湖北省黄石市城区地质资料管理服务系统的基本特征与功能

刘忠明, 徐　波, 韩培光, 张　娅, 花卫华, 顾丽影

(1.湖北省富硒产业研究院,湖北 武汉　430034; 2.武汉中地数码科技有限公司,湖北 武汉　430074)

0　引言

国土资源部关于《推进地质资料信息服务集群化产业化工作方案》的通知指出:提高地质资料数字化信息化水平,不断扩大服务领域、提高服务功能是国外地质工作强国的普遍做法。

2009年—2012年湖北省地质科学研究所与武汉中地数码科技有限公司开展了湖北省黄石市城区地质资料信息服务集群化产业试点研究工作,根据黄石市城区地质需求,探索出了一套适合黄石市地质资料信息服务集群化产业化工作的技术路线和技术方法[1-3],初步建立了黄石市城区地质资料管理服务系统。

1　国内外现状

在美国、加拿大、日本、澳大利亚、英国等发达国家,建立了不同类型的地质资料管理服务系统,将地质资料集群化,钻孔数字化,实现了三维地质可视化,开发了一系列地质信息产品,已形成了地质信息产品产业链。

自2004年起,上海市政府与国土资源部合作,投资4 000万元,建成上海市三维可视化城市地质信息服务和管理系统,对地质资料信息服务集群化和产业化进行了软件开发。目前,全国600多个城市正在应用这套系统开展了城市地质调查和城市地质资料的集成,为城市建设和城市发展提供了三维可视化服务。

2009年—2012年,山东省开展了山东省焦家式金矿地质资料信息服务集群化与产业化工作,应用了矿山储量计算软件管理服务系统对矿山储量进行了计算,为矿山增储和远景勘查提供了技术服务。目前全国许多矿山都应用了这类系统对矿山储量进行了动态管理。

近几年,湖北省建立了矿政管理一张图系统平台,实现了储量、矿业权、地质灾害的实时平台管理,使矿业权审批、储量动态监管等工作方便、快捷和可视化,这套系统在全国具有示范作用。湖北省地质环境总站建立了全省地质灾害预警系统,已成功应用于减灾防灾上。湖北省地质资料馆已初步建立电子浏览借阅系统。通过全国地质资料汇交监管平台,更好地促进了地质资料汇交。湖北省地质调查院应用了全国矿产资源潜力评价系统,对全省主要矿区地质资料进行了系统集群。全国地质资料目录查询系统为广大地质工作者提供了地质资料信息。

2　　　　地级市地质资料管理服务系统建立的意义

地质资料是地质工作中形成的重要基础信息,是国家的宝贵信息财富。地质资料信息蕴藏着巨大的利用价值:一是地质资料的科学价值,对于教学、生产、科研、科普等有重要的指导作用;二是地质资料信息蕴藏着巨大的经济价值,通过综合研究和开发,可广泛应用于国民经济建设的多个领域,促进区域性经济可持续发展。

黄石市是中国重要的铁、铜、水泥生产基地,矿产资源丰富。依托矿产资源开发利用,黄石市从一个江边小镇,逐步发展成为生机勃勃的区域中心城市,城市建设速度不断加快。多年的地质勘查、矿产开发和城市建设,形成了丰富的地质、矿产、物化探、水文、工程、环境、市政建设、科研等地质资料,形成了海量的数据。但这些资料、数据和信息分散、数字化程度极低,只有通过地质资料管理服务系统的集成、建库,才能更好快捷地实现地质资料三维可视化服务。

黄石市城区地质资料管理服务系统的初步建立,是地质资料数据中心建设的基本要求,对于实现地质资料信息化建设提供了一个宽广的平台,也是地质资料信息服务集群化产业化的重要任务之一。通过系统对资料、数据与信息的集成,可减少地质工作的重复投入,降低地质工作投入的风险。城市地质钻孔的集成与可视化,为城市地下空间的利用提供决策依据。

湖北省黄石市是一个矿业城市,在全国具有代表性,通过地质资料管理服务系统的建设与完善,更好更快地实现对地质资料的平台管理,也更好更快地为社会提供地质资料信息的优质服务,对于全国地级市和矿业城市的地质资料管理服务系统建设具有一定的指导意义,也是地质资料管理向市县延伸的有效管理办法之一。

3　系统设计

3.1　设计思路

系统总体体现了地质资料信息服务集群化产业化的基本理念,突出了地质资料数据中心地质资料汇交、管理和服务的三大功能。

3.2　设计原则

系统应具有单易操作、实用快捷、安全可靠、兼容扩容等特征。

(1) 整个系统初步将工程地质三维建模体系和矿山地质三维建模体系整合到了一个统一的系统中。

(2) 系统基本满足黄石市城区各方面的需要。这些需要主要有:城市规划与发展需求、城市地下空间开发利用需求、矿产资源勘查开发需求、矿山环境恢复治理与环境监测需求、矿政管理服务需求、城市转型需求等。

根据市地质资料数据中心建设目标和任务,设计、建设好地级市地质资料管理服务系统。地级市地质资料管理服务系统由功能系统、分类系统和支撑系统三部分组成。

4　系统构成与功能

4.1　系统构成

黄石市城区地质资料管理服务系统主要分为资料服务、矿政服务、城市建设服务和系统维护四个子系统(图1),体现出市地质资料数据中心的主要工作和职能,每个部分都具有数据组织、数据录入、数据检查、数据维护、信息查询、统计分析、编辑等功能[4]。

图1　黄石市城区地质资料管理服务系统构架Fig.1　Service system architecture of geological data management in Huangshi City

4.2　系统功能

系统主要有数据录入、导出、储存等功能。

4.2.1数据录入导入

用户可根据系统提供的数据库、数据表格式,进行数据录入。通过系统功能可将录入好的数据导入到系统中自动建库。也可将标准数据库中的数据进行三维建模,建立地质三维模型。

4.2.2数据储存

在地质资料、地质数据、图形、数据库分类的基础上,系统对它们实现有序管理。对这些海量的地质资料和地质数据进行分类储存和有序管理。提供检索与浏览服务。

4.2.3数据更新功能

用户根据需要,可进行数据增加和数据删除。系统可对数据进行及时更新,保证数据的时效性、实用性。

4.2.4图形编辑管理

系统对各种地质图实现分类分层管理。用户可对地质图进行矢量化编辑。

4.2.5自动生成

通过对数据库进行操作,系统可自动生成数据表、矢量化图、新的数据库、三维地质模型等。

4.2.6纠错

系统对录入的数据和导入的数据可进行自动质量检查与对错检查,可进行数据间逻辑检查,在一定的条件下删除错误的数据,自动纠正错误数据。也可显示错误数据信息,提示信息化管理人员纠正错误数据。

4.2.7输出功能

对资料、数据、图表等可进行打印、复制。

4.2.8兼容功能

系统可兼容其他的地质资料信息化系统与数据库。还具有二次开发功能,用户可以根据需要,增加功能设置。

4.2.9显示

显示系统、功能、数据库、模型、地质资料信息服务产品等。模型是在一个统一的平台上,利用软件对标准数据库进行操作而成,实际上是对标准数据库的三维动态集成。模型主要由地质钻孔生成。通过对标准数据库的集成,形成一张三维可视化的综合地质图,集成所有的地质资料信息与成果,这是地质资料信息服务集群化的最重要成果。

4.3　数据库

4.3.1原始数据库

是收集到的各种地质资料与数据。不加任何修改,保持其原有性质。

4.3.2标准数据库

是指系统进行常规分析评价、三维建模所使用的基础数据的集合,包括地理信息数据、区域地质数据、水文地质数据、工程地质数据、矿产资源数据、地质灾害数据、地球物理数据、地球化学数据、矿产勘查数据、矿产开发数据等,按数据类型分有矢量图形、属性数据表、栅格数据、影像数据、文本数据。

4.3.3成果数据库

是指系统生成的各类成果资料的数据集合,包括有关专业的成果图件、三维模型分析结果,按数据类型分有矢量图形、三维空间数据、数据表、图片数据、视频数据等。该层次的数据允许进行编辑修改。

5　系统管理

数据管理与维护主要涉及数据导(录)入与显示、数据编辑、数据管理、质量控制、数据转换、元数据管

理和数据输出。

5.1　系统进入

双击“黄石市城区地质资料管理服务系统”图标,输入用户名和密码,进入系统(图2)。

图2　系统输入界面Fig.2　Input interface of System

5.2　数据录入建库

进入系统界面后,系统视窗左上方有地质资料管理、矿政管理服务、工程地质、环境地质、系统设置等栏目,第个栏目中有一些菜单和操作工具(图3)。可打开录入界面,按照录入格式录入数据。

系统视窗左边有图形数据树,下设一些下拉菜单。打开栏目和数据树,可查询地质资料、数据和图表,按条件可以进行搜索、统计列表和打印输出。

图3　系统视窗界面Fig.3　Windows interface of system

环境地质和工程地质是城市建设的两大部分。可根据菜单栏中地灾查询工具对地质灾害点进行查询,可以查询到点位坐标和各灾害点的基本信息。操作菜单栏中三维建模工具,可建立地质钻孔三维模型,实现模型的一系列功能。

系统支持对数据库中所有数据表的录入,实现了数据库中数据的实时更新功能(图4)。

图4　数据录入界面Fig.4　Interface of data entry

6　系统应用服务

系统服务主要有地质资料借阅与复制服务、矿政管理服务、城市建设服务、地质资料信息的共享等。下面以电子一体化服务为例说明系统的服务功能。

6.1　电子一体化服务

目录菜单查询:在资料检索初始界面,所有的地质资料目录信息会显示在检索结果中,用户可以在这个界面查看所有地质资料的基本信息,如资料编号、地质资料名称、作者和关键词。根据需要打出地质资料借阅清单(图5)。

图5　目录查询Fig.5　Directory retrieval system

查询地质资料摘要:若用户想对地质资料信息进行更详细的了解,在目录清单中选择一条记录,可以通过双击鼠标的方式查询资料的详细信息,如查看资料编号为DZ093的地质资料信息,从地质资料编号到内容简介和关键词,内容清楚(图6)。

图6　目录详细信息查询Fig.6　Detailed information of directory retrieval system

电子浏览:在目录详细信息查询的基础上,在电子浏览字段对应的信息中记录了地质资料的存放路径,用户可以通过鼠标双击的方式打开相应的地质资料进行浏览(图7)。

图7　地质资料内容Fig.7　Geological data content

6.2　地下三维空间开发

选择工程地质钻孔和矿区地质钻孔录入、导入标准数据库,建立铁山矿区地质三维建型。选定一条路线,查看沿线地质体、地层、岩性等(图8)。

此外系统还设计出了地级市地质资料借阅与复制管理流程、矿政服务等功能。

7　结语

黄石市地质资料管理服务系统主要分为资料服务、

图8　 铁山矿区地质三维模型空间漫游Fig.8　Space roaming of three-dimensional geological model in iron mountain mine

矿政服务、城市建设服务和系统维护四部分。建立了基础地理信息数据库、地质资料及目录数据库、专业数据库和地质图图形库。实现了地质资料及目录检索与电子浏览功能。实现了数据库与图形库之间的关联。

开发了地质资料借阅服务、矿政管理服务、地质勘查科研服务、城市建设服务等方面的试点产品。黄石市城区地质资料管理服务系统的建立,有力地推动了湖北省地质资料信息服务集群化产业化工作,也为全国地级市和矿业城市地质资料管理服务平台系统建设提供了经验和指导,意义深远。

参考文献：

[1]刘忠明,王建新.矿业城市地质资料信息服务集群化和产业化工作方法探讨[J].资源环境与工程,2011,23(增刊):91-94.

[2]刘忠明,韩培光,李红,等.黄石市城区地质资料信息服务集群化试点工作的初步探索[J].华南地质与矿产,2012,28(1):84-90.

[3]曾俊,刘忠明,韩培光.地质资料信息服务集群化中地质资料汇交管理和共享机制的初步探索:以黄石市为例[C]//全国第八届地质资料学术研讨会论文集.北京：地质出版社,2012.

[4]刘忠明,徐波,姚燕,等.地市级地质资料数据中心建设框架初步研究:以黄石市为例[C]//全国第八届地质资料学术研讨会论文集.北京：地质出版社,2012.