基于数字地质调查系统的矿产远景调查数据库建设

袁振国 林 黎 丁沛勋

摘要:江西三南地区矿产远景调查项目作为矿产远景调查数据库系统应用项目,2009年初全面开展了矿调数据库的建设。根据矿调工作的特点,项目利用数字地质调查系统初步完成了地质填图野外数据PRB库;实际材料图数据库;地质矿产图空间数据库;地球化学数据库;遥感数据库;综合成果数据库;大比例尺综合图数据库的建设,从而实现了将矿调工作原始资料、成果资料集于数字地质调查系统同一平台下的全部数字化。

关键词:矿产远景调查;数据库建设;数字地质调查系统;矿调

中图分类号:TG334文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0022-04

战略性矿产远景调查是战略性矿产勘查的前期基础工作,是为矿产预查直接提供靶区和新发现矿产地的区域找矿工作,其目的是解决矿产勘查后备选区紧缺的问题,为政府矿产资源规划管理和提高矿产可持续供给能力提供基础保障,为提高国家勘查资金的投入产出效益和促进矿业可持续发展服务。

矿产远景调查主要工作内容包括矿产地质填图、地球化学勘查、地球物理勘查、自然重砂测量、遥感地质调查、矿产检查、综合研究等。

战略性矿产远景调查是一项公益性的地质调查工作,综合研究工作贯穿始终。同时矿调工作所获得的所有地、物、化、遥等基础资料和开展的不同阶段数据库的建设,为政府矿产资源规划管理和决策提供支撑,具有重要意义。

近10年来,信息技术在各个领域得到广泛应用。特别是在中国新一轮国土资源调查中,一项重要内容就是实施数字国土工程,目标是将已有的国土资源信息进行分析、筛选并数字化。按GIS方式建成具有信息管理、综合分析、评价功能的国土资源基础数据库、图库,实现实施过程和调查成果的数字化、网络化,建立资料汇交、共享等制度,向国家和社会提供国土资源的基础资料和相关信息,而数字化图件、图表和文字说明是最直接明了的表达方式。

一、项目数据源的基本情况

江西省三南地区矿产远景调查项目是2004年度中国地质调查局新开的战略性矿产远景调查项目。工作区涉及5个1∶50000标准图幅:G50E020002(南径)、G50E020003(全南县)、G50E020004(汶龙)、G50E021002(大吉山镇)、G50E021003(杨村)。地理坐标:东经114°15′～115°00′;北纬24°30′～24°50′,总面积2344km2。该项目于2005年开始正式实施,其中2005～2006年主要开展了面积性的调查工作,2007年的主要工作是进行矿产的重点调查。项目1∶50000矿产地质填图,全程采用数字地质填图系统,完成地质调查填图面积2344km2。新发现矿点15处。1∶50000化探扫面全区共获得10691件水系沉积物样品测试数据,圈定出综合异常90处,综合异常面积616.56平方千米。全区进行了遥感蚀变异常提取,运用主成分分析法分别利用1、3、4、5波段和1、4、5、7波段提取了铁矿化蚀变异常及羟基蚀变异常。对重要矿点进行了矿点重点检查工作,其中1处为新发现矿产地,实现了该地区找矿工作的突破。通过综合研究,在概略检查和重点检查工作后,确定了10个成矿预测区(找矿靶区)。

二、数据库建设的内容及流程

项目以南径图幅是目前开展矿调工作中具有代表性的图幅之一,具有数据种类多、研究程度高等特点。

目前,在进一步工作的找矿靶区和新发现的矿产地也取得了令人信服的成果,开展实验阶段正值于综合分析工作阶段,为开展战略性矿产远景调查数据库的建设提供了很好的条件。

(一)数据库建设的内容

根据三南地区矿产远景调查项目工作的特点,确定本次数据库建设内容有6项:(1)地质填图野外数据库,包括野外手图、实测剖面、图幅PRB库;(2)实际材料图数据库;(3)地质矿产图空间数据库;(4)地球化学数据库;(5)遥感数据库;(6)综合成果数据库;(7)大比例尺综合图。最后一项不属于数据库建设内容,但为了研究及浏览方便,将各类大比例尺图在RgMapping程序中可以方便地调出。

(二)数据库建设的流程

1.地质填图野外数据库建设:根据野外手图、实测剖面的内容组织图幅PRB库。PRB库中包括野外地质路线、实测地质剖面的原始记录内容,相当于我们过去所使用的综合手图和记录本(图1)。

2.实际材料图数据库建设:根据图幅PRB库的内容形成实际材料图,在此基础上录入各类属性。实际材料图是把图幅PRB库的内容整体复制到实际材料图文件夹下,比图幅PRB库多了3个可供编辑的文件:地质区文件(Geopoly.wp)、地质线文件(Geoline.wl)和地质点文件(Geolabel.wt),这3个文件与空间数据库文件夹中的属性结构内容有所不同,实际材料图中的建库主要是针对这3个文件的。实际材料图相当于以往填图过程中的编稿图,其内容已经过编辑。例如:野外收集的产状过密,可以在实际材料图中加以抽稀;小于填图单位的地质体可以做适当的取舍等(图2)。

3.地质矿产图空间数据库建设:根据实际材料图更新空间数据库的内容,并依据空间数据库的各类标准完成空间数据库的建设内容(图3)。

4.地球化学数据库建设:其操作主要在实际材料图界面下进行,其内容包括:(1)分幅地球化学原始数据(采样点位数据与分析数据)转换形成地球化学采样点位及数据图,所带属性中包括ID号、采样点号、点位及14个元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn、Mo、Li、As、Sb、Be、Bi、Nb的光谱含量值(图4);(2)根据采样点文件生成14种单元素的地球化学等值线图,地球化学图中自动赋予了等值线线属性及等值线区属性;(3)分幅根据单元素地球化学图编制出元素综合异常图(图5)。

由于在这次地球化学数据库建设的过程中,分幅单元素地球化学图、元素综合异常图前期已成稿,因此建库时只是将原完成图件的点、线、区文件添加于数字填图/地球化学文件夹中,在实际材料图中任意添加某个单元素地球化学图或综合异常图的点、线、区文件即可,所有地球化学图中线、区文件均赋以属性。

地球化学数据库建库步骤:在建库之前拿到的数据无非有3类,一是地球化学原始数据文件(这里又有两类:原始数据文件及经过程序处理生成的原始点位文件),二是地球化学等值线图,三是地球化学综合异常图,如果拿到的地球化学等值线图及综合异常图是符合建库要求的,则直接添加到数据库中即可。但我们遇到的可能大多是不符合要求的数据,这就需要再做一点少量的工作。所有数据应存放在“数字填图地球化学”文件夹中,对以下情况应作相应的修改:(1)文件命名不符合要求,属性结构及其他符合要求的,改一下文件名即可用;(2)文件命名符合要求,属性结构及其他不符合要求,需要在rgmpping处理后方可使用;(3)以上内容都符合要求,但与图幅PRB库中不能配准的,需要配准后才能使用;(4)只有原始数据文件,没有原始点位文件,需要在程序中生成点位文件的;(5)需要重新生成等值线的。

对文件命名符合要求,但属性结构不符合要求的文件的处理办法:(1)在综合数据处理菜单下,执行地球化学数据结构标准化-赋地球化学等值线结构;(2)在打开的对话框中选择需要结构标准化的文件(面文件与线文件均可),将所有需要结构标准化的文件处理完毕。

与图幅PRB库中不能配准的处理办法:一般进行投影转换,即目的投影与图幅PRB库中的投影参数一致即可。如果在没有完成地球化学图的情况下,首先需在PRB库中完成地球化学原始数据转换(数据转换为点文件),然后在实际材料图中利用综合数据处理完成各单元素的等值线图(成图方法可选择软件中提供的TIN、GRID、KRG三种方法,由个人根据需要完成)。其后利用单元素地球化学图根据图幅内地球化学元素组合的特点任意组合完成综合异常图。

5.遥感数据库建设步骤:所有数据应存放在"数字填图遥感"文件夹中。遥感数据库涉及的内容不是很多,本项目只做了遥感影像图、主成分分析铁质蚀变遥感异常图及推断线性构造图层。具体步骤:(1)把遥感室处理的数据(一般为JPG文件格式)转换成mapgis软件可以接受的MSI格式;(2)实现方法:在rgmapping程序下,在数据输出菜单下,执行JPG转MSI即可实现;(3)配准图像:就是将转换成的MSI格式的影像文件,通过mapgis 软件的图像处理功能配准到图幅PRB库中;(4)图像裁剪:一般来说,遥感室提供的是整个工作区的图像文件,而建库需要的是每个单幅的图像文件,那么就需要将整个的图像裁剪为一个个标准图幅;(5)将图幅不同种类的遥感图像添加在实际材料图界面下,在此进行各种解译推断图层的建库工作。当然也可以在整个工作区的图像上进行建库工作,最终完成后进行配准裁剪等,这种方法可能更加适合。

6.综合成果数据库建设:其操作主要在“数字填图实际材料图界面下综合成果”菜单下进行具体编辑完成,具体内容及系统中文件名、文件格式(见表1)。综合成果数据库的建库工作对计算机技术要求不高,在实际操作过程中,简单地说就是在综合研究的基础上将一些点、线、面文件赋予相应的属性,严格来说应属于地质工作的范畴。

具体操作流程为:(1)在实际材料图界面下,点击综合数据采集-成果数据新增下要编辑的某一成果,如点击异常查证结果表,系统自动在gmapping工作图幅数字填图下建立综合成果目录,并将异常查证结果表Anomaly Check.WT文件自动存放在该目录下;(2)在图幅上要编辑的位置点击,系统自动调用一个子图并打开一个要输入属性内容的表格;(3)在表格中输入异常查证的内容(对于点实体来说,输入坐标后,点击表格下方的重投影按扭,系统将自动将点投影到相应位置);(4)将所有内容录入完成后,点击综合数据采集-自动给图层赋实体代码,系统自动赋各表格的要素编号(线与面的操作流程同点)。

综合成果数据库的建设在矿产调查工作中意义很重要。通过数据库的建设可以系统地检查前期地质工作过程中资料收集的完备性,同时可以进一步提高工作过程中综合研究工作的程度,对小区域范围内的地、物、化、遥原始资料综合分析,为下一步开展矿产重点调查工作的选区和判断提供充分依据。该项工作必须由项目主要地质技术人员来完成。

7.重点工作区大比例尺综合图:根据矿产调查工作技术的要求,在面积性工作的基础上,对重点调查区要相应地开展大比例尺的地质、物化探工作,个别区域要开展深部工程验证。因此针对矿产调查工作的特点,试点图幅里特别添加了重点工作区大比例尺综合图,具体内容包括1∶1万地质草图、1∶1万综合异常图、1∶1万单元素地球化学图、1∶1万地质、物化探综合剖面图、探槽素描图。在以往进行矿区地质工作时,一般在进行综合研究时需要将野外矿点检查的图件随时调出查看,按传统方法,无非是纸质图件或电子文件,电子文件的调用就需要打开相应的程序,这样就造成工作上的一些不便,如果能在实际材料图界面下将这些图件调出,就方便了许多。本次数据库建设工作中解决了这一问题。大比例尺综合图调用的实现方法:首先在数字填图目录下建立的大比例尺综合图目录下:(1)打开实际材料图界面,在菜单PRB数据操作下执行显示大比例尺综合图;(2)在线编辑菜单下输入一个方框或其它形状的图形,再次执行显示大比例尺综合图;(3)点击图形,在调出的对话框中输入相应的属性(研究区代号为必填项)。在研究区代号属性栏中填入与要调用图件工程文件名完全一致的名称;(4)单击对话框底部“选择数据的路径”,将要调用的图件路径选择完毕后,系统自动将要调用的文件复制到大比例尺综合图目录下,点击大比例尺图,就可将所需要的图件调出。

探槽素描图调用的实现方法:因为探槽素描图是在memapping程序下工作的,在rgmapping的实际材料图中调用需设置固体矿产工作数据的盘符:(1)在设置菜单下,执行设置固体矿产工作数据的盘符,如C、D、E等。系统自动将emapping工作图幅数字填图勘探工程库下的TC.wt文件装入当前工程中;(2)在综合数据处理菜单下执行固体矿产工程素描浏览-探槽,单击需要显示的探槽符号,即可调出探槽素描图;(3)也可在综合数据处理菜单下执行室内工程属性数据编辑,单击需要编辑的探槽符号,即可调出探槽属性编辑框。

三、结论与讨论

20世纪90年代以来,以空间技术和信息技术为先导的高新技术群迅速发展,不仅引起了地学工作方式、科学研究方式和思维方式的巨大变化,而且引起了有关学科领域的全面发展和变革。在地球科学技术研究方面,目前已进入应用高新技术解决资源环境问题的新时代。高新技术的出现使地球科学技术出现了许多以高新技术为手段的新的前沿,新的突破带来新的发展,在生产中形成新的领域,使科技社会化。

战略性矿产远景调查工作是一项基础性、公益性极强的地质工作。这项工作不同于以往的小范围异常查证或矿产普查工作,所获得的全部资料为基础性、公益性地质资料,具有原创性。矿质调查工作的工作思路是在普遍中获取特殊性,对原始资料进行综合分析。不同的地质工作者对同一原始资料往往愿意通过多方法、多手段进行分析判断,从而获得一个全面的认识。纵观以往基础地质调查所获得的资料和信息多带有完成者的主观认识,极不便于多方法、多手段的综合分析。因此,本次矿产调查工作数据库的建设,为不同地质工作者对该区域进行综合分析工作提供了一个良好的平台。

长期以来,地质图(或最终成果)一直是地质填图唯一的成果数据,一线的工作者基本上处于被动或任务型的建库状态。而基于数字地质调查系统完成的矿产调查数据库,从野外数据采集到成果表达实现了全程数字化。这类地质图具有图形和属性数据,其地质图空间数据库建库组织直接从PRB实际材料图库导入到空间数据库,并补充完善了对象类、要素类和综合要素类属性数据。与以往地质图空间数据库的内容相比较,本次数据库的内容囊括了工作区地、物、化、遥全部信息,为下一步开展矿产重点调查工作的选区和判断提供了大量资料依据,对提高工作区的研究精度、研究效率和成果的表现形式提供了重要的技术保障。同时,本次数据库的建立不是单纯地为建数据库而建数据库,换句话说,数据库建设不是与工作流程无关的工作,而是不同工作阶段的组成部分之一。每一个阶段的数据库既来自前一个工作阶段的数据库,又是下一个工作阶段数据库的基础。

本次矿产调查数据库的建设流程与具体的地质找矿业务工作充分地融合在一起,以往数据库的建设只是由计算机技术人员录入实现完成,现在是地质技术人员借助数字地质调查系统,对矿产调查业务工作不同阶段所获得的资料进行及时的综合分析,上一阶段的工作成果及时指导下一阶段的工作安排,大大缩短了原始资料的系统整理时间。项目人员可以从计算技术的应用中体会到新技术带来的好处,同时又能形成新的工作模式,为提高研究精度、研究效率和成果的表现形式提供了重要的技术保障。

最终数据库的全面完成,可以实现本地区基础地质资料的完整性、系统性,将会极大地提高从小区域到大区域的基础资料全方位综合分析的水平,充分实现公益性地质工作成果的社会化。

致谢:本文是在解决三南矿调项目数据库建设过程中的几点粗浅认识,请大家批评指正。在成文过程中得到了周春华、龙天高级工程师、钟斌工程师的悉心指导,吴新华高级工程师审阅了全文,并提出许多宝贵的修改意见,在此表示衷心感谢。

参考文献

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