基于MapGIS的矿产资源规划数据库建库辅助软件设计及应用

刘铁标+赵龙

摘 要 针对目前矿产资源规划数据库传统纯手工建库的工作现状，基于MapGIS制图平台设计了一套矿产资源规划数据库建库辅助软件，该软件采用数据驱动成图、坐标转换替代投影变换、成果数据交换等几个关键技术，大大减少矿产资源规划数据库的手工编辑，自动完成属性处理、图形处理、参数处理及成果整理等方面的工作，应用该软件已完成湖南省多个县的矿产资源规划编制及其数据库建设工作。

关键词 MAPGIS；矿产资源规划；数据库；数据驱动编图；数据交换

中图分类号：TP311.1 文献标识码：B

Abstract： Aiming at the current situation of the traditional pure hand-built database of mineral resources planning database， a set of mineral resources planning database construction auxiliary software was designed base on MapGIS mapping platform. Several key technologies such as data-driven mapping， coordinate transformation instead of projection transformation， and the results of data exchange were used by the software. Manual editing process of mineral resource planning database could be greatly reduced. Attribute processing， graphics processing， parameter processing and applying and other aspects of work could be automatic completed through the software. The work of mineral resources planning and database construction in several counties in Hunan have been completed through the software.

Keywords： MAPGIS； mineral resources planning； database； data-driven mapping； data exchange

0 引言

為加强和规范矿产资源规划管理，统筹安排地质勘查、矿产资源开发利用和保护，促进我国矿业科学发展，全国开展了新一轮矿产资源总体规划编制，将建成统一的矿产资源规划数据库。在数据库建库任务大、时间紧的情况下，提高建库工作效率显得尤为重要。很多学者通过实际建库经验对第二轮或本轮矿规规划数据库建立方法与流程进行了研究，马惠萍、李海洋、李亮等人研究了建库中的数据转拐点坐标内容自动矢量化问题[1-3]，高小红等探讨了SECTION辅助软件用于矿产规划数据库建设[4]，以上研究为数据库建库工作效率提高起到了一定的作用。

然而，现有的建库方法依旧是纯手工的建库方法，数据库建立过程中，经常会遇到一些关于数据表达、制图约束及成果资料组织等成果资料的编制问题，该类问题直接影响到工作的效率及成果的质量，大大制约着矿产资源规划数据库的建设及发展。

为此，本文根据数据库建设标准和要求，在利用MapGIS6.7制图平台进行数据库建设的基础上，对MapGIS进行改进，设计并开发一套可提高工作效率及成果质量的数据库建库辅助软件。

1 总体架构

矿产资源规划数据库建库辅助软件是依据矿产资源规划数据库建库规范与要求，基于MapGIS制图平台，结合Office办公软件，对MapGIS进行二次开发，实现对数据属性处理、辅助制图及成果文件数据组织与管理等功能于一体的应用软件。

该应用软件以规划数据表为原始输入文件，减少数据表在各种成果资料中的冗余转换，并能实现特定数据文件自动生成图件内容，利用MapGIS的组件进行开发，以提高附图编制工作中对MapGIS的属性数据处理及图元编辑等的工作效率。该应用软件的体系结构由基础设施、规划数据中心、GIS支撑平台、矿产资源规划数据库建库辅助软件构成。

2 软件功能

矿产资源规划成果数据库的建立包括空间数据库与非空间数据库的建立。数据库建库辅助软件功能主要包括属性处理、图形处理、参数处理和成果整理等四个模块（图1）。

2.1 属性处理

自动创建和修改属性结构，提供图层属性导入导出和自动填写属性内容等功能。

（1）图层属性结构建立：按建库规范要求对入库图层自动建立完整的属性结构，减少手工建立图层结构工作量。

（2）图层属性录入：提供图层属性录入窗口，加载要处理的图层后，使图层属性编辑如同操作Excel表，并能提供字段属性固定值的整列填入、序号字段的序列属性生成、带有下属词的字段提供属性可选项和利用Excel文件进行导出导入来编辑属性数据等多图元属性的快速录入。

（3）属性表互导：利用规划附表MDB文件自动导出相应图层要素的属性数据表，在MapGIS中处理该类图层的属性时，只需录入关键字段的属性值，利用属性表的导入功能实现属性表与图层属性的挂接。

（4）注释属性处理：利用注释图元的文本内容和图元参数自动填写该图元的属性值。

2.2 图形处理

（1）矿业权数据处理：利用规划附表中采矿权和探矿权数据表中区域坐标数据，自动完成图形绘制，并建立了简要的属性字段，方便后期该图层属性数据的挂接。

（2）图形文件坐标转换：针对制图软件中对图形文件进行地图投影操作繁琐、易出错、数据格式要求受限等问题，辅助软件利用图形文件坐标转换功能替代传统的地图投影，简化图形文件的坐标数据转换操作。可实现不同投影带图形文件的坐标转换、同一投影参数下的图形数据高斯反算、图形换带计算、多种数据格式输出、文件批处理等。

（3）范围线坐标提取：利用线文件或区文件的弧段作为数据输入，提取图元对象的拐点坐标，自动生成按矿业权交换数据标准格式组织的区域坐标文本数据。

2.3 参数处理

针对图元对象的属性值完成图元参数进行自动修改。

（1）子图参数处理：在规划制图时，某些图层的字段值直接与图形参数相关。如矿山点图元属性字段中“矿种代码”和“矿山规模”约束该图元的子图号及子图大小。子图参数处理能够对某些特定要素按其属性值自动批处理修改子图元参数。

（2）点图元注记生成：自动提取点图元属性值自动生成的注记文件，依据属性设定生成的注释图元图形参数，实现数据自动化制图。

2.4 成果整理

（1）成果目录生成：自动创建规划数据库目录结构，避免手工目录结构创建不完整。

（2）入库图层文件导出：数据库中图层命名都是按编码方式进行命名，而制图时一般使用汉字进行命名。入库图层文件导出能够自动完成汉字命名的图层改为编码方式来命名。

（3）成果文档归类：把规划中的成果文件复制后重命名存放于数据库相应的子目录下，实现对建库组成文件的自动复制和重命名处理。

（4）成果附表导出：利用规划附表.mdb文件自动导出规划编制要求中所要求的成果附表Excel文件，保证规划附表与成果附表Excel文件在内容的一致。

3 关键技术

3.1 数据驱动编图技术

以矿产资源规划数据库成果数据附表为数据源，提取相关专题要素的坐标及属性数据，建立数據到图面要素之间的数据映射关系，完成图件专题要素的制图表达、符号化、自动注记。数据驱动编图工作模式如图2。

在数据驱动的矿规编图模式下，矿规编制人员负责专题要素数据的收集与整理，计算机处理重复性、规律性的工作，实现依据数据驱动工作过程的自动或者人机交互地编图及更新数据表。专题要素处理流程如图3。

3.2 图件坐标转换技术

矿规图件编制中，通常会使用多种不同投影、不同地图参数的数据及图件，对于该类数据及图件的利用则需进行相应坐标转换。目前图件坐标转换在制图平台中提供的投影变换功能进行，该类转换中对图件数据要求非常严格，转换设置参数甚多，常常因参数设置不符而引起转换错误，缺乏转换灵活性与数据格式的自由性。图件坐标转换是替代制图软件中的地图投影，实现对图件各图元坐标数据的大地坐标与高斯平面直角坐标相互转换，减少坐标转换参数的设置，避免参数设置错误引起的坐标转换问题，满足图件成果在不同存储格式下的数据要求。

3.3 数据库成果数据交换技术

数据库成果数据包含同一内容的多种不同存储格式数据，如规划附表、图件空间属性数据等。对于数据表的转换，通常情况下均是编制人员进行手工转换整理，转换内容包括字段名、字段值的中英转换。而空间数据图层通常借助相关软件进行转换，尽管用软件自动转换，但在转换中还存在数据或属性丢失情况，导致数据成果的不一致且增加后期数据需检查的工作量。本技术以规划附表为数据源，自动完成规划附表向成果附表的自动转换，并能使图元相关的属性数据保持一致。

4 应用实践

湖南省第三轮矿产资源规划编制工作已经进入最终成果资料提交及数据库检查验收阶段，笔者单位是《湖南省第三轮矿产资源总体规划（2016～2020年）》参与编制单位之一，承担完成了湖南省芷江县、邵阳县、新化县等多个县的矿产资源规划编制及其数据库建设工作，下面以邵阳县矿产资源规划数据成果为例演示此软件的应用效果。

邵阳县矿产资源总体规划成果包含文件文档2个、附表15个，专题图件7张。专题图件中需入库图层45个，其中地理要素类图层10个，注记类图层19个，专题要素类图层16个。

4.1 手工编辑与程序处理效果对比

（1）矿业权数据处理对比：矿业权数据分为采矿权和探矿权两种类数据，手工制图时一般先把区域坐标整理成纯坐标数据的文本格式，在制图软件中通过用户数据投影完成线图形的绘制，再进行区图形文件的编绘，手工创建属性结构和图层属性挂接，每一个数据处理都需较长的时间。而在辅助软件中的处理流程：①利用规划附表绘制区图形文件；②图形文件坐标转换；③属性结构创建；④附表属性导出；⑤图层属性导入。处理过程均为即时自动操作完成，快捷准确。

（2）图层属性结构编辑对比：手工模式下对入库图层进行属性结构编辑一般是在MapGIS编辑环境下参照建库规范逐字段编辑，容易出错，效率低。而辅助软件则自动对图层结构自动处理，并能检测结构的完整性，效率高。

（3）图层属性录入对比：入库图层创建属性结构后，需进行属性录入工作，手工模式下一般是单一图元逐个编辑，即便利用外部数据表挂接属性，其操作较为繁琐。而辅助软件的属性录入，允许整列多图元处理、属性自由复制与粘贴、属性数据导出导入、注释类属性自动录入等操作，录入极其方便。

（4）区域坐标数据提取对比：某些专题要素图层绘制完成后，需要按图形位置整理得到该区域的坐标数据并填写在相应的规划附表中，手工处理方式是利用该区域的范围线，逐图元得到所有拐点的图形坐标文本数据，按最终的坐标数据要求进行坐标转换，经手工格式编辑后得到该区域标准的坐标文本数据，每一个图元的区域坐标数据的整理都需要经过多个步骤，不仅费时且易出错。辅助软件中范围线坐标提取的操作步骤：①利用坐标转换功能把线或区图形文件的图形坐标转换到目标坐标数据位置；②设置输出坐标格式类型；③图形区域坐标文本文件自动生成。该功一次性处理整个图形文件，坐标文本文件瞬间生成，无需手工编辑，格式正确且数据完整。

4.2 建库辅助软件功能展示

（1）建库辅助软件主界面：包含属性处理、图形处理、参数处理、成果整理等菜单。

（2）图层属性录入界面：由文件列表、图形窗口及属性窗口三部分组成（图4）。

文件列表自动例出当前工作目录下的图层文件，双击列表项加载该图层数据，在图形窗口中进行图层显示和属性窗口中以二维表方式显示属性。属性窗口提供了多种属性编辑的右键菜单。

（3）矿业权数据处理：辅助软件操作方法：①选择规划附表数据库文件；②读表名并选择要处理的数据表；③指定要生成的图形区文件；④设定数据类型（采矿权或探矿权）；⑤点击“生成区”完成图形的自动绘制，操作界面如图5。

自动绘制的区图形文件后再进行图形坐标转换，图形坐标转换操作步骤：①设置图形的当前地图参数；②设置转换后的地图参数；③按目录或文件方式进行图形坐标转换。

4.3 辅助软件完成的专题图件及空间数据库

专题图件包括：矿产资源分布图、矿产资源调查评价和勘查现状图、矿产资源开发利用现状图、矿山地质环境保护与恢復治理现状图、矿产资源调查评价和勘查规划图、矿产资源开发利用与保护规划图、矿山地质环境保护与恢复治理规划图及重点矿区矿业权规划设置图。利用建库辅助软件对规划专题要素类数据进行制图处理，选取相应的专题要素图层并叠加基础地理要素、地质要素、图件整饰要素等内容即可形成专题图件。图件中需入库的空间要素经建库辅助软件坐标标转换得到以地理坐标度为单位组织的图形文件，利用文件转换模块或Map2shp等数据格式转换软件输出入库图层的Shape格式文件，在ArcGIS中建立个人空间数据库并导入图层数据，经简单删除MapGIS自带的属性结构项和修改备注属性字段等编辑工作，便完成了空间数据库的建立，相对于通常的手工编辑处理方法，利用建库辅助软件减少了手工处理工作量，大部分都由程序自动完成，其图件成果与空间数据库在数据一致性等方面都得到了显著提高。

5 结语

本文通过分析矿产资源规划数据库纯手工建库的工作模式存在的问题，提出了建库辅助软件所应包含属性处理、图形处理、参数处理及成果整理四个功能模块，设计改进了建库辅助软件中运用的三个建库关键技术：①采用数据驱动图技术实现矿业权专题要素自动绘制；②图形坐标转换替代传统的地图投影，减化图形数据的地图投影变换工作；③利用数据交换技术，减少人工数据录入，确保不同数据格式在内容的一致性。最后利用MapGIS6.7平台提供的组件式开发方式完成了辅助软件的开发，建库辅助软件的生产应用对提高建库工作效率和数据成果质量具有明显效果。并为其它同类型数据库的快速构建提供很好的参考价值。

参考文献/References

[1]马惠萍. 甘肃省第二轮矿产资源总体规划数据库建设与实践[J]. 国土资源信息化， 2011， 02：21-24.

[2]李海洋，王丽英，孙贵博. MAPGIS图形自动生成技术[J]. 矿山测量， 2009， 03： 4-7.

[3]李亮，李思发，赵伟立，闵艳艳. 基于MAPGIS二次开发的采矿权登记信息自动矢量化[J]. 贵州地质， 2010， 02：145-147.

[4]高小红，林锦富，叶亲毅，江泮雨晨. GIS辅助软件在县级矿产规划数据库建设中的应用[J]. 数字技术与应用， 2013， 04：116-117.