基于GIS在矿产规划数据库建设中的应用——以甘孜州为例

姜 岩，刘玉红，黄 腾



基于GIS在矿产规划数据库建设中的应用——以甘孜州为例

姜 岩，刘玉红，黄 腾

（四川冶金地质勘查局六〇五地质队，成都 610000）

自七、八十年代以来，我国地质矿产行业飞速发展，积累了许多宝贵的地质矿产资料成果。但是，我国传统的地质矿产资料主要通过纸质地图和文档对数据资料进行存储和管理。在信息技术和空间数据库高速发展的今天，传统的数据管理和存储方式已远远不能满足工作发展的需要。因此，目前地质矿产信息化的重要任务是怎样对矿产资源信息进行科学、高效的利用和管理。利用GIS技术，结合甘孜州第三轮矿产资源规划数据库的建立，以规划编制工作为出发点，对矿产资源规划空间数据库的建设进行了探讨和实践。

数据库；地理信息系统；矿产规划；应用

1 数据库设计依据和原则

1.1 设计依据

本文中的数据库建设主要依据下列相关规范和标准:

GB/T2260 中华人民共和国行政区划代码

GB/T17766-1999 固体矿产资源/储量分类

GB/2010 土地利用现状分类

GB/T9649 地质矿产术语分类代码

GB/T17695-1999 地图用公共信息图形符号通用符号

GB958-1999 区域地质图图例

GB6390-86 地质图用色标准比例尺 1∶500000~1∶1000000

DZ/T0159-95 1∶500000 1∶1000000省（市、区）地质图地理底图编绘规范

DZ/T0191-1997 1∶25万地质图地理底图编绘规范

DZ/T0160-1995 1∶20万地质图地理底图编绘规范及图式

DZ/T0157-95 1∶5万地质图地理底图编绘规范

TD/T1016-2003 国土资源信息核心元数据标准

DD2006-07 地质数据质量检查与评价

《矿产资源规划编制实施办法》国土资源部令（第55号）

《国土资源部关于开展第三轮矿产资源规划编制工作的通知》（国土资发2014）

《省级矿产资源总体规划编制技术规程》（2015）

《市县级矿产资源总体规划编制指导意见》（2015）

《矿产资源规划数据库标准》（征求意见稿）

《矿产资源储量规模划分标准》

《关于调整部分矿种矿山生产建设规模标准的通知》国土资发﹝2004﹞208号

《关于开展省级矿山环境保护与治理规划编制工作的通知》国土资发﹝2005﹞119号

《探矿权登记数据交换文件技术说明》（2015年）

《采矿权登记数据交换文件技术说明》（2015年）

1.2 设计原则

该矿产资源规划空间数据库由空间数据、属性数据、文档数据及元数据构成，最终以基础数据和不同专题数据的形式呈现。数据库中数据类型和结构复杂多样，想要让用户高效、便捷的应用数据库并对数据进行查询，该数据库的设计需要满足以下原则：

1）科学性原则，必须以规划编制工作形成的成果内容为建库依据，以确保数据库内容的有效性和准确性。同时，由于数据类型和结构繁杂，所以，建库时一定要对数据进行合理的分层和分类。从而，达到科学建库的目的。

2）规范性原则，为了满足数据共享和跨平台调用，数据库建设工作必须按照建库依据和规范文件，遵从流程有序、方法得当的方式进行建库。

3）共享性原则，将数据面向整个系统，从而使其为广大用户所用。数据共享也能避免数据间的不一致性以及减小数据冗余，从而节省了存储空间。

4）安全性原则，是指数据库系统为防止数据泄露和破坏，从而对数据进行保护的能力。

5）实用性原则，数据库应具备动态、实时的更新能力，以确保用户能够进行新的图形或属性的录入及对现有数据的更新[1]。数据库的设计还应满足弹性大、易扩充、较强的适应性，从而使数据库拥有较强的实用性。

2 数据库需求分析

需求分析是通过详细调查要处理的对象，充分了解其工作概况及工作流程，明确用户需求,产生数据流图和数据字典，然后在此基础上确定新系统的功能，该系统必须考虑未来的可扩充和改变。

需求分析的重点是调查、收集和分析用户数据管理中的信息要求、处理需求、安全性和完整性等要求，并在此基础上通过整理分析相关工作中的数据使用情况、明确数据库建立的目的[2]。

矿产资源规划数据库数据需求表

序号主要内容所包括的成果数据资料 1基础数据行政区划界限 基础地理数据（水系、居民地、交通、文化保护区等） 基础地质数据 2矿产资源勘查、开发利用现状研究区内矿区编号、名称，矿产名称，规模及资源储量等 研究区内矿山开发利用状态，开采规模，储量等 研究区内依法勘查和开采的矿权人，勘查许可证号，项目名称，矿种名称，登记面积及拥有该矿权起止时间等 3矿产资源勘查规划区块明确研究区内的矿产资源分布区 划定矿产资源勘查、开发利用和保护区

此次矿产资源规划数据库建设工作的主要内容为：①收集资料阶段，首先要收集该目标区域的自然条件、交通状况、居民地等基础资料；再对矿产资源勘查现状、矿产资源开发利用与保护现状、矿产资源勘查规划区块等专题资料进行收集，并对收集到的数据进行实地调查，以确保资料数据的完整性和准确性；②规划编写阶段，根据国土资源部发布的矿产资源规划《标准》和《指南》，确定编制目标，划出矿产资源勘查、开发利用规划区块，制定出矿产资源规划管理办法，合理优化调整矿业结构，拟定规划具体实施措施。

通过国土资源部下发的《技术规程》和《指导意见》，结合该研究区的实际情况，总结出了此次矿产资源规划空间数据库建设所需资料（表）。

3 概念模型设计

概念模型[3]是面向用户、面向现实世界的数据模型，也就是把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，不是某一个数据库管理系统支持的数据模型，而是概念级的模型。主要用来描述一个单位的概念化结构。

根据需求分析并综合了研究区矿产资源现状和数据类型，本文采用了设计工具Visio对该数据库的数据模型进行设计。通过对该矿产资源规划数据库的分析，最终将数据抽象为五个要素集，分别为：基础地理数据、基础地质数据、矿产资源现状数据、矿产资源规划数据及注记。

1） 基础地理数据，在建设矿产资源规划数据库过程中，基础地理数据起到一定的辅助作用。通过同各专题要素的叠加分析，提高规划专题数据的可读性及可理解性[4]。基础地理数据包括水系、居民地、交通、境界与政区、保护区五个要素类。其中，面状要素为面状水系、政区和保护区；线状要素为线状水系、公路、境界及保护区界线；点状要素为居民地。

图1 矿产资源规划数据库逻辑结构总设计图

2）基础地质数据，基础地质数据主要由地质界线、主要构造构成。其中，线状要素为地质界线和主要构造（断层）。基础地质数据通过与基础数据相叠加分析，可以更清楚的呈现出矿产资源的形成和远景成矿信息。

3）矿产资源现状数据，主要由矿产资源勘查现状和矿产资源开发利用与保护现状构成。矿产资源现状数据包括探矿权范围、矿区（床）、矿山、采矿权范围。其中，面状要素为探矿权范围和采矿权范围，点状要素为矿区（床）和矿山。

4）矿产资源规划数据，由矿产资源勘查规划和矿产资源开发利用与保护规划构成。矿产资源规划数据为专题数据，并将其定义为规划区块。该规划区块属于矿产资源勘查和开采规划区范围，同时，也将矿业经济区纳为该规划区块范畴。根据一系列相关规程，通过对规划区的进一步划分，从而更加有效的了解矿业权的合理设置。数据库将该规划区块具体划分为矿产资源开采规划区块和勘查规划区块。在此基础上，又将这两个区块分别细化为矿产资源限制开采区、矿产资源禁止开采区和矿产资源限制勘查区、矿产资源重点勘查区。

5）矿产资源调查评价规划数据，矿产资源调查评价规划数据主要内容包括地理要素和规划要素。其中规划要素为重点成矿区带和矿产资源重点调查评价区。

6）矿产地质环境重点治理区数据，主要包括矿山地质环境重点治理区和绿色矿业发展示范区。

7）注记数据，注记数据属于数据库辅助数据。用来表达数据库中较难体现的图面信息，从而增强数据的可读性，包括22个注记类。

图2 基础地理数据逻辑模型

4 数据集逻辑构架

通过应用了Microsoft Office Visio软件对矿产资源规划数据库逻辑结构模型进行了设计，数据集的整体逻辑结构模型如图1所示。数据模型主要有：

1）基础地理数据模型，共有八个子类，分别为：水系（面状）、水系（线状）、公路、行政区、行政界线、保护区（面状）、保护区（线状）、居民地（点状）（图2）。

2）基础地质数据模型，有地质界线和主要构造2个（图3）。

图3 基础地质数据逻辑模型

3）矿产资源现状数据模型，主要有探矿权范围、矿区、采矿权范围、矿山（图4）。

4）矿产资源规划区块数据模型，包括：矿产资源勘查规划区块、矿产资源开采规划区块、矿产资源限制勘查区、矿产资源重点勘查区、矿产资源限制开采区、矿产资源禁止开采区和矿业经济区(图5)。

5 空间数据库的建立

5.1 要素图层的建立

该工作主要是依据国土资源部的建库标准，对收集的数据资料进行筛选和生成，建立对应的要素图层并对其进行规范化命名。本文中基础地理数据以国家测绘局发布的1∶5万、1∶25万及1∶50万空间数据作为基础数据，基础地质部分以中国地质调查局制作的1∶20万和1∶50万地质图数据库为基础，并对其进行了适当的简化。规划专题数据使用图像扫描并对其矢量化，经过点、线、面编辑、图面检查、图形校正及建立拓扑等步骤完成。如果规划资料中有拐点坐标则必须使用GIS软件中的点位生成功能，严格按照坐标将多边形投到图上

图4 矿产资源现状数据逻辑模型

5.2 属性数据的录入

依据图面内容和《标准》中相关表格的内容，对数据进行采集，主要通过两种方式进行录入：

1）使用Arcgis或Mapgis建立属性字段并输入属性值。

2）使用Acess建立空间数据属性表库，再对各字段属性进行挂接。

5.3 空间数据间格式转换

图5 矿产资源规划数据逻辑模型

本文中的数据库成果包括3种格式的数据：Mapgis格式、Arcgis的Geodatabase和shapefile格式。如果的建库工作是以Mapgis为平台，那么需将最终成果转换为Arcgis格式，并将Mapgis格式与其一并提交；如果空间数据的建库工作是以Arcgis为平台，那么最终只需提交Arcgis格式的数据。

Mapgis数据转换成Arcgis数据的步骤为：

其中，第一个Shapefile为过渡数据，Geodatabase和第二个Shapefile为成果数据。在数据转换前要对Mapgis数据进行质量检查，主要包括以下内容：①使用“文件转换”中的“500点自动打断”功能对单一线段进行检查，使线段上的节点不超过500个；②微小图元检查；③对线、面涂层进行拓扑检查，并对错误进行修改，直至无错。成果图层中不能包含“已删除图元”。

6 结语

为了实现矿产资源管理的高效性、科学性，此次工作以规划任务为目标，以国土资源部的相关标准和规范为参照，从建设数据库的需求分析入手，整理了数据库建设所需数据。之后，就数据库概念模型的设计进行了详细的阐述，又应用了Microsoft office visio 工具进行了数据库逻辑模型的设计，并通过图、表的形式进行表达。由于GIS可以更好的对数据进行空间分析、专题图制作及更好的实现数据共享，最后，应用了GIS软件来实现矿产资源规划数据库的建设工作。

[1] 郭豫宾, 何政伟, 许辉熙. 应用MAPGIS和ARCGIS构建矿产规划数据库[J]. 测绘与空间地理信息, 2009, 32(5), 127-128.

[2] 王学杰, 高德政, 等. 基于GIS的矿产资源规划管理信息系统的数据库设计[J]. 资源. 产业, 2005, 7(5) ,43-44.

[3] 兰小机, 胡川等. 基于petri网的面向对象型空间数据库概念设计模型[J]. 大地测量与地球动力学, 2007, 27(6), 58-59.

[4] 周张琪. 基于Geodatabase的基础地理空间数据库设计[J]. 测绘信息与工程, 2009, 34(4), 48-49.

The Application of GIS to the Construction of Mineral Resources Planning Database——by the example the

JIANG Yan LIU Yu-hong HUANG Teng

(No. 605 Geological Party, Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration, Chengdu 610000)

Traditional management pattern of geological data no longer adapts to the new situation with the development of science and technology. The present paper makes an approach to the application of GIS to the construction of mineral resources planning database by the example of construction of mineral resources planning database of the Garzê Tibetan Autonomous Prefecture.

database; GIS; mineral resources planning; application

2017-08-25

姜岩（1989-），女，吉林通化人，硕士研究生，助理工程师，地理信息系统专业

P628

A

1006-0995（2018）02-0337-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.034