态（不同时间、不同位置）结果。借助深部与时间数据，GIS分析实际上可拓展到四维空间。

P.Gardenfors提出在客观世界和符号表达之间存在着概念层，他将知识表达分为三个层次，即：亚概念层、概念层、符号层，通过亚概念层感知客观世界，然后通过概念层将感知的内容抽象成为概念进行分类，将概念（分类）通过符号层表达出来。地理信息在概念层形成，在符号层表达，所以地理信息库的建立就是通过概念层对地理空间（客观世界）的抽象而形成地理信息概念空间，将该概念空间形式化后就成为本体化的地理信息空间，即可在计算环境下通过符号层（图形）表达出来。

地质信息系统研究的关键问题之一，就是构造图7-16中的地质模型，目的是通过有限的、不完全的并且含有各种噪声的观测数据来推断地下空间的物质、能量的分布和流动情况。

图7-16 地质认知过程的简化示意图

大部分矿产都不是暴露在表面，而是埋在地表深部。利用GIS的方法通过了解地表上层物质的空间分布，就可以判断矿藏存在的可能性。在一个找矿预测区域往往已知部分矿区和矿点，这些矿区和矿点具有很多的空间属性和地理属性，要想很直观的用以往普通的数据库管理系统去把它表达出来，可谓耗时费力。而GIS的出现为矿产资源评价和管理提供了前所未有的评价工具与手段。GIS是采集、管理、处理、分析、显示、输出多种来源的与地理空间位置相关信息的计算机系统。随着GIS与RS（遥感）、GPS（全球卫星定位系统）相结合的“3 S”集成以及计算机互联网的迅速发展，GIS在地质找矿中将发挥更加重要的作用。

目前，GIS与地质空间数据库的结合主要体现在以下几点：

（1）建立地质矿产资源数据库

描述矿产地属性的数据内容繁杂，类别众多，可分为属性数据和空间数据，矿产地各类属性信息认识、分析和评价该矿区也很重要。因此，地理空间信息在矿产资源管理中占有非常重要的地位。地质矿产数据库在GIS的支持下，结合矿产资源数据类型可建立多种地理空间数据库和属性数据库，利用GIS先进的数据库和图库管理对于各种地质图件和数据的长期保存及修改变得容易。

（2）图形显示的直观性和形象性

专题图不仅是一种重要的研究手段，同时也能有效而直观的反映研究成果。在地质数据库基础上，GIS可将各种数据或分析成果以专题图的形式直观而有效的显示，并可进行人机交互式地设计、编辑、修改。在成果输出方面，GIS能够提供高质量的预测成果图件，直观清晰，一目了然。GIS的这些功能，能将各种矿产资源的文字描述与空间地理位置有效的结合与表达，大大提高了矿产资源数据的直观性和形象性。

（3）空间分析功能

GIS的空间分析功能是GIS区别于其他计算机系统的主要标志。地质数据库系统涉及GIS多种空间分析功能，结合地质“专家知识”，为大范围大区域内实现快速、准确的成矿预测创造了有利条件。GIS吸取专家的经验及知识较容易，并且进行成矿预测具有空间直观性，避免了预测中的人为因素；能够弥补一些人工方法的缺陷（如对于断裂控矿影响宽度带的确定）。与传统的方法相比，GIS空间分析功能可以更加迅速地对大量数据进行对比和分析，大大节约了时间，缩短了研究周期，

（4）多源信息的集成

地质数据库的数据是多源数据。有不同精度、不同比例尺、不同数据源、不同格式的数据，借助GIS能将这些多源的数据有机地集成在一起，能提供集成管理多源地学数据（包括以文字、数字为主的属性信息和以图形图像为主的空间信息），具有方便建立模型及进行空间模拟分析的能力，使数据的分析更有效和定量化。进而，可以以多尺度、多方位反映某个地区的地质成矿信息。

由此可见，海量的地质数据与GIS强大的空间信息处理和分析功能的有机结合，是地质领域对多源地学信息综合分析进行成矿预测划时代的理想工具。

通过以上三个章节的分析论述，GIS在理论和技术上的日臻完善和强大，使得基于GIS地质图数据库的应用更加深入人心。在理论上，地理空间和地理信息空间的点本质认识以及地理信息元组概念的提出对地理信息应用特别是在地质领域的应用理论体系的建立提供了一条理论依据和入口；在技术上，以ArcGIS为代表的新一代地理信息系统的日益完善：在地理信息表达上，以本体为核心的地理信息表达方式为地质信息的表达及应用提供了强有力的工具，使得原有地理信息所不能完成的知识发现、复杂环境建模等复杂应用在新地理信息系统下成为现实；在地理信息分析技术上，ArcGIS从地理信息库（知识库）、基于知识库的智能可视化，以及地理信息处理三个角度为地理信息的各种应用提供了强有力的工具支持，特别是9.0版本开发以后，对探索式空间数据分析方法整合使从海量日益复杂的地理信息中进行数据挖掘和知识发现可以在空间、时间、属性一体化方式下进行。

‘陆’ 地质图空间数据库各要素关系

综合要素类与要素类相同，是共享空间参考系统的要素类的集合。在地质图数据模型中，由复合地质点、线、面要素实体类构成，不与其他要素类构成拓扑关系。综合要素数据集除标准图框外，其他七类综合要素类都用多边形表示，不参与空间拓扑，与地质体面实体为覆盖关系。标准图框由系统生成，内图框为四条线，属性值相同。

对象要素类中的断层从地质界线中提取，图幅基本信息从标准图框中提取，其他 10个对象类皆从地质体面实体中提取。

独立要素类是一个不属于任何要素数据集的要素类，需要建立自己的空间参照系，并设定自己的投影系统参数，该独立要素类可采用平面坐标系。

‘柒’ 基础地质空间数据库

基础地质空间数据库是以符合资源评价最新地质图为主要依据，其比例尺要与矿产评价尺度要求相同。内容主要包括地层（沉积岩地层、变质岩地层、火山岩地层和非正式地层等）、侵入岩、脉岩、构造、围岩蚀变、产状符号、地质剖面线和水系、居民地、行政区界线等地理部分。具体建库流程如下。

（1）地质图的扫描。分别对1:20万和1:5万地质图按300dpi分辨率进行彩色扫描，在MapGIS平台下，依据标准图幅的角点坐标进行配准，消除或减小原始图件和扫描过程产生的误差，保证扫描文件精度满足要求。

（2）矢量化。在MapGIS的“输入编辑”模块中，首先装入扫描文件（.TIF文件），然后根据1:20万地质图扫描文件按面图层、线图层和点图层3大类分幅进行矢量化。

（3）编辑与拓扑。完成矢量化后，编辑、修改矢量化时产生的所有错误，然后按图层文件的类型进行拓扑。编辑和拓扑需反复进行，直至消除所有逻辑上的错误，保证点、线、面图层拓扑关系的正确性。

（4）地质图预处理。地质图的预处理主要包括接边处理和修编。

评价研究区共跨1:20万4个标准图幅：旌德、临安、祁门和屯溪，将4幅接边处理后形成一幅完整的安徽东南地区地质图。首先将每个图层文件按投影直角坐标系、北京54/克拉索夫斯基（1940年）椭球参数、高斯－克吕格（横切椭圆柱等角）投影类型进行投影转换，使矢量化图形文件的相对坐标成为绝对坐标。

建立评价研究区——安徽东南地区地层单位对照表、对侵入岩岩石命名、建立岩体代号对照表是图幅接边工作的基础，同时也是1:20万地质图修编的重要依据。凡在图幅接边时，地层图层和岩浆岩图层出现异常情况（地层单位和侵入岩名称不一致、缺失、多余等等）均按对照表进行处理，以保证整个安徽东南地区地层，侵入岩在命名、代号、岩性、用户属性表内容上的统一。当两幅之间发生图元位置错动时，只要以一方为准即可。

地质图的修编主要以1:5万地质图为依据，辅以其他勘查、科研成果资料。具体方法和过程已在第三章进行描述，不再重复。

（5）图层划分。根据《数字化地质图图层及属性文件格式》和《空间数据库工作指南（2.0版）》，对经过地质图预处理的三大类图形文件依据表5-1-1进行图层划分。其中地理图层7个，地质图层14个。对于某一张具体的地质图来说，并非具有表5-1-1所列的所有图层。

表5-1-1 安徽东南地区地质图图层划分一览表

‘捌’ 周边国家矿产地质数据库管理系统功能设计

根据我国周边国家重点地区重要金属矿产资源数据管理与风险管理的功能需求分析，建立了如图9.3所示周边国家金属矿产资源战略选区信息管理与风险管理系统的功能结构。

图9.3 周边国家金属矿产资源战略选区信息管理与风险管理系统功能结构图

（1）周边国家矿产资源数据管理

该功能子系统主要用于管理我国周边国家重点地区重要矿产资源数据库的数据，这些数据包括：我国周边国家重点地区不同尺度的地理、地质、重要矿产、矿业开发等空间数据，重要矿产地等具有空间属性的属性数据和用于风险管理和评价的决策数据，以及反映该国政治、经济、矿业法律法规等的文本信息。根据数据的类型和特征，采用不同的管理方式。

第一类，直接管理的方式。

这类数据包括两种。

1）含有空间属性的数据。包括：①点数据：城市、城镇、机场等；②线数据：河流、水系、公路、铁路、线性构造带等；③面数据：国家、湖泊、汇水盆地、地质图等。

这些数据采用直接管理的办法。数据获取以后，将其直接拷贝到本系统的相应目录的文件夹中。通过本应用系统对这些数据进行显示、查询，以及在其他图层上进行叠加显示。

2）纯文本数据。包括：周边国家的政治经济基础、国家层次的矿业资源概况与矿业政策等信息。

这些数据在获取后，经过整理形成Microsoft Word文档并放到相应的文件夹中；应用本系统对Microsoft Word文档进行调用，以便用户获得相应的信息。

第二类：利用Access管理的属性数据。这类数据包括3种。

A.采用Access管理属性数据，通过本应用系统生成空间数据。

为了提高软件的灵活性和实时性，这些数据的属性数据放在Access数据库中进行管理，用户通过在应用系统软件上的操作，可以将数据库中的数据转换为ArcInfo的Shape格式文件。

这类数据包括：矿床、矿山和矿业公司3类点数据。

B.采用Access管理数据，通过本软件的运行生成Excel格式的数据文件。

用户通过本应用软件的查询、检索等功能，来查询和检索底层Access数据库中的数据，最终数据以Excel表格的形式进行展现，并可以把数据以Excel格式的文件进行存储。

这类数据包括：各个层次的矿产储量信息，以及对矿山、矿床和矿业公司进行模糊查询和属性数据查询的结果等。

C.采用Access管理用于风险评价决策的指标数据值。

周边国家金属矿产资源开发利用风险管理相关决策方法研究中，详细地论述了风险评价指标体系的建立和相关模型的选取。其中包括面区域风险的评价和点区域风险评价。

周边国家矿产资源数据管理子系统的主要模块包括：

1）数据管理与维护。用于我国周边国家重点地区重要矿产资源数据库、矿业开发数据库、国家资源信息库、战略选区风险评价数据库、矿产品市场数据库、开发项目数据库等数据库及其数据表的创建、删除，以及各库中数据记录的录入和更新，同时还可以从其他数据库（如GIS数据库）中导入数据。

2）数据检索与查询。用于对指定数据库、数据表中的数据按照用户设定的条件进行查询检索。

数据查询功能的类型包括：

A.模糊查询：设定查询类别，如矿床、矿山和矿业公司等，在查询字段中输入用户想要查询的关键字或字段，查询结果显示所有包含查询关键字或字段的记录。在查询结果中可以通过定位功能，在地图中显示查询结果的位置。本查询的主要功能是为用户提供一种确定因素较少的模糊查询。

B.属性查询：设定查询类别，如矿床、矿山和矿业公司等，通过下拉列表框中内容的选择，帮助用户明确要查询的内容，最后以图形方式在地图中给予显示。在属性查询中，允许用户通过字段的选择进行多条件复合查询。属性查询中的检索字段包括查询类别如矿床所对应的数据表中的主要属性字段。

C.空间范围查询：空间范围查询可以设定圆形、矩形、多边形和选择现有图形等多种方式。对于圆空间查询，允许用户设置查询半径或者自己在图上选取；对于矩形、多边形空间查询，允许用户根据需要进行图形勾画。对于选择现有图形，允许用户选择一些面状图层（如国家、地质单元等面状图形），然后在选定区域内进行查询检索。所有的查询结果，应以Shape图层或者Excel表格的方式给予存储。

D.缓冲区查询：缓冲区查询可以设定圆形、矩形、多边形、直线形和选择现有图形等多种方式。用户根据需要选择一定的区域，然后设置缓冲区半径，进行缓冲区查询检索。缓冲区查询包括向内查询、向外查询和双向查询3种缓冲区查询方式。缓冲区查询的结果以Shape图层文件的形式保存。

3）属性与图层关联。用于建立数据库中的指定数据与一定的图层之间的关联，以便在这些图层中能够展示所需提供的数据。

4）图形数据展示。用于展示或供用户查看所选地图中指定位置的或区域的资源、投资环境、开发状况等各类数据信息（图9.4）。

图9.4 周边国家金属矿产资源战略选区信息管理与风险管理系统界面

数据查看的方式有两种。

图形方式查看：系统主界面显示亚洲全境或指定国家分布范围，通过用鼠标在图形上点击，可进入查看窗口，按提示进行数据查看与检索。

目录结构方式查看：通过点击树形图层目录结构逐级引导，查看或检索所需要的内容。

（2）战略选区决策分析

该功能子系统主要用于我国周边国家矿产资源战略选区的风险定级与定量评价、重点金属矿产市场风险评价与预警、重大开发项目风险的综合评价。基本功能模块包括以下4种。

1）模型管理。该功能模块主要是提供给专家用户对决策分析所需的各种模型进行创建、查找、修改、试算和存储。系统的模型库除了具有风险评价所需的灰色和模糊综合评价相结合的风险评价、基于灰色聚类分析的风险评价、基于VaR的矿产品市场风险评价等模型外，还可以由专家用户根据决策分析的需要在系统投入使用后自主创建新的模型或对原有的模型进行调整，包括设置模型的基本信息、选择模型的类型、设置模型的变量与数据源、创建模型的表达式、选择模型求解算法等。

2）区域风险评价。主要实现对我国周边国家矿产资源开发战略选区的风险进行评价，首先利用风险评价模型进行风险的定量评价，再将评价的风险值与制定的相应的风险定级标准进行比较，得出评价区域相应的风险定级。在此基础上，对已经评价的区域按照风险评价值在空间地图上以3个色系9种颜色进行风险区分和展示。

3）项目风险评价。主要针对周边国家大型的金属矿产资源开发项目进行风险评价或多项目的风险比较。

4）矿产品市场风险评价与预警。主要实现利用基于市场风险价值V aR 模型的对6种主要金属矿产品的期货市场价格的波动风险进行评价，并考虑汇率和利率的变动对价格风险的影响。同时，通过对矿产品价格波动的风险设定一定的阈值，来实现对市场风险的预警，以防范因矿产品期货价格、利率和汇率的大幅波动带来的巨额矿产品进出口亏损。

（3）系统管理

该功能子系统主要实现对周边国家金属矿产资源战略选区信息管理与风险管理系统中基于GIS的地图、图层、图元信息进行维护和操作，基本功能模块包括以下3个方面。

1）专题地图管理。该功能模块主要用于对专题地图的保存、删除、导入，同时实现对图形数据的清除，对地图的矫正和旋转、缩放，以及由数据表生成图形等功能。

2）图层管理。该功能模块主要用于对某专题地图图层进行调入、创建、合并与分离等操作，同时实现对图层的移动、旋转与缩放，以及对图层属性字段进行创建、更新等功能。

3）系统工具。该模块的功能包括：对地图中的子图、填充图案、颜色、字体进行设置；改变系统库；恢复或清理删除图元；鼠标定义地图范围；设置闪烁颜色；图形、图像的输出等。

‘玖’ 地质－生态环境空间数据库建设指南

一、编写目的

建立山东半岛城市群地质－生态环境空间数据库，是“山东半岛城市群地区地质－生态环境综合调查评价及可持续发展研究”项目的设计要求，而山东半岛城市群地质－生态环境空间数据库建设，涉及地质、环境、水文、矿产等专业，并涉及单位较多，需要提交入库的数据也较多，为了指导和规范数据库项目的建设，特编写本指南，重点从建库的数据整理与格式转换阶段规范工作流程，明确最终提交成果，同时对元数据的填写做出了详细规定，本指南对山东半岛城市群空间数据库建设具有指导作用。

二、适用范围

本指南适用于山东半岛城市群地质－生态环境空间数据库建设工作。

三、编写依据及参考标准

1.国家及行业标准

GB/T2260—1999中华人民共和国行政区划代码

GB/T17798—1999地球空间数据交换格式

GB/T13923—92国土基础信息数据分类与代码

GB/T17766—1999固体矿产资源/储量分类

GB/T13989—92国家基本比例尺地形图分幅和编号

GB/T9649—88地质矿产术语分类代码

GB/T9649.16—1998地质矿产术语分类代码矿床学

DZ/T0197—1997数字化地质图图层及属性文件格式

2.部门标准

GX199900X－200X国土资源信息高层分类编码及数据文件命名规则国土资源部省级矿产资源规划编制指南国

国土资源部矿产资源储量数据库标准

中国地质调查局空间数据库工作指南2.0版

版山东半岛城市群地质－生态环境空间数据库建库标准(试行稿)

四、数据库框架设计

1.数据库需求分析

山东半岛城市群数据库是在“山东半岛城市群生态环境地质”项目研究成果的基础上研制、基于Arcinfo平台的空间数据库系统，其总体目标是存储和管理“山东半岛城市群生态环境地质”项目研究成果的资料、信息、地图及提供查询服务，为山东半岛城市群的空间布局管理、规划和决策以及重大项目建设和经济社会可持续发展提供依据。为达成这一总体目标，对数据库建设的需求应该包括以下方面:

1)对项目成果图件及其他数据存储管理的需求，需要构建一个符合要求的空间数据库。

2)提供对山东半岛城市群生态环境地质研究成果的管理、查询与展示。

3)提供山东半岛城市群生态、环境的现状与分级分布情况。

4)组织山东半岛城市群生态环境专题图件，直观地为决策咨询提出相应的对策和解决方案。

(1)功能需求

通过需求分析，得到软件的功能需求。除基本的数据输入、编辑和管理功能外，本系统还应具有以下4个方面的要求:

1)对现有地质－生态环境问题的展示、查询;

2)地质－生态环境质量现状的分析;

3)对地质－生态环境与可持续发展关系的分析评价;

4)保持经济增长和地质－生态环境相协调的对策与建议。

(2)性能需求

本数据库系统的性能需求为:

1)系统稳定性好;

2)可扩展性好;

3)操作简单;

4)可移植性好;

5)保密性。

根据“山东半岛城市群地区地质－生态环境综合调查评价及可持续发展研究”项目需求分析，数据库涉及的基础图件和数据、项目研究的成果数据如下:

1)基础地理、地质图件，采用1∶20万的地理底图和经过简化的地质底图。

2)各专题项目编汇的成果图件，包括:

山东半岛城市群地区地质图;

山东半岛城市群地区卫星遥感影像图;

山东半岛城市群地区区域稳定性综合评价图;

山东半岛城市群地区土地资源环境质量评价图;

山东半岛城市群地区矿产资源综合评价图;

山东半岛城市群地区地表水评价图;

山东半岛城市群地区地下水环境评价图;

山东半岛城市群地区海岸带地质灾害分布图;

山东半岛城市群地区生态环境综合评价图;

山东半岛城市群地区地质灾害易发区分布图;

山东半岛城市群地区地质生态与经济可持续发展对策图;

烟台地区地壳稳定性评价分区图;

烟台地区地质－生态环境分析与评价图;

烟台地区生态功能区划与生态市建设规划图;

青岛地区地壳稳定性评价分区图;

青岛地区海岸带地质环境质量评价图;

青岛地区地质－生态环境评价分区图。

3)属性数据;

4)文字报告;

5)专题图件数据。

2.数据库系统架构

根据以上对数据库需求的分析，结合目前项目的需要和经费情况，采用的系统架构见图12－1。

图12－1 数据库系统架构

本项目采用 ArcGIS Desktop 来搭建系统平台，用以实现定义好的空间数据和非空间数据的存储和管理。系统的核心采用地理数据库 GeoDataBase 体系结构。在后台通过 ArcCat-alog 应用模块来组织和管理所有的 GIS 信息，比如地图、数据集、模型、元数据、服务等; 通过 ArcToolBox 工具来完成数据转换、叠加处理、地理编码、统计分析和投影变换等数据处理。

客户端采用定制的 ArcMap，用以完成数据的显示、分析和编辑。另外可以通过 Arc-GIS 的扩展模块来实现对空间数据进行高效率的可视化和分析; 用 ArcGIS Spatial Analyst实现栅格数据的显示和处理。ArcGIS Desktop 系统平台表现示例见图 12 －2。

在系统数据库建成之后，如项目的后期需要进行数据的共享和发布，可采用 ArcSDE +ArcIMS 的搭配来实现 B / S 构架的数据共享。

图12－2 ArcGIS Desktop系统平台表现示例

3.数据库系统功能软件的系统功能分为基本系统数据管理功能和专业应用扩展功能两大部分。根据需求分析，确定各部分的功能。

1)基本功能部分:包括系统管理，数据输入、编辑、查询和输出，数据处理和图形符号库管理等。

2)扩展功能部分:包括现状展示、分析评价、可持续发展评价和决策支持等。系统的功能模块构成见图12－3。

图12－3 系统的功能模块构成

4.系统软件平台

在本项目的研究中，结合调查评价研究项目的工作实际，选取了美国ESRI公司的ArcGIS软件作为数据库开发的GIS软件平台，同时考虑到各专题研究单位的实际情况，选取MapGIS作为电子图件的绘制软件。在汇总各专题研究单位提交的MapGIS数字图件后，进行MapGIS格式数据向ArcGIS格式数据的转换，将研究成果加载到项目统一的地质－生态环境空间数据库中。本项目选择的ArcGIS软件平台包括ArcGISDesktop、ArcS-DE、ArcIMS等组件。

5.硬件平台选择

除按系统平台的选择原则外，硬件选择从以下方面考虑:

1)硬件的性能:能够满足系统软件平台的运行需求;

2)与其他硬件的兼容性:各种硬件设备可以协同工作;

3)与软件的兼容性:要兼容操作系统、数据库软件或其他应用软件。

可利用现有的计算机硬件，适当增设需要的硬件来构造系统的硬件环境。

6.系统实现步骤

(1)系统设计

1)总体结构设计:主要指系统中各子系统之间关系的设计。

2)系统各子系统或子功能模块的描述:各功能模块要划分到软件单元的层次，要求描述清晰，以满足编码、编译和测试的需要。

3)系统外部接口设计:完成系统外部接口、各软件单元之间的详细设计。

4)数据结构和数据库设计:主要指规划数据组织与表达方式的设计。

5)界面设计:主要指应用系统的操作界面设计。

6)软、硬件设计:主要指系统软硬件运行环境的设计。

7)系统单元测试的详细计划:包括测试集、测试用例和测试步骤。

(2)软件编程

完成程序代码的编写及数据库建库任务。

1)遵照软件设计说明书的要求，利用编程工具编制程序代码，并完成程序代码的测试工作。

2)按照半岛城市群项目数据库标准及数据库建库规范的要求，完成数据建库工作。

(3)系统集成与测试

完成系统集成及测试，生成可实际运行的系统，编写用户使用手册。

1)系统集成。

2)系统集成测试。集成测试的步骤为:

①制定系统各单元、模块、子系统的集成计划和集成测试计划，内容包括测试要求、步骤、数据和时间表等;②编写系统集成、测试文档;③按计划进行系统集成与集成测试，修改错误，再测试，直到符合设计要求;④编写测试报告。

3)编写用户使用手册。

五、数据入库工作流程

工作流程主要用于对规划数据库数据入库方法和过程进行指导。项目数据库的数据入库流程见图12－4。

图12－4 数据入库流程

1.资料收集

主要包括图件、表格和文字资料等项目所涉及的数据和成果。

2.资料预处理

数据预处理就是在全面收集资料的基础上，对资料进行系统的分析研究、综合整理及筛选等。

3.建库文档准备

主要是指对建库所需的文档进行准备，主要为数据整理记录表、属性填卡表准备，MapGIS编图的花纹符号库、线型库、颜色库设定等。

4.数据采集

数据的采集主要包括图件的输入、建立分层文件、属性的输入。

5.数据整理

数据整理的主要内容为:检查数据分层，重新命名分层文件，补充新增图层、调整部分地理、地质和规划专题属性结构，增加部分属性表格，以及整理附加文档等，完成上述工作后要填写元数据采集表并完成对元数据的录入，最后，对所有文件要进行标准化命名。

6.空间数据格式转换

按照项目建库的统一要求，各子项目在MapGIS平台下完成的成果图件，数据需要向ArcInfo格式进行转换。

六、数据质量监控

1.质量监控体系

项目承担单位和实施单位要建立完善的规划数据库建设质量监控体系，并制定相应的制度。

(1)自互检

建立完整的自互检表，每个作业人员的建库工作都要进行100%的自检，并将自检所发现的问题及时改正。在自检的基础上，由项目负责人安排其他作业人员进行60%以上的互检，并将互检结果和修改处理结果如实、完整地记录下来。

(2)抽检

每张图完成后，由项目负责抽取10%进行检查，并确保检查内容全部符合质量要求。

(3)阶段性检查

对建库的每个阶段性成果要进行严格检查把关，如图件扫描矢量化后的图元检查;属性录入后的图元、属性一致性检查等。

2.数据质量监控

(1)空间数据质量检查

空间数据质量检查主要是对成果图上的内容进行质量检查，要分别对MapGIS和ArcInfo格式的所有图层进行逐项检查，包括入库数据图层套合精度、拓扑、命名的标准化规范化、分层的正确性、数据的完整性、属性表结构的正确性、图元与属性的对应性、属性代码的准确性等。

(2)图面质量检查

图面检查是指对提交的成果数据图进行图面内容检查，发现错误应及时修改完善，直至准确无误。

(3)数据表数据质量检查

是指对非空间数据表和空间属性数据表检查数据的正确性，检查数据结构的一致性，并对照规划文本检查与规划实施相关内容的完整性和正确性。

(4)文档检查

资料文档检查主要是检查数据库所要求的文本、研究报告、编制说明、附表等资料文档是否齐全，内容是否正确，并检查元数据采集表及入库数据内容是否合乎要求。

3.数据质量监控指标

上述内容的检查总错误率小于2%，其中，图元(包括点、线、面、注释)错误率小于1%，属性(包括文字、代码、ID号对应、记录个数等)错误率小于2%，凡错误率大于该两值的，或发生图层缺失、附表缺失、文档缺失以及未提交正确的元数据采集表和入库数据的，一律不予通过。

七、提交数据要求

1.提交格式

成果图件:MapGIS格式，含工程、图层和系统库文件。

文档:包括编制说明、研究报告及其他文档资料(Word和Html两种格式)。表格:Access和Excel两种格式。

元数据采集表:Word格式。

2.提交形式

汇交数据存储介质为光盘。在提交成果之前，要进行全面查杀毒，确保数据安全。

‘拾’ 地质行业数据库建设一般采用什么标准

1、中华人民共和国国务院令 第 349 号 现公布《地质资料管理条例》,自 2002年7月1日起施行。 2、《中华人民共和国地质矿产行业标准》