DGSS在矿产地质调查数据库建设中的应用

吴衡+汪雅菲+王翔+邓佳良

摘要： DGSS在矿产地质调查中采用人机交互的方式进行操作，可以实现从野外数据采集到成果数据建立全程数字化过程。根据矿调工作特点，项目利用该系统建立原始数据库和成果数据库，其中原始数据库包括野外手图、实际材料图、剖面、探槽和样品数据库等；成果数据库包括地质图空间数据库、地球化学数据库、遥感数据库、综合成果数据库及大比例尺综合图件数据库等，并重点对矿调数据建库步骤进行了说明，提出了建库注意事项。利用DGSS建立的数据精度高、格式规范、内容丰富，有利于全国数字地质资料的统一管理、检索、利用。

关键词： DGSS；矿产地质调查；数据库建设；数字填图；安徽省宿松地区

引言

数字地质调查系统DGSS（DigitalGeologicalSurveySystem）是中国地调局地质发展研究中心开发的具有自主知识产权的软件，是开发人员在2010年把原数字填图和数字剖面等6大系统集成为一体化的综合地质调查软件[1]，该系统还结合了3S技术，被广泛应用于基础地质调查、矿产地质调查、资源储量估算与矿体三维建模等领域。

矿产地质调查是国家基础性、公益性的地质工作，主要内容有矿产地质填图、地球化学勘查、地球物理勘查、重砂测量、遥感地质调查、矿产检查、综合研究等，内容复杂，且不同类型数据较多。

使用DGSS进行矿产地质调查，可以实现野外数据采集和成果数据表达等全过程的数字化[2]，其形成的数据规范标准、质量高、内容丰富，有效避免了传统方法形成的纸质资料精度低、内容分散、不便保存和利用等缺点。其成果为地质矿产信息的灵活检索、信息共享、扩大服务领域奠定了基础，并大大提高了为社会提供服务的能力[3]，是实现地质调查信息化和地质大数据建设的必然趋势。本文是笔者利用DGSS软件在安徽省宿松地区进行矿产地质调查摸索总结的一些经验，希望对后续建库人员有所帮助，不足之处敬请批评指正。

1.项目概况

安徽省宿松地区矿产地质调查项目属武当—桐柏—大别成矿带地质矿产调查计划项目。由中国地质调查局武汉地质调查中心于2014年4月进行公开招标，安徽省地质调查院与安徽省地质矿产勘查局311地质队联合竞标并成功中标，之后在两年内完成了全部工作。根据任务书要求，项目全程采用DGSS进行数据采集，并完成了数据库建设工作。

野外数据采用基于DGSS的掌上机采集软件RgMap2700完成，主要用于矿产地质路线调查、剖面测制、槽探编录、地球化学数据采集、遥感野外验证、矿点检查、异常查证、大比例尺填图等工作。室内数据整理及建库采用桌面DGSS数字地质调查系统完成。成果数据在原始数据的基础上建立，主要有地质图空间数据库、地球化学库、遥感库、综合成果数据库等。依据《数字地质图空间数据库建库标准》（DD2006-06）[4]和《战略性矿产远景调查数据库建库（数据字典）标准》[5]等相关标准建库。数据库建库流程如图1所示。

由于在矿调项目数据库建设之前，中国地调局下达的区调项目已经率先进行了多次数据库建设，相关的经验总结也较多。而矿调中数字填图和剖面等工作的建库方法与区调的基本一致，因此本文仅作简要说明，重点研究DGSS在矿调数据库建设中的应用。

2.数据库建设内容和方法

2.1原始资料数据库

本次1∶5万宿松地区矿产地质调查各图幅的原始资料主要为数字填图、剖面、探槽、样品等数据。

数字填图数据包括1∶2.5万背景图层、野外手图库、采集日备份、图幅PRB库、实际材料图库等。背景图层为地理信息，为数字化地理地图，等高线要有高程属性值等。野外手图以不同路线号（如L1001等）为工程文件进行组织管理，建议整个项目分图幅和分组统一管理路线号和地质点号，避免出现重复地质点号造成数据丢失。采集日备份数据库存放掌上机在野外采集的第一手路线数据。图幅PRB库为整理好的野外手图库入库汇总而成。实际材料图库继承图幅PRB库野外路线实体观测数据点、线采集层及标注图层，同时自动生成GEOLABEL.WT、GEOLINE.WL、GEOPOLY. WP3个文件，分别存储地质代号标注、地质界线、地质体。实际材料图经过属性提取、整饰、加图例、拓扑检查无误后投影到1∶5万编稿原图中，进一步整理完善，形成地质图。

DGSS集成了数字剖面和探矿工程模块，可以方便的在数字填图与数字剖面、探矿工程之间切换。本次剖面工作主要为地质构造剖面和地质-地化综合剖面，探矿工程为槽探或样坎等。剖面数据检查无误后执行“地质填图数据操作＼音影照片剖面数据导入＼剖面数据投影”，选择相关剖面进行投影入库，在“实测剖面浏览”中可实时查看剖面图或柱状图。在实际材料图界面下，执行“探矿工程数据＼单项或批量工程投影到实际材料图”，可形成探槽平面展布图，在实际材料图中也可随时调出查看素描图。

样品数据库包括野外路线和剖面采集的样品、化石。它们的空间位置要在野外采集，分析结果数据是在拿到分析结果之后逐项录入。建议大家在接收纸质盖章的测试结果同时，也要获得一份Excel电子版结果。因为样品分析结果数据均存储在Access文件中，这样可以实现Excel文件和Access文件的转换，避免一个一个录入造成的巨大工作量。

2.2成果数據库

由于地质矿产图空间数据库是在地质图空间数据库的基础上增加矿产相关内容形成的，而DGSS没有专门的“地质矿产图空间数据库”模块，因此地质矿产图空间数据库的建立需要在地质图空间数据库完成以后，将物、化、遥、矿产等数据库融合到其中。本次建立的成果数据库主要有地质图空间数据库、地球化学数据库、遥感数据库、综合成果数据库及大比例尺综合图件等，不同项目根据任务需要还可建立地球物理数据库、重砂数据库等。endprint

2.2.1地质图空间数据库

矿调中地质图空间数据库建库步骤跟区调的一致，均要继承编稿原图的数据。地质图空间数据库包括基本要素类、综合要素类、对象类和独立要素类数据集。其中要素数据集是共享空间参考系统的要素类的集合，在地质图数据模型中，由地质点、面、线实体类构成。对象类是一个表，存储非空间数据，在地质图数据模型中，一般一个要素类对应多个对象类[5]。建库标准中规定了基本要素类数据集15个、综合要素类数据集8个、对象类数据集12个，独立要素类数据集5个。建立了1∶5万张家榜幅、枫香驿幅、停前街幅、破凉亭幅地质图空间数据库。

2.2.2地球化学数据库

地球化学数据库，主要包括水系沉积物测量原始采样点位图及分析测试数据、区域地球化学元素等值线图、区域地球化学元素异常图、区域地球化学元素综合异常图等。本次在1∶5万编稿原图库平台下建立了张家榜幅、枫香驿幅、停前街幅、破凉亭幅地球化学数据库，包含了Cu、Pb、Zn、Au、Ag等24个元素全部分析数据，并建立了各元素等值线图和单元素异常图，全区共圈定了38处综合异常。在建库之前，化探项目组已经完成了化探采样并使用了金维图文信息科技有限公司研发的“地学信息处理研究应用系统（GeoIPAS）”进行数据处理，原始点位图已经建立，各种图件已经成图，只是属性结构不符合建库要求，故只需简单处理即可满足建库要求。

（1）原始采样点位数据：本次化探原始采样点属性结构与《战略性矿产远景调查数据库建库（数据字典）标准》中“水系沉积物分析测试数据表”中属性结构不一致，需要手动建立DATE_GEOCHEMICAL_STREAM.WT文件，合并原始数据，修改属性结构中字段名称、字段类型、字段长度、小数位数等。字段类型是指数据存储的类型，一般包括字符型（C）、单精度数值（S）、双精度数值（D）、长整形（L）、整形（I）等[5]，该类型要与建库标准一致。

（2）地球化学等值线图：DGSS在增加地球化学等值线图时，默认只生成“元素_GEOCHEMIISOLINE_STREAM. WL”线文件。本次生成的等值线文件有部分属性与标准中不一致，因此，要进行数据标准化处理。在“物化遥数据操作＼物化探数据结构标准化”菜单下，选择“地球化学元素等值线图/异常图结构”，在打开的对话框中选择需要结构标准化的文件（点、线、面文件均可），将所有需要结构标准化的文件处理完，之后完善相关内容即可。注意：其他软件生成的数据，必须转换成DGSS能识别的文件，子图符合DGSS要求，如有的软件使用不同的slib库导致子图显示不一致。本次加入的等值线图中极大值、极小值的正、负号子图显示错误，需进行统一修改。

（3）区域地球化学元素异常图：其处理方法基本与地球化学等值线图的相同，本次采用衬度法异常下限作图，部分属性与标准不一致，属性结构标准化后，补充了图幅名、异常类型、异常特征等内容。程序默认生成线文件，也可增加异常值标注点文件或者各元素颜色区文件，最后生成的“元素_GEOCHEMIANOMALY_STREAM.*（*为WL/WT/WP文件）”放在“＼数字填图＼地球化学”文件夹中。

（4）区域地球化学综合异常图：本次提供的异常线文件无属性内容，需要在数字填图系统生成指定几个元素的线文件，格式为“元素1+元素2+……元素n_ANOMALY_STREAM. WL”，然后手动合并线文件并填写相关属性。由于全区为矿调联测，异常进行了从上往下、从左到右统一编号，异常图经过分幅裁剪后分配到“＼数字填图＼地球化学”文件夹中。

对有的项目没有点位图的要进行MAPGIS“投影变换”生成点文件，没有等值线图等的，DGSS也提供了成图功能，可点击“综合数据处理＼等值线图”，在出现的对话框中一步一步地操作即可完成。

2.2.3遥感数据库

遥感数据库以遥感影像数据及地质解译成果为主。本次该数据库包括MAPGIS图像格式（MSI）遥感影像图、遥感羟基异常和铁染异常、推断线性构造、环形构造四部分。先进行了统一的解译工作，然后分幅裁剪存储到各图幅中，遥感影像生成MSI文件放在图幅PRB库中，解译成果主要包括：遥感异常-RsAnomaly.WP，推断线性构造-RsLinear.WL，推测环形构造-RsRing.WL等，存储在“＼DGSData＼图幅号＼数字填图＼遥感”文件夹中。具体操作方法如下：

（1）遥感影像图制作

根据购买来的遥感影像图，确定影像图的成像方式、工作波段等特征，然后在MAPGIS软件“图像分析”模块下，进行影像图与地形图配准，为下一步遥感解译工作做准备。

（2）遥感羟基异常和铁染异常图层

因遥感组利用PCI9.0为信息提取平台，应用了“去干扰异常主分量门限化技术”进行PCA，已经形成相关数据，只是数据不符合建库要求，所以要进行配准后手动建库。具体步骤为：在“物化遥数据操作＼成果数据新增＼遥感推断地质构造”菜单下，选择“遥感异常图层”，用鼠标左键在图上相应位置点击形成异常范围轮廓，系统自动形成RsAnoma- ly.WP区文件，也可根据已有文件合并到区文件中，填写相应的属性即可。

（3）推断线性构造和环形构造

推断线性构造和环形构造的解译标志主要为线性影纹等和环形影纹等，根据DGSS提供的“物化遥数据操作＼成果数据新增＼遥感推断地质构造”菜单，选择“推断线性构造或环形构造图层”，形成相关线文件，完善属性内容即可。

2.2.4综合成果数据库

綜合成果数据库主要是与矿产有关的数据库。本次对全区无矿权的化探异常及部分单元素异常高值点进行了异常查证工作，共检查了10处。对区内已知主要金属、非金属矿点筛选10处进行矿点检查工作。根据测区成矿地质特点，建立了全区成矿规律与成矿预测数据，提交预测远景区4个、找矿靶区3个、地质工作部署建议图层3个。还完成大比例尺（1∶10000）相关地质工作，建立了安徽省宿松县柳坪地区和安徽省太湖县酸枣岭地区实际材料图和地质图数据等。endprint

综合成果建库，要求建库人员对项目成果熟悉，因此其他人员或只负责信息操作人员不能胜任该项工作，建议由项目核心成员来完成。

（1）异常查证结果表和矿点检查结果表操作

操作步骤较简单，对计算机技术要求不高。在“物化遥数据操作＼成果数据新增”菜单下，选择“异常查证结果表或矿点检查结果表”，在图上相应位置点击鼠标左键，自动增加一个AnomalyCheck.WT或OreCheckResult.WT，填入属性内容和X、Y坐标，点击重投影，点子圖自动移动到准确空间位置上。

（2）成矿规律与成矿预测数据操作

在“物化遥数据操作＼成果数据新增＼成矿规律与成矿预测”下分别选择“矿产远景区预测图层”“找矿靶区图层”“工作部署建议图层”，生成三个相应的区文件：PredictedProspectiveArea.WP、TargetArea.WP、WorkPlan.WP。点击鼠标左键圈定相应区域，分别建立各区图层，完善属性内容。另外还有其他7个图层可供选择建立。属性完善之后，执行“物化遥数据操作＼自动给图层附实体代码”，选择相应的图层，系统自动给各图层附要素编号。

2.2.5大比例尺综合图件

矿调工作难免会有大比例尺填图等工作，如果已建立了1∶1万地质数据，在1∶5万实际材料图中加入1∶1万工作范围线框，就可以随时调出查看。具体操作步骤如下：

打开实际材料图界面，选择“地质填图数据操作＼大比例尺综合图显示”，系统自动生成一个线文件：LARGESCALE_AREA.WL；在线编辑菜单下输入一个工作范围图形，再次执行显示大比例尺综合图，选择图形，在调出的对话框中输入相应的属性，要求在研究区代号属性栏中填入与要调用图件工程文件名完全一致的名称；单击对话框底部“选择数据的路径”，将要调用的图件路径选择好后，系统自动将调用的文件复制到“＼数字填图＼大比例尺综合图”文件夹中，点击“大比例尺图”，就可查看相关图件。

以上步骤可重复进行，也就是可生成多个图框，相当于每一个图框代表了一种图的“超链接”。

2.2.6其他数据库

根据工作任务不同，会有不同的数据库，DGSS还提供了其它数据库建库功能，如地球物理数据、重砂数据等。地球物理数据库建库内容主要有高磁原始采样位置图、高磁等值线图、平面剖面图等三类；自然重砂数据库主要有自然重砂矿物异常数据库等，其操作主要在实际材料图或编稿原图界面下进行，具体建库步骤与地球化学建库相似。由于本项目没有以上工作任务，故没做相关数据库，只是收集了相关资料，进行空间位置配准后加入地质图中。其具体操作可参照DGSS操作指南。

3.建库工作体会及注意事项

本次利用DGSS进行矿产地质调查数据库建设，笔者全程参与了野外数据采集，并独立完成成果数据库建设。现将建库工作中一些体会和注意事项总结如下：

（1）DGSS整合了绝大多数地质矿产调查建库功能，功能强大，优点多。它提供了一种全新的数据采集模式，可以实现全程数字化，为地质图空间数据库的无缝集成、融合和应用提供了可操作平台，地质人员可借助系统提供的一套完整的技术方法和工具，方便地对不同阶段的资料进行继承和综合分析，从而缩短了建库时间[6]。但是该系统也有待完善之处，存在一些不足或系统BUG，虽不影响整个建库大局，但是得引起注意。如野外数据采集系统缺少现场连图、现场标注等快捷方式；在桌面系统中，数据修改只能单向操作，回填功能有待加强；浏览基本要素类线属性出现界线左右地质体代号相同的错误显示。

（2）数据库建库内容多，信息量大，如果不认真检查，经常会出现一些问题，如数据逻辑关系不正确、数据属性不完整、坐标点重叠、投影参数错误、拓扑不一致，成果数据库中各类数据统计数量与成果报告数有出入等错误。由于成果数据与原始数据是继承关系，因此原始数据的正确性显得尤为重要。笔者在工作中最大的体会是如果原始数据整理及时并且完整无误，后面的工作就轻松很多，如果前者有问题，入库后再返回修改，不但造成工作积压，而且影响后续工作的进程。因此建库时一定要结合系统自带检查工具认真检查，消除错误后方可进行下一步工作。

（3）建库要求统一数据格式、地图参数和系统库。本次成果数据库全部在WindowsXP操作系统下使用DGSS软件建库，数据库数据除MDB和MSI格式外均为MAPGIS格式，格式版本为MAPGIS6.7。数据投影参数：坐标系类型：投影平面直角；椭球参数：“西安80”；投影类型：高斯-克吕格；数据单位：毫米。数据比例尺：原始数据为1∶25000，地质图及其它成果数据比例尺为1∶50000。数据库提交目录结构按DGSS自动生成的数据组织结构，各数据库目录应该进行压缩存盘，并清除无用的临时文件、空文件。

4.结语

DGSS采用人机交互的方式进行数据采集和整理，可以全程无纸化操作，且功能齐全，可应用于矿产地质调查各个方面，真正实现“数字矿调”。它改变了传统地质信息采集和存储方式，提高了数据精度和利用效率。它可以通过标准化、程序化的方式把繁杂的地、物、化、遥、矿产等内容进行整合，形成统一规范多样的原始数据和成果数据，便于全国地质资源统一管理、检索，也有利于全国性的成矿远景区规划和矿产资源潜力评价。

随着地质云、智能地质调查的提出，以及北斗卫星的使用，相信未来DGSS会更加完善，地质数据地采集更加智能和便捷，数据内容也将更加直观和丰富，数据地使用更加频繁和高效，地质信息化服务水平越来越高。

参考文献：

[1]李超岭.数字地质调查系统操作指南[M].地质出版社， 2011.

[2]于庆文，李超岭，张克信，等.数字地质填图研究现状与发展趋势[J].地球科学-中国地质大学学报， 2003， 28（4）：370-376.

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[4]中国地质调查局发展研究中心.战略性矿产远景调查数据库建库（数据字典）标准[S].2008，1～342.

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