基于GIS的钻孔资料信息化入库工作研究

史国萍,马瑜宏,朱恒华,刘春华,郭晶,张贵丽,张华平,吴红霞

(1.山东省国土测绘院,山东 济南 250102;2.山东省地质调查院,山东 济南 250014;3.山东省土地质量地球化学与污染防治工程技术研究中心,山东 济南 250014)

0 引言

地质钻孔资料是地质工作形成的最重要基础地质资料之一,是国家的宝贵财富[1-6]。随着钻孔资料在城市化建设、三维地质建模与可视化应用、深部找矿、防治地质灾害等信息社会化服务领域的深入应用,钻孔数据库的建设要求也在不断更新。

2001年,中国地质调查局发布了《固体矿产钻孔数据库工作指南》[7],该指南详细规定了建立固体矿产钻孔数据库的数据采集原则、工作流程、编录表格、数据内容、数据文件格式等内容。2013年,原国土资源部发布了《关于印发〈全国重要地质钻孔数据库建设工作技术要求(试行)〉的函》(国土资储函〔2013〕37号)[8],对重要地质钻孔数据采集的范围、内容、格式、工作流程、质量控制等方面进行了规定。2015年,中国地质调查局发布了《城市地质调查数据库结构规范》(DD2015—04)[9],其中对基础地质钻孔、工程地质钻孔、水文地质钻孔和地热钻孔的属性表结构进行了规定与说明。本文在以上标准的指导下,结合钻孔数据多源异构的特点,设计了既满足项目实际需求、又能极大提高钻孔数据使用效率的钻孔数据库结构,有效提升了本地区钻孔数据的价值和信息化服务水平。

1 数据库结构

数据库设计的目的是规范地质编录数据[10-15],最大限度地发挥钻孔数据的使用价值,满足科研、生产和管理的需要。钻孔数据库的设计参照地质生产过程中所获取的钻孔资料信息和地质资料信息化需求进行。钻孔数据内容主要包括钻孔基本信息、地质岩性信息和试验数据等,数据表有钻孔综合信息表、钻孔弯曲信息表、钻孔地层描述表、钻孔标准化分层表等12张表,各表之间通过钻孔统一编号这个共有关键字段建立关联,数据项内容依据钻孔原始资料记录信息而定。

1.1 存储格式

钻孔数据库采用通用的MS Access格式数据库存储。

1.2 钻孔综合信息表

钻孔综合信息表(表1)用来记录钻孔的基础信息,主要参数包括钻孔编号、钻孔类型、钻孔位置、孔口标高、钻孔深度等信息。

表1 钻孔综合信息表

孔口坐标x、孔口坐标y、孔口经度和孔口纬度数据项参照钻孔柱状图上的钻孔坐标信息填写,如果钻孔孔口坐标x、孔口坐标y数据项填写为空值,那么孔口经度和孔口纬度数据项不能为空,反之亦然。孔口经度(2000坐标系)、孔口纬度(2000坐标系)数据项填写钻孔原始坐标投影转换至CGCS2000坐标系下的坐标值。

1.3 钻孔弯曲信息表

钻孔弯曲信息表(表2)用来描述钻孔的弯曲度信息,表示的是钻孔的空间展布特征,主要参数包括钻孔编号、孔深、天顶角和方位角等。其中天顶角表示钻孔方向与垂直方向的夹角;方位角表示钻孔水平投影方向与正北方向的夹角,正北向为0°,正南向为180°,沿顺时针递增,至360°为止。

表2 钻孔弯曲信息表

1.4 钻孔地层描述表

钻孔地层描述表(表3)用于记录钻孔分层信息的地质描述内容,包括地层厚度、地质代号、岩土名称、岩土颜色、地层描述、风化程度等分层地质信息,钻孔资料录入人员按钻孔柱状图上的记录逐一填写。

表3 钻孔地层描述表

1.5 钻孔标准化分层表

钻孔标准化分层表(表4)用于记录钻孔分层信息标准化后的内容,钻孔分层信息标准化处理人员依据《山东省城市地质调查技术要求(试行)》附录C、附录D制定的山东省三维地质模型分层标准与四级编码对钻孔地层描述逐层编码。

表4 钻孔标准化分层表

除以上4张钻孔基本信息表以外,根据收集钻孔柱状图的描述信息,钻孔数据库还设计了金属矿产地质勘查孔地质测试分析结果表、非金属矿产地质勘查孔地质测试分析结果表、水文地质勘查孔含水层段信息表、水文地质勘查孔水质测试信息表、抽水试验结果信息表、工程地质勘查孔信息与数据表等6张钻孔试验信息表和水文地质勘查孔井管结构、水文地质勘查孔填砾止水结构等2张水文地质勘查孔的结构表。

2 钻孔数据库建设

2.1 建库标准

钻孔数据录入工作应信息化、规范化,满足地质大数据应用对钻孔数据的需求[16-18],为此,本次工作编制了《钻孔资料信息化入库规范》,该规范规定了钻孔资料的录入内容、钻孔数据的存放格式、数据表字段类型及长度、填写要求、人员配置、工作流程等方面的内容。同时,也规定了钻孔录入数据的质量要求,以此规范钻孔资料录入的全过程,保障地质钻孔数据录入工作在统一规范的框架内正常有序的开展,确保该项工作的顺利完成。

2.2 建库流程

钻孔数据录入工作的流程如图1所示。

图1 工作流程图

3 质量控制

数据质量即数据的可靠性。钻孔数据录入人员较多,涉及资料量多且时间跨度大。在录入过程中,由于钻孔数据录入人员操作失误或专业知识欠缺、原始数据质量限制、资料重复利用等多方面的因素,会导致各种数据质量问题。因此,在钻孔数据入库过程中,应遵循以下原则:

(1)在建立钻孔数据库时,必须仔细核对原始数据源的准确性与完整性[19-20],确保准确无误后,再将钻孔的原始数据依次数字化。

(2)数据质量是衡量数据成果的重要指标。为保证数据的正确性和有效性,确保数据录入质量,应严格执行数据录入标准,数据录入过程中录入人员要根据录入情况填写工作日志。

(3)录入人员应及时进行自检、互检,对自检和互检结果建立相应检查记录。数据录入小组长进行抽检工作,通过与原始地质资料进行比对,对录入工作的整体质量进行控制,并建立相应检查记录。自检、互检和抽检时如发现问题,应按要求及时修改。

(4)在数据采集的每一个环节都要进行数据质量检查。检查方式可采用人工检查和软件检查相结合。

4 结语

(1)在钻孔数据库建设初期就应充分考虑质量检查及相关辅助软件的开发工作。海量的数据检查单独依靠人工比对去完成是不现实的,应尽量降低人工检查的工作量,充分挖掘各数据项之间的内部逻辑规律,通过开发计算机程序自动厘清数据项间的逻辑关系,高效提升数据库的建设质量。

(2)各行业间钻孔数据的共享程度低、重复利用率不高,应组织建立地质钻孔资料统一汇交与共享服务机制,最大限度地提高地质钻孔的使用效率和应用价值,避免资源浪费。

(3)数据更新给数据库带来源源不断的生命力,应建立地质钻孔资料长效更新机制,推进钻孔数据建设工作常态化,深化地质钻孔与信息化技术的深度融合,为地质大数据挖掘分析和综合利用奠定基础,更好地发挥基础地质资料的有力支撑作用。