ARCGIS数据库在矿产资源规划中的实际应用

孟志勇，付义琴，谭 馨

(云南省地质矿产勘查院，云南昆明 650051)

2015年云南省随同全国开展了第三次市、县级矿产资源规划。该规划主要服务于市、县级国土资源部门建立和完善矿业权的管理和设置，保障矿产资源安全供应，推进资源利用方式根本转变，加快矿业转型升级和绿色发展，深化矿产资源管理改革，促进国家矿业经济持续健康发展，此规划是各级国土资源部门审批、监督管理地质矿产勘查、矿产资源开发利用和资源保护活动的重要依据。

1 应用Arcgis数据库的背景

在前两轮开展的矿规中采用以Mapgis点线面格式为基础的数据存储模式作为数据库建设的平台。Mapgis平台数据库的优点是成图简单直观，出图美观，图面内容易修改。但是缺点也是显而易见的，其数据结构对于字段长度的存储有限，自带的属性内容检索和运算功能匮乏，对后期海量成果数据的维护和更新，依靠过多的数据、图形和报告文字。规划中需要精确拐点坐标存储的数据(诸如采、探矿权)，和有大量属性交叉运算(诸如开采、勘查规划)所需的区块，用Mapgis数据格式进行存储和使用显得极其困难。其次Mapgis文件属性表与Access数据库不能直接进行属性内容的浏览和修改，必须借助Mapgis平台中间性的.bdf文件相互转换来实现，不利于矿产资源大数据的后期更新和维护。因此全国新一轮矿产资源规划，就以Arcgis要素为存储模式的数据库建库平台孕育而生。

2 Arcgis建库的原理与流程

2.1 Arcgis数据库建库准备及原始数据处理

通过前期的资料收集工作，将龙陵县矿产资源规划所需的数据进行收集和整理分类。将县域内相关的矿产资源规划数据分为四大类：

(1)地理类：包括水系、居民地、基础设施、水系、公路、铁路、行政界线、自然与历史文化保护区；

(2)地质类：包括地层、岩体、地质界线、主要构造；

(3)矿产资源现状类：包括县域范围内的矿点、矿山、规划基期已有的探矿权、采矿权；

(4)矿产资源规划类：包括调查评价区、重点矿区、勘查规划区块(探矿权)、勘查规划分区、开采规划区块(采矿权)、开采规划分区、砂石粘土开采区、勘查开发基地、矿山治理区。

这四类数据在创建之初的数据格式均采用mapgis点线面格式，使用的是平面直角坐标系统，方便后期的出版成图。

2.2 Arcgis数据库的建库流程

可分别按以下步骤进行

(1)将以上四类数据通过mapgis软件自带的转换工具，转换为Arcgis平台的.shp格式文件，并对所有文件进行了投影变换，生成以度为单位的地理坐标系文件，并在转换后对相应数据的属性内容进行核对和补充。其中，针对规划中采矿权(新、老)、探矿权(新、老)、砂石粘土开采区这五个核心的图形数据，则运用了矿规专项下发的基于Arcgis平台开发的区划编录系统，对其进行了专门的数据整理录入，确认无误后直接生成对应的.shp文件(图1)。

图1 矿产资源规划区划数据编录软件导入采矿权数据示意图

(2)通过Arcgis的Arcatalog建立龙陵县矿产资源规划空间数据库Geodatabase，数据格式为.mdb，。在个人数据库中创建相应四大类的要素数据集并命名，定义四个要素数据集的投影参数均为西安80地理

坐标系，用于装载转换后成果数据。shp文件(图2)。

图2 ArcCatalong中建立规划数据库要素数据集分类图

图3 要素数据集中要素属性表导出示意图

(3)将对应的.shp文件规划数据逐一装入要素数据集中。此过程中值得注意的是，.shp文件作为单一文件存在的时候，其存储的属性项中虽然支持文本格式，但是不能存储超过256字节的.shp文件，而要素数据集的建立则弥补了这个问题。对于比单一.shp文件更高级的数据储存模型而言，要素数据集中管理的要素文件，可以存储最高2147483647个字节的属性内容，这样我们就能将含有海量属性内容的文件无损的放入Geodatabase数据库中，解决了Mapgsi数据库无法解决的储存问题，也能够更加精确的管理采、探矿权等数据文件。这样整个规划需要的图形数据就完全规范到了Arcgis平台的Geodatabase数据库中。

(4)规划中涉及的表格文件通过Access数据库统一存放，建立龙陵县规划附表数据库D1-530523-2015规划附表.mdb。通过两个途径进行表格数据的录入，一是利用Arcgis平台与Access数据库格式的无缝衔接，将要素数据集文件中对应的属性表导出到D1-530523-2015规划附表.mdb中(图3)，这样规划附表的内容及结构就和与之对应图层文件一致，这是Arcgis数据库相对Mapgis数据库无法比拟的数据优势。二是针对没有图件数据为基础的表格，则采用直接在规划附表.mdb中逐一挂接Excel表格的方式录入。这样就完成了龙陵县规划数据库的建设，并保证了库中数据的图表一致性。

3 Arcgis数据库的数据管理和后期维护

基于Arcgis平台的数据库对矿产资源规划数据的储存和后期维护具有一定的优势。

3.1 便于后期管理和维护

Arcgis软件平台的.shp图形文件自身具有强大的属性计算和图形拓展功能，并能将图形自身属性表运算的结果以图形的方式输出。相对于mapgis文件单一的图形属性表只能导出作为Excel表格使用所不同的是，Arcgis软件平台中.shp文件所携带的文件属性表可以在Arcmap中进行属性间的运算和统计。属性项数据之间的运算和统计以SQL查询语言为基础，不仅兼顾了图形文件的几个基础属性项(XY坐标、周长、面积)的计算，还可以统计图形区块中不同属性项的分组结果。

在实际运用规划数据的过程中，我们需要统计各规划区块的面积周长拐点坐标等基本的图形信息，可以在.shp文件要素属性表中建立对应的新字段，如Area(面积)属性项，运用属性表自带的计算几何功能就能计算出图形区块中不同ID号的区块的面积，并将计算的结果加入到属性项列中。我们如果需要从上百个矿点中找到开采模型为中型以上的矿点单独进行研究，这时只需要运用属性表中的字段计算器将矿点规模≥中型的属性数据进行筛选，并将含有筛选结果的点文件导出成为一个新的点文件。这些运用不仅可以提供我们直观的统计结果，还做到了图形和属性表的一致，大大方便了我们日常对于规划数据的使用，同时也便于后期数据的更新和维护。

3.2 便于数据自身信息挖掘

Arcgis软件中还包含一个更为强大的运算工具Arctoolbox，它能帮助我们对Arcgis软件平台中的图形文件进行图形和属性的对比分析和统计，并能与其他行业的图形数据进行叠加使用。

在实际运用规划数据的过程中，我们如果需要统计某县的砂石集中开采区范围内的采矿权数量、探矿权数量、矿点数量、矿产资源储量等信息。我们只需运用Arctoolbox分析工具中的叠加分析功能，将这块砂石集中开采区分别与该地区的采矿权、探矿权、矿点图形进行叠加分析工具中的相交运算，得出相交的图形文件后，对其进行所需属性项的表格统计即可。

另外Arctoolbox还提供了图形数据的投影变换、图形拼接、图形数据与航片卫片之间的叠加以及基于.shp的3D建模等海量的数据处理功能。通过这些功能的运用可以更好地挖掘规划数据的信息潜力。通过与当地国土部门的航片、卫片、气象、水文、宗地等图形图像数据的叠加分析，使得规划数据更好的运用到其他领域，从而形成一个完善的自然资源管理体系，更好的满足政府各个部门的实际工作需要。

3.3 方便第三方使用

Arctoolbox的转换工具具有强大的数据转换功能，使得Arcgis数据与国际通用数据(如Cad、Mapinfo等)间的转换比较方便。这样有利于其他行政管理(如交通、水利、林业、气象)等部门对自身需要的图形及表格数据的提取和使用，同时能将相应行业反馈的数据进行转换后，及时地添加到矿产资源规划数据库中，做到规划数据的及时更新。

4 结论

全国第三轮矿产资源规划项目以Arcgis数据平台以建库基础，是具有重大意义的一项举措。针对今后矿产资源规划越来越全面的海量数据而言，Arcgis数据库体现出强大的数据管理能力和数据信息挖掘能力。和传统的Mapgis数据库相比，具有更科学的数据储存模式和更加国际化的数据交流互动平台，今后必将运用于更多的国土资源开发规划领域。