基于MapGIS广西矿产资源规划数据库标准化建设研究

梁 聪，林锦富，段昌盛，李 欢，高小红，江泮雨辰

（桂林理工大学地球科学学院，广西 桂林 541004）

矿产资源规划是指在一定区域内对矿产资源勘查开发和保护的总体部署。按照人与自然、资源、社会可持续发展的总体方针，对区域内各种资源的储备状况、开发利用现状和供需形势进行评价，划分出各类型的规划区域。

1 系统数据分析与设计

矿产资源规划数据库系统所用的标准参见以下文件：

GB/T 2260-2007 中华人民共和国行政区；

GB/T 17798-1999 地球空间数据交换格式；

GB/T 12402-2000 经济类型分类与代码；

GB/T 13923-2006 基础信息数据分类与代码；

GB/T 17766-1999 固体矿产资源/储量分类；

GB/T 13989-92 国家基本比例尺地形图分幅和编号；

GB/T 9649-88 地质矿产术语分类代码；

GB/T 9649.16-1998 地质矿产术语分类代码—矿床学；

DZ/T 0197-1997 数字化地质图图层及属性文件格式；

TD/T 1016-2003 国土资源信息核心元数据标准；

GX199900X-200X 国土资源信息高层分类编码及数据文件命名规则；

DZT0226-2010 矿产资源规划数据库标准。

1.1 项目背景

我国矿产资源规划编制工作起步晚，编制技术尚不成熟。广西十个县的矿产资源总体规划编制过程中，各县之间数据库缺乏统一性和标准化，给国土部门的矿产规划管理工作带来了很大的不便。基于广西各市、县还没有建立规范的数据库标准，本文作者提出建立广西矿产资源总体规划制图专用MapGIS系统库。《广西矿产资源总体规划制图专用的MapGIS系统库设计》(以下简称《系统库设计》)是对自治区级，地市级，县级矿产资源总体规划附的MapGIS系统库和制图图例文件进行统一和标准化，对广西第一轮和第二轮矿产资源规划(在编)中出现的各要素参照国家标准和行业标准，做出电子版的MapGIS系统库。规划的编制要求其所涉及的所有内容，包括地理要素、地质要素、矿产资源要素、矿产资源现状及规划要素等。

1.2 工作流程

矿产资源规划成果从数据表现形式上，可分为规划文本(规划编制说明、规划研究报告)、规划附图(如矿产资源现状图、矿产资源调查与勘查规划图、矿产资源开发利用与保护规划图和矿山生态环境保护规划图)、规划附表和元数据等。矿产资源规划数据库包括图形数据库、文本数据库和属性数据库。从数据类型来看，矿产资源规划数据库的数据主要分为空间数据和属性数据两类。对于数据库建设工作流程按照《矿产资源规划数据库标准》(以下简称《标准》)并参照《省级矿产资源规划数据库建设指南》(以下简称《指南》)《省级矿产资源总体规划成果要求》(以下简称《成果要求》)对规划成果数据进行整理[1]，整理的主要内容为：在增添图层的基础上，拓扑检查，数据分层，重新命名分层文件；调整部分地理、地质和规划专题属性结构，矿产资源专题要素属性数据结构中新增加的各种数据项和属性表格；注记图层属性结构表新增的各项内容及相应数据；与规划实施有关的规划附表和在原有规划附表中增加数据项，以及整理规划文档等。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，并对所有文件要进行标准化命名[2]。在对空间数据整理后进行数据投影变换处理、建立拓扑关系和属性挂接等工作，在MapGIS平台上初始建库，矿产资源规划数据库制作的工作流程见图1。

2 工作方法、技术及质量评述

图1 矿产资源规划数据库制作的工作流程

空间数据库(地图数据库)是地理信息系统的重要组成部分[3]。广西省矿产资源规划数据库以空间数据为主，数据类型多样，从内涵上说，包含图形数据、属性数据、拓扑数据。从形式上说，包含文本数据、图形数据、统计数据、表格数据等。所有数据皆以空间位置为核心，在图形数据库和属性数据库间相联系。建立空间数据库采用的软件为MapGIS 6.6、ArcGIS 8.3或者更高版本。在MapGIS平台下建设数据库的数据需要转换为经纬度坐标。根据使用习惯和数据的要求，采用MapGIS6.5来建立空间数据，转换工作流程如下：在经过整饰、拓扑处理以及投影的规划成果图中完成分层整理，通过MapGIS的投影变换模块转换为以度和秒为单位的经纬度坐标数据，即为要提交的成果。与之相对应的点、线、图参数和子图号与规划图的要求一致[4]。需提交的空间数据全部采用度为单位的经纬度坐标，矿产资源规划图形数据库的建立为了实现矿产资源规划成果的数据共享和互操作，空间数据采用统一的文件命名方式来进行管理，其命名规则为：X X——规划级别(字符码)规划类别(数字码)X X X X X X——行政区代码(数字码)X——比例尺代码(字母码)X X X X——规划基期(四位数字)X X … X X——要素图层属性表名。利用MapGIS建立矿产资源规划空间数据的流程图如图2所示。

图2 空间数据库建立流程

2.1 建立分层文件

2.1.1 空间要素分层

空间要素采用分层的方法进行组织管理[5]。根据广西省矿产资源规划的实际情况，按照地理、地质、矿产、矿产资源现状及规划4类划分图层。地理要素可采用国家测绘局发布的1∶50000，1∶250000，1∶500000等空间数据作为基础，根据规划需要进行补充和删减，地质要素可依据中国地质调查局制作的1∶500000，1∶200000等地质图数据库进行适当简化。其他相关图件可采用图形扫描矢量化，经过点线编辑、图面检查、图形校正、建立拓扑等过程完成；矿产图层可由图形扫描矢量化等上述步骤进行输入，如果收集到有拐点坐标的规划资料，则必须使用MapGIS 软件中的空间多边形及点位生成功能自动生成空间多边形及点位的矢量数据[6]。

2.1.2 属性数据的输入与挂接

根据分层文件的内容，利用Excel 或Access 建立空间数据属性表，然后利用关键字段进行挂接，也可以在MapGIS 中直接建立属性字段并录入属性值。在实际工作中应注意以下几点：

(1)要确保关键字段的完整性和准确性。

(2)对于《矿产资源规划数据库标准》中“约束条件”项中规定的“M(必填)”项，要保证数据的完整准确。

(3)部分属性项的填写内容在《标准》中已经进行代码化，在输入的过程中应填写规范化代码。

(4)空间数据的属性结构和规划附表数据结构应严格按照《标准》定义。如果在建库过程中需要增加图层、属性表、属性表字段、规划附表、自编代码或调整数据项长度等内容，必须在元数据文件中对增加或变动的内容做详细说明。

2.1.3 格式转换

建库的提交成果中涉及三种格式的空间数据库：MapGIS 格式、ArcGIS Personal Geodatabase格式(以下简称Geodatabase)及ArcGIS Shapefile格式(以下简称Shape)Geodatabase和Shape格式为同一ArcGIS平台下的不同格式数据。空间数据库建库流程在MapGIS平台上进行，则最终成果需向ArcGIS成果转换，同时需要提交MapGIS成果。MapGIS格式转换成ArcGIS格式的工作流程见图3[7]。

图3 MapGIS格式转换成ArcGIS格式的工作流程

MapGIS格式的图层建立完成后，在转换之前需要对MapGIS数据进行质量检查[8]，质量检查内容主要包括以下几点:

(1)微小图元检查，各地可根据图件比例尺的大小选择合理的参数进行筛选，删除面积过小的面状图元和过短的线段。

(2)线、面图层的拓扑关系检查，利用MapGIS软件中的拓扑错误检查进行检查并修改。

(3)单一线段不得超过500个节点，MapGIS未提供直接的检查工具，可利用“文件转换”中的“500点自动打断”功能直接对线文件进行处理。

(4)MapGIS成果图层文件中不得含有“已删除图元”[9]。在MapGIS绘图过程中，由于某些功能的需要，文件在删除图元时只是标记需要删除的图元使之不显示，未将图元物理删除，此时需要将这些“已删除图元”彻底删除。“输入编辑”功能模块的“设置”—“参数设置”中将“数据压缩存盘”选项打勾，然后将图层文件以单位件形式打开进行保存，即可删除“已删除图元”。

由于MapGIS数据不能直接转换为Geodatabase数据，需要利用MapGIS的文件转换工具将MapGIS数据转换为Shape格式。 Shape格式自身不含有拓扑关系等信息，无法进行拓扑错误等检查来保证数据质量，此过程产生的Shape格式只作为文件转换的过渡文件，利用ArcGIS ArcCatalog的导入导出功能可将Shape数据转换为Geodatabase数据。

由Shape数据形成Geodatabase数据后需要进行数据质量检查，主要为拓扑关系检查。采用的方法是在ArcCatalog中，打开Geodatabase数据，在要素集中新建拓扑图层，根据具体情况，选择合理的拓扑规则，经检校生成拓扑图层。同时参照MapGIS成果进行数据一致性检查。通过检查后，形成Geodatabase格式的提交成果，并向Shape格式转换，形成Shape格式的提交成果。需要说明的是MapGIS数据转换为Shape格式，再由Shape格式转换为Geodatabase格式时，经常会出现拓扑错误，或丢失微小区的现象。解决上述错误，可以尝试如下方法：

(1)MapGIS数据转换为交换格式的e00数据，由e00格式转换为Coverage格式，利用Build或Clean命令建立拓扑关系，再由Coverage格式转换为Geodatabase格式。

(2)在ArcMap中添加Geodatabase格式的文件，利用编辑功能删除建立拓扑时生成的“空属性区”(如岩体或地层图层中的面状水系)。

(3)在ArcCatalog中建立拓扑图层，进行拓扑检查，同时参照MapGIS成果进行数据一致性检查[10]。

2.2 非空间数据库建设

非空间数据库建设主要分为两部分内容，即规划文档和规划表格。 规划文档包括规划文本、规划编制说明及专题研究报告等。规划表格需要提交两种形式：

(1)按《成果要求》，以Excel格式提交；

(2)按《标准》要求，以Access数据库的形式提交。

2.3 规划图件

规划成果图件采用1∶50 万比例尺，共有7 张，分别是“矿产资源分布图”、“矿产资源开发利用现状图”、“矿产资源调查评价和勘查规划分区图”、“主要矿产资源勘查规划区块图”、“矿产资源开发利用与保护规划分区图”、“主要矿产资源开采规划区块图”、“矿山地质环境保护与恢复治理规划图”。各图件内容表达按照《成果要求》，图式、图例按照《指南》、《系统库设计》要求编制。

2.4 元数据数据库

矿产资源规划数据库元数据包括核心元数据信息、标识信息、数据质量信息、空间参照系统信息、内容信息、分发信息和联系信息等内容。首先，需要填写《元数据信息采集表》，完成检查和修改后，在Access数据库中建立元数据属性表，依照《元数据信息采集表》的内容进行属性录入，形成元数据数据库。

2.5 质量检查

主要从以下几个方面进行质量检查：

(1)文件命名、目录存放是否符合要求，存储格式是否正确。

(2)图形数据需要检查拓扑关系、几何精度及图层是否完整。

(3)属性数据、附表、元数据需要检查数据结构、字段内容是否完整、准确。

(4)规划附图与附表、图层属性与附表的一致性。

3 提交成果

提交成果的目录形式见下表，其中[括号]中内容为目录名。

提交成果目录形式

4 结语

广西矿产资源总体规划制图专用的MapGIS系统库的建立，将促进广西省矿产资源规划数据库的建设，最终使国土资源管理部门对矿产资源规划实行动态数据共享成为可能。

[1]李靖,赵建军,王书.辽宁省矿产资源规划数据库的建立[J].地质与资源,2011,20(3):217-221.

[2]闫金梅,刘云勇.基于MAPGIS的矿产资源规划数据库系统构建[J].资源环境与工程,2005,19(3):235-238.

[3]华晓燕,黎雷.省级矿产资源规划数据库系统设计和应用[J].矿产保护与利用,2004(3):1-5.

[4]莫才健,李静兰.矿产资源规划数据库的构建和实现[J].中国矿业,2005,14(7):76-78.

[5]肖语.县级矿产资源规划中存在的若干问题及对策探析[J].法制与社会,2009(3):297-298.

[6]方晓波,胡友彪.MAPGIS在淮南市矿产资源规划中的应用[J].矿山测量,2005(1):19-20.

[7]王学杰,高德政,陈廷芳,等.基于GIS的矿产资源规划管理信息系统的数据库设计[J].资源产业,2005,7(5):43-46.

[8]范雪莲.基于MAPGIS的宜昌市矿产资源规划数据库建设[J].科技创业月刊,2009(1):133-135.

[9]高静,陈路,赵洪振,等.MAPGIS中投影变换在矿产资源规划中的应用[J].测绘与空间地理信息,2008,31(6):117-119.

[10]郭豫宾,何政伟,许辉熙.应用MAPGIS与ARCGIS构建矿产规划数据库[J].测绘与空间地理信息,2009,32(5):127-129.