区域地质图数据库管理系统的设计与开发

广东省佛山地质局信息中心 姜灵芝 李瑞宁

区域地质图数据库管理系统的设计与开发

广东省佛山地质局信息中心 姜灵芝 李瑞宁

本文针对数字填图的成果数据与回溯性地质图空间数据库的数据在数据模型、格式、表达方式、命名存储等方面存在不同的问题，根据目前数据整合和综合管理的需求，基于《数字地质图数据库标准》，建立了一套回溯性地质图数据库与数字填图地质图数据库整合应用的数据模型，依托现代信息技术和GIS技术进行系统开发设计，实现了对基于两个数据标准完成的数据成果的集成管理。

地质图；空间数据库；数据模型；GIS

1 前言

从本世纪初中国地质调查局开展主流程信息化以来，数字填图系统在区域地质调查中的广泛应用，区调成果以新的数字成果进行表达与建库。由于数字填图成果数据建库与回溯性地质图空间数据库建设依据的标准不同，因此存在不同阶段数据成果在数据模型、格式、表达方式、命名存储等方面存在不同，为了利于数据一体化管理与综合应用，更好地提供社会服务，开展两类数据库的整合集成是十分必要的。

2 数据库建设现状

自数字国土工程开展以来，我国对几十年来积累的大量地质工作资料进行了数字化和数据库建设，基本建立了国家基础地学数据库体系。据不完全统计，已经完成和正在建设的全国性数据资源有12大类50余种数据库，数据量达10TB以上。主要包括：主要包括1:500万、1:250万、1:50万、1:25万、1:20万、1:5万区域地质图空间数据库、1:50万水文地质、环境地质、灾害地质图空间数据库、1:20万水文地质图、1:5万水工环地质图空间数据库、全国矿产地数据库、全国重砂数据库、全国同位素地质测年数据库、全国1:20万-1:50万区域化探数据库、全国重砂数据库、全国同位素地质测年数据库、全国地质工作程度数据库、全国矿产地数据库、全国岩石数据库、钻孔数据库等。这些成果为国土资源调查评价体系框架的建立奠定了技术基础。

这些数据库目前绝大多数已建成，各个数据库建设均相对独立，为配合上述数据库的建设，分不同时期制定了一系列相应的工作指南、工作标准和技术要求等，同时在数据库建设过程中又引用了大量的其它标准。目前仍在建设的数据库有1:5万区域地质图数据库、1:25万区域地质图数据库、钻孔数据库、成矿区带矿产资源潜力评价数据库等。

2.1 1:5万数据库建设现状

据统计，我国已经完成1:5万区域地质调查工作图幅约4600幅，从1999年度试点工作到2011年持续10多年的数据库建设工作，截至目前，1:5万区域地质图空间数据库建设已经部署安排了（包括已建成的和正在建设的）4179个图幅的数据库，剩余图幅200余幅，东北大区回溯性建库已完成，中南大区接近尾声，其它大区中心所管辖的省份中，除新疆、内蒙等面积较大省（区），大部分省份回溯性建库工作也基本完成。

2.2 数字填图区域地质调查现状

进入新世纪以来，我国1:5万区域地质调查方法技术进入了数字化的时代，传统野外记录簿、罗盘、地质锤的原始填图工具逐步在野外地质填图过程中被GPS、笔记本电脑、数码照相机等数字化的工具取代，随之生成的数字化成果以及以空间数据库方式表达的成果与基于传统填图完成的回溯性空间数据库也大不相同。其产生的成果在数据组织、数据结构、数据库建设标准以及应用方式等方面与回溯性1:5万区域地质图空间数据库均存在较大差别。

3 系统总体框架

根据1:5万地质图管理与服务的需要，设计开发基于MapGIS图形导航的1:5万成图数据和数据库数据的查询检索，并根据检索结果形成用于数据服务的数据包。基于MapGIS平台的全国1:5万区域地质图空间数据库管理系统基本框架如图1所示。

图1 全国区域地质图空间数据库管理系统（MapGIS）总体框架

从图1可知，根据管理对象及操作方式的不同，系统包括“空间数据管理”和“空间数据检索”两大主要功能。

空间数据管理：管理对象是1:5万地质图数据库成果的所有数据，包括全要素彩喷图、空间数据库数据、栅格扫描图像、元数据、质量监控文档等，主要的操作为数据的入库、管理、多方式检索查询、浏览显示等。此部分主要进行1:5万地质图管理信息的数据加载，也就是将1:5万标准图幅的存储的位置信息、GIS信息、图像信息、工作日志等信息记录在数据库中。并可以完成入库信息的统计、提供管理者数据库入库管理表，按标准图幅为单位进行多模式的数据检索、查询与输出，GIS空间数据不作剪裁和投影变换。

空间数据检索：管理对象是主要1:5万地质图空间数据库，主要操作针对空间数据库数据进行多模式的查询检索，根据检索结果进行属性查询、代码转换、图层合并、投影转换及数据输出等操作。

4 技术路线与技术方法

系统开发的总体思路是在对现行的建库标准、指南、字典库、数据库成果等资料进行系统性研究的基础上，总结区域地质图数据库特征，探索和开发支持地质图数据库生产、质量监控、数据库管理能融合一体的管理软件，以提高地学数据库建设效率和保障地学数据库建库质量为目的，利用先进的GIS技术和数据库管理技术，规范地质图空间数据库建设，实现数据生产、质量监控、错误纠正、检查验收及数据库管理的一体化软件。

4.1 技术路线

采用分步实施、分组把关、全面覆盖、统一标准的技术路线。以不同比例的回溯性地质图空间数据库、数字地质调查成果数据以及它们之间的数据整合成果为研究对象，以形成可满足政府和社会公益需求和服务的软件产品为目的，使数据资源最大化地实现共享与应用。

从我国的国情出发，针对海量基础地质数据成果资料，在研究各已建和新建地学数据库建库标准和数据库成果的基础上，对不同类型的数据库，探索开发符合国情的支持地质图空间数据库生产建设、质量控制、数据库管理的一体化软件。在充分研究各类地学数据库的建设流程、数据模型及已有数据库生产和质量控制软件工具基础上，针对现有的数据库管理软件架构及功能，制定数据库管理系统升级开发方案。应用现代计算机技术、空间数据管理技术和信息共享技术，对全国1:5万区域地质图空间数据库管理系统进行全面的升级开发，以满足综合管理的需求。

4.2 技术方法

采用数据模型驱动数据的方式管理数据,以达到满足不同模型的数据管理目的。

为方便管理和应用，尽量减少重复工作量，尽量利用已有的一些成果、软件工具，以满足数据库生产、质量检查和数据管理，方便用户使用为目的，对系统进行升级开发，实现数据库建设生产、数据质量检查、数据管理的一体化。

收集及构建能满足管理要求的模型库：

（1）收集构建图幅信息管理库：内容包括1:5万-1:50万国际分幅的图幅信息等。

（2）收集构建入库信息表：入库图幅信息表、入库图层数据信息表、入库图形数据信息表、入库类形数据信息表等。

（3）中国岩石地层辞典表。

（4）制定数据库数据模型相关的代码字典表，建立标准字典库。

（5）建立数据库模型标准库。

以各项信息化技术标准为依托，收集研究以往工作中所积累的海量地学专业数据、以往（或新开展）地质调查成果资料。通过对多源地学数据库的研究，发现其共同特点和不同点，以二维表的方式制定管理规则数据表，将建库标准以不损失信息为宗旨，按规则形式要求对建库标准整理，并放到规则数据表中进行管理。

（6）系统管理信息库：包括系统用户信息管理等。收集检索所需的空间位置信息文件，包括不同比例尺分幅接图表信息图层、不同尺度的行政区分布图等。

在软件开发技术中，面向对象的软件开发技术成为当今主流。本信息平台的建库与开发将采用面向对象的软件工程方法。基于关系数据库统一管理空间数据库与非空间数据可以有效地实现空间与非空间数据关联和集成，而且由于空间数据与非空间数据都以数据表或视图的形式存贮，只是数据的驱动有所不同。空间数据涉及图件与属性数据的检查，非空间数据原则上只涉及属性数据的检查。故通过编程实现空间数据与非空间数据的一体化管理。

5 结语

本文根据目前数据整合和综合管理的需求，以数据库的入库管理和数据检索应用为主线，以模型为基础，依托现代信息技术和GIS技术，采用高级编程语言VS 2010，在MapGIS6.7平台上进行二次开发，结合专业技术及专业要求，以满足生产管理，提高效率、满足应用需求为目标，以普通用户和管理人员为对象，开发、构建了全国区域地质图数据库管理系统，很好的实现了对基于两个数据标准完成的数据成果的集成管理。

姜灵芝，中国地质大学（武汉）硕士，现就职于广东省佛山地质局信息中心。

李瑞宁，现就职于广东省佛山地质局信息中心。