遥感地质空间数据库设计与建设<br/>——以云南保山西邑铅锌矿区为例

遥感地质空间数据库设计与建设
——以云南保山西邑铅锌矿区为例

2022-06-26王锋德

世界有色金属 2022年4期

随着计算机技术的高速发展，各行业工作向简单化、快速化、网络化和自动化的方向发展，作为关系国民经济发展的地质矿产行业，也在积极寻求基于计算机技术的发展。地质矿产业长期以来得到了许多工作者的探索与积累，形成了一系列的认识，使我们认识到，矿产地质业不但与断裂构造、地层、岩浆岩有密切的关系外，还与其他一些未知的因素有关，各行业的发展在不经意间相互融合与渗透。目前已经有越来越多的人通过遥感技术（RS）研究地质矿产，形成相对前沿遥感地质研究方向。在遥感地质研究的不断发展中也不断有GIS和GNSS等新技术引入，这就对遥感地质发展提出了更高的要求。遥感地质的发展既包含传统的地质矿产业的研究资料及方法，又集成了GIS的矢量及栅格数据，同时引入数据量巨大的遥感数据，遥感卫星数据向“三高”方向发展，而三高数据信息量更大，常常以GB甚至TB为单位计算，如此海量的数据

，对遥感地质空间数据库提出了巨大的要求。另一方面遥感地质的发展也向基于GIS平台的多元地学数据综合分析发展，这对遥感空间数据库数据的吞吐量和与GIS平台的结合是一个巨大的挑战，基于此，研究选取保山西邑铅锌矿区，考虑当前遥感地质发展中的因素和其与GIS平台的结合设计和建设遥感地质空间数据库，为遥感地质的后续发展提供技术支持。

1 研究区概况

1.1 自然地理概况

研究区地处云南保山市，地理坐标E99°02′31″～99°28′06″，N24°17′58″～25°12′56″之间，区内属于怒江、澜沧江水系，山脉走向北北东向，海拔560m～2895.4m，年平均湿度达76%。冬季寒冷，降雪达一月之久，夏季气候凉爽、多雨，雨量集中在每年6～9月，地表植被发育，覆盖度较大。

1.2 地质矿产概况

研究区断裂构造复杂，地层出露多，构造变形以发育密集排列的断裂和宽缓褶皱为特征，大多呈SN向、NNE向和EW向展布，总体呈向东的弧形弯曲。主干断裂有近SN向怒江断裂、NNW的澜沧江断裂、近SN向柯街-南汀河断裂、NE向的柯街-畹町断裂和NW槽涧断裂。主要矿种有铅、锌、铜、金、铁、锑、汞等，已发现各类矿床点40余处，其中金属矿产36处，主要矿种为铅、锌和铜元素相关的矿床，次为铜、金矿，同时有较多汞矿和稀有金属矿床发育。

2 数据库设计分析

遥感地质发展以其大容量的空间数据库最为标志，且随着航空航天技术的发展，遥感卫星技术向高时间分辨率、高空间分辨率和高光谱分辨率的方向发展，所以海量数据存储是遥感地质发展必须面对的问题之一

。目前，越来越多的学者也开始基于GIS平台利用GIS软件强大的空间分析功能结合传统的物探、化探、等一系列地学信息开展遥感地质的综合研究，这就要求遥感空间数据库必须与主流GIS软件可以完美结合匹配，在GIS平台下可以被快速的调用和存储，同时对于GIS软件常用的查询、选择、显示等功能必须完美支持。总体来讲，数据库必须具有以下功能，①可存贮大量的遥感影像数据；②与主流GIS软件可以完美结合，且支持常用GIS软件的基本功能；③可以存贮多元的地学数据，包括栅格格式和矢量格式；④可以存贮图形数据和属性数据

，且具有较大的吞吐量和保证信息的安全性；⑤数据库更新和扩展操作要简单方便。

3 概念设计

概念设计是对复杂的现实世界的一种抽象

，研究从遥感地质行业的发展角度出发，归纳出目前研究区遥感地质发展的现状和未来可能遇到的问题，包括已经开展的工作并取得的成果及计划开展的工作等，从而确定了研究区已有数据之间的联系和未来发展趋势之间的联系，形成数据库的概念结构图（图1）。

对于遥感地质空间数据库中属性数据项中的遥感解译环形构造一栏的属性，根据目前遥感地质研究中，通常将遥感解译环形构造划分为岩浆环、构造环、蚀变环和隐伏岩体环的特征，将遥感解译环形构造划分为4类并规定相对应的标识代码，标识代码由整型数字构成，新扩充内容可以往后增加并赋予不重复标识代码，方便存储、选择、查询等（表4）。

观察组产后母乳喂养率为85.11%、产后母乳充足为89.36%,较对照组65.96%、70.21%高(Z分别为5.121、5.364,P<0.05),见表2。

属性数据库是概念和度量的抽象，研究区遥感地质属性数据库是以属性表的形式存储在相应的文件或关系数据库中，根据研究区遥感地质发展的属性特征，遥感地质属性表包括基础地理属性表和遥感属性表，其中基础地理属性包括基础地理属性、社会经济属性和基础地质属性，遥感属性包括遥感地质属性和遥感矿化属性（图2），所有属性均可以增加并扩充更新

。

空间数据库由图形数据库和属性数据库两部分组成，运用数据库管理系统技术分别建好图形数据库和属性数据库后，通过统一的编码来实现空间数据库的图形数据库与属性数据库的无缝连接，最终形成完整的空间数据库。图形数据库包括两种数据结构：矢量数据结构和栅格数据结构，遥感地质空间数据库的图形数据库是由大量的栅格及矢量结构图件构成，主要包括研究区的基础地理图、基础地质图、遥感地质数据、遥感矿化数据，栅格数据主要是大量的高、中和低分辨率的遥感影像数据。研究选取一定比例的研究区相关的矢量图为基本框架，收集符合遥感地质研究的地理、地质等资料，进行分层清理、归并简化，按照研究区遥感地质发展的需求提取相应图层作为基础资料

。

4 逻辑设计

逻辑设计的任务是把概念设计转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构

。目前DBMS产品一般支持关系、网状、层状三种模型中的某一种，目前新设计的数据库应用系统大都采用支持关系数据模型的RDBMS，同时关系模型也是目前最为流行和最为广泛的数据模型，故数据库的逻辑设计采用关系数据模型行进。数据的匹配采用名称+编码结构，特定编码代表特定名称，编码不重复。

属性数据的物理表示，属性数据的物理表示分为数值数据和字符数据，数值数据可用十进制或二进制形式表示，字符数据可以用字符串的方式表示。在空间数据库中，根据研究体的各个属性字段的性质来选择数据的物理表示类型，详见属性表6。

图像数据考虑研究区的工作基础及其后续发展的需要，包括基础地理数据、基础地质数据、遥感地质数据、遥感矿化数据和遥感影像数据等。存储类型以图层为基础，包括点、线和面图层，结构包括栅格数据结构和矢量数据结构。

空间数据库的属性数据依据研究区的特点设计，应主要考虑设计的目的和研究区的工作基础。研究区属于云南省重点矿集区，数据库以服务矿政管理为基础，故较多考虑矿床数据的管理为找矿服务。属性数据涉及已发现矿床的编号、行政归属、矿种、坐标、开采方式、与遥感解译构造及地质实测构造的关系等。

对于遥感地质空间数据库中属性数据项中的产出构造方向一栏的属性，根据目前采用的对矿床与构造的产出方向的关系，由0°正北方向结合行业内规定的划分标准，划分为8个方向并规定相对应的标识代码，并区分遥感解译构造和地质实测构造，标识代码由整型数字构成，新扩充内容可以往后增加并赋予不重复标识代码，方便存储、选择、查询等（表2、表3）。

混凝土中所含有的总碱量，是指在单位重量中所有组成混凝土所有材料，如水泥、外加剂以及骨料含碱总量，含碱总量大小对于混凝土碱-集料反应影响很大。但是，通过单位体积混凝土中含碱总量的计算以及对混凝土含碱总量的控制，可以有效抑制混凝土的碱-集料反应，保证混凝土构件不发生碱-集料反应破坏。其含碱总量可通过计算或查问相关标准来获取。

对于遥感地质空间数据库中属性数据项中的遥感矿化蚀变类型一栏的属性，根据目前遥感地质研究中，通常可以提取羟基、铁染、碳酸盐化和硅化蚀变异常的特征，将遥感解译提取常见蚀变类型划分为4类，并规定相对应的标识代码，对于划分的4类常见遥感矿化蚀变类型又依据他们在各自研究中根据蚀变强度可以划分为三级，故对每一种蚀变类型在此划分依据蚀变强度划分为3级。整个遥感矿化蚀变类型由类型标识代码和强度标识代码组合而成，整个标识代码由整型数字构成，第一个数字代表蚀变类型，中间加0代表间隔，后一位数字代表蚀变强度。如标识代码203，2代表铁染蚀变异常，0代表间隔，无实际意义，3代表蚀变强度为三级，即三级铁染蚀变异常。新扩充内容可以往后增加并赋予不重复标识代码，方便存储、选择、查询等（表5）。

5 物理设计

物理设计是指有效地将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上实现，确定数据在介质上的物理存储结构。在空间数据库中，其物理设计包括空间图形数据的物理表示和属性数据的物理表示。

雌激素受体拮抗剂对人子宫内膜样癌Ishikawa细胞增殖的影响及可能的作用机制(刘俊江)(7):652

对于遥感地质空间数据库中属性数据项中的开采方式一栏的属性，根据目前常见的开采方式，划分与常见开采方式相对应的标识代码，标识代码由整型数字构成，新扩充开采方式可以往后增加并赋予不重复标识代码，方便存储、选择、查询（表1）。

该意见强调，发展海水淡化产业要重点做好以下几项工作：一是加强关键技术和装备研发，二是提高工程技术水平，三是培育海水淡化产业基地，四是组建海水淡化产业联盟，五是实施海水淡化示范工程，六是建设海水淡化示范城市，七是推动使用海水淡化水，八是完善海水淡化标准体系。

林蓝常想，这就是老夫老妻的对话方式吧！话说得少，活儿做得多。大赵辛苦劳作多赚钱，以保证家庭收入；自己辛苦劳作洗衣做饭，以保证吃穿住都舒适、健康、安全。

数据库的图形数据和属相数据采取分离存储的方式。即图形数据存储在图形数据库的分区中，属性数据存储在属性数据的分区中，图形数据和属性数据依据文件名对应关联。在数据存贮中采用图形数据和属性数据不同分区同时存储的方式，可以有效保证数据的存贮速度，对于数据的显示、查询和调用等功能中，采用图形数据单分区调用显示，一旦用户查询属性数据，属性数据分区开启依据和图形数据的关联名称工作，相关属性数据进入缓存调用，保证运行速度。

即(sψ/mb+ sψ∓φ/ma)ψ9= sψ∓φ/ma+ sφ/mc，(P+ Q)ψ9= Q+ R，该式对φ求1、2、3阶导数得：

6 数据库的实现

数据库管理系统采用ARCGIS在ARC Engine环境下的二次开发方式。ARC Engine是嵌在程序中的一种工业化开发工具。在ARC Engine环境中用户可以仅仅通过拖曳已经存在的命令和工具来定制程序界面而不需要写代码。研究该本数据库管理系统中实现了数据库的连接以及数据的入库和管理等功能，实现方式简单易懂，管理系统操作方便。