解析水文地质调查信息共享服务

王 飞, 邹 薇, 李 鹏, 张天铃, 陈 钰

(1.湖北省地质环境总站,湖北 武汉 430034; 2.华北水利水电大学,河南 郑州 450046)

地下水作为水资源的重要组成部分,为人类提供水源的同时还保障着环境的平衡。中国于20世纪50年代开始水文地质工作,水文地质普查工作为中国水源地的建设、水利规划提供了大量的资料。随着社会的不断进步,地下水的开发利用程度逐渐提高,与地下水相关的环境问题日益突出。因此,空间数据库技术在水文地质领域也开始广泛使用,尤其是地理信息系统(GIS)的应用,GIS系统是一种计算机系统,主要功能是对地理位置进行采集、存储、管理和分析显示。GIS系统已经贯穿于整个水文地质调查工作中,成为水文地质成果提交的必要内容。

1 建库工作方法及流程

本文按照1∶5万区域地质水文调查数据库标准化方案,进行标准化建库。中国地质科学院研发了“1∶5 万数字水文地质调查桌面系统”应用软件,首先将收集到的原始资料录入该软件。在录入的时候,可以将Access、Excel等格式的数据直接录入系统,不仅操作简单,而且还提高工作效率。

1.1 资料收集与整理

在野外进行数据采集或者在室内对数据进行整理时,要按照相近标准进行工作。水文地质数据汇总主要是把项目工作区内的数据进行分类,以便综合利用资料。以下为水文地质数据汇总的三个分类标准:第一种分类方法主要为了便于日后的地质资料管理和利用,在对资料进行分类时,可以根据地质资料的内容和形式分为附图类、报告类、附件类、附表类和其他类,使以后查找更加方便。第二种分类方法是按照地质工作性质不同对整个工作区内的资料进行划分。第三种分类方法是根据工作内容的不同对本工作区内相同类型地质资料进行划分,在进行数据收集时,水文数据资料要包括不同工作范围和选定的项目工作范围内的各个专业领域,如遥感、钻探、水文地质、地球物理勘探等[1]。

1.2 建立水文地质调查信息数据库

(1) 建立基础地理地质数据库。基础地质数据主要有地层、岩性、侵入岩及岩相、断层、脉岩等。基础地理数据主要有地物控制点、行政区、等高线、地貌分区、交通、城镇区域、湖泊和水系等,基础地理数据库的空间范围要覆盖到各个项目的工作区域,只有这样才能使工作区内地物地貌的完整性得到保障。由于空间图层之间要进行准确地叠加,而为了保证其叠加的准确性,使地理数据和地质图层的空间数据基础相同,因此需要对空间数据坐标系进行转换,最后对数据进行分析。

(2) 建立图文地质资料数据库。图文地质资料数据库主要是指在图文扫描数字化的基础上,根据相关要求对电子文件进行处理,并建立包括存储、管理和利用的图文数据库,使地质资料综合利用的水平得到提高。图文地质资料数据库主要有报告文件、栅格文件、附件和分类信息表等。

1.3 图形空间数据库建设方法

图件编制以1∶5万水文地质调查编图为依据,然后使用MAPGIS软件系统图库完成后面的工作。流程如下(图1):

(1) 扫描及矢量化。因为原始数据属于模拟数据,所以,首先要将模拟数据转化为矢量数据。一般可以运用扫描的方式进行数据输入,然后在MAPGIS软件中把数据准确投影到相应位置,使所有数据参数保持一致[2]。

(2) 划分图层。根据相应的要求对图层进行划分,按照要求对每个图层进行编码,使图层标准化。划分图层后,要对可能出现的错误进行检查,由于MAPGIS软件有拓扑检查的功能,可以直接使用该软件完成对图层的检查工作,其主要包括对分层和编码的正确率进行检查。

(3) 编辑图层的内部属性。在MAPGIS软件中,录入图层的属性值。之后,也要根据图层、文字报告、属性结构对属性数据进行检查。

图1 空间数据库建设流程图Fig.1 Flow chart of spatial database construction

2 服务方案

2.1 服务系统体系

服务系统体系主要作用是对不同系统、不同类型地质资料进行统一的存储和管理。水文地质调查数据是水文地质调查数据服务的核心。同时,服务系统体系还可以对数据进行管理,对数据进行综合分析和分类查询,以及对数据进行统计分析和信息服务。

只有强大的技术支撑才能建设高水平的水文地质调查数据体系。良好的软硬件环境是技术支撑的基础,要保持软硬件先进可靠的环境,需保证以下几点:第一,软硬件环境。数据资源管理平台管理着大多数数据,对软硬件环境的要求也有了进一步的提高,因此,其软硬件应用开发平台使用的专业工具得到了业界的广泛认可。第二,标准化体系。参照中国相应的标准及规范,标准化体系主要有地质资料管理、产品开发与服务、数据库建设、地质工作等各方面的标准与规范。第三,网络环境。网络是水文地质调查数据服务工作的重要支撑。根据网络环境的不同,建立的信息服务也多种多样。第四,数据应用服务。数据综合管理和服务平台的建立会使产品加工简单化、产品信息发布和订购网络化,使数据管理人员、网络管理人员和系统管理人员使用更加便捷。第五,数据存储。数据存储的方式多种多样,如有磁盘阵列、光盘机和光盘塔等存储手段,运用多种形式、多种手段和介质进行科技含量较高的存储,可以保证数据不易丢失[3]。

2.2 服务思路

以集群化为基础,使不同项目之间提供的水文地质资料信息之间可以建立联系,根据这些信息发掘更多新信息,更好地为政府管理部门、社会公众、地勘行业单位等服务。在为政府管理部门服务时,要将不同的数据进行整合,将目录数据库中的数据调查的工作范围和地理数据进行叠加,从而建立信息之间的相互联系,使数据库可以空间方式进行检索,更好地管理和利用调查数据。为地勘行业提供服务时,将目录数据库信息和水文地质工作程度数据库进行整合,其中,水文地质工作程度数据库主要有属性数据和图形数据两个部分,将目录数据库和属性数据表关键字段挂接,从而使空间范围方式和工作程度的内容检索地质资料得以实现,使水文地质数据服务的渠道得到拓展[4]。

为社会公众提供服务时,要将地理数据、地质数据和水文地质调查空间分布图进行空间叠加,这样可以使水文地质信息的分布得到直观地反应,同时,还可以对水文地质数据进行综合研究分析,使社会公众更好地使用水文地质调查成果。通过专业部门或权威机构网站发布,公众可以直接了解地下水动态变化和地下水资源开发利用状况,以扩大地质调查单位在公众中的影响力,以及水文地质调查工作在经济社会发展过程中的重要性。

3 结束语

综上所述,水文地质数据信息服务是一项新的工作,研究人员需要进一步探索其服务机制和服务模式,传统的水文地质调查工作主要以纸为媒介,而近年来在若干水文地质调查工作中,逐步推广使用水文地质调查数据采集系统,更好地保证了数据的完整性,从而使水文地质调查工作得以更好地展开,满足社会对水文地质工作的不同需求,让水文地质信息可以在较大范围内共享。

[1] 李保珠.会泽铅锌矿区水文地质条件及麒麟厂深部矿坑涌水量预测[D].昆明:昆明理工大学,2001.

[2] 张建荣,陈春明,吴珉,等.水文地质调查在污染场地调查中的作用[J].环境监测管理与技术,2016,28(2):29-32.

[3] 安国英.遥感技术在新生代水文地质调查中的应用:以喀喇昆仑山温泉幅1∶25万区域水文地质调查为例[J].现代地质,2013,27(6):1445-1453.

[4] 独仲德,赵英杰,马炳辉,等.野外试验场浅层水文地质调查[J].辐射防护,2000,20(z1):123-128.