矿产资源规划建库中gis定制技术的应用(定稿)

矿产资源规划建库中矿产资源规划建库中 GIS 定制技术的应用定制技术的应用 石彦强 1，谢邦华2 （1.绵阳市国土资源调查规划所，四川 绵阳 621000； 2.中国地质大学信息工程学院，湖 北 武汉 430074） 摘要摘要：第二轮矿产资源规划数据库采用国土资源部 2010 年新颁发的矿产资源规划数据库 标准 。该数据库的建设是促进矿产资源规划管理信息化、科学化、制度化的重要手段，是 适应实际工作中矿产资源勘查开发项目的规划审查、规划实施过程中的要求，也是今后以 图管矿的基础。矿产资源规划数据库建设工作量大，GIS 定制技术的灵活应用可以规范和 提高工作效率，提高数据库准确性。 关键词：矿产资源规划；数据库；GIS 定制技术 GIS customized application of technology in the building of mineral resources planning database Shi Yanqiang1, Xie Banghua2 (1.Mianyang City Land Resources and Planning, Mianyang 621000; 2 Faculty of Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China) Abstract: The second round of the mineral resources planning database using the Ministry of Land and Resources in 2010 issued a new the mineral resources planning database standard. The building of the database is to facilitate planning and management of mineral resources, information technology, scientific, institutionalized means to adapt to the actual work in mineral resources prospecting and exploitation project planning review, planning and implementation of the requirements of the process, but also for future use graphical management of mineral resources. Mineral resource planning database large amount of construction work, the flexible application of GIS customization technology can standardize and improve work efficiency and improve the accuracy of the database. Key words: mineral resources planning; database; GIS customization technology 1 背景背景 矿产资源规划以为国家或地区保障一定时期内国民经济和社会发展对矿产资源的需求， 以有效保护与合理利用矿产资源、保护矿山环境为目标。根据全国或区域矿产资源的特点， 在时间、空间、结构上，对矿产资源的调查评价与勘查、开发利用与保护、矿山环境保护 与恢复治理等所作的总体安排和布局1。 第二轮矿产资源规划相对第一轮矿产资源规划不仅是改进了规划内容，提高规划的科 学性和可操作性，而且要求建立矿产资源规划数据库，这是做实规划实施保障措施的重要 一环。每年进行的矿产资源规划修订工作可以很容易地通过矿产资源规划数据库对比与原 规划的差异，实现动态管理，使矿产资源规划具有前瞻性。通过遵循规划管理，达到进一 步加强矿产资源管理和宏观调控，提高矿产资源对经济社会可持续发展的保障能力。作者 参加了几个市、县的第二轮矿产资源规划编制及数据库建设，其空间数据首先是在 MapGIS 环境中开展规划图件编制，然后录入属性数据，数据质量检查，再将 MapGIS 成 果数据转换成 Shape 格式后导入 ArcGIS 的 Geodatabase 格式并再做数据质量检查。在编制 规划和建库过程中感到有一些往往被忽视的具体问题需要在工作中得到足够的重视，而这 些问题如果在编制和建库中灵活应用 GIS 定制技术，可以达到事半功倍的效果。 2 GIS 定制技术应用定制技术应用 2.1 消除规划编制和建库精度误差 在第二轮矿产资源规划编制过程中绝大部分精力放在诸如矿产资源开采分区、开采区 块的设置，探矿权设置，采矿权设置等研究分析上，这些分析相对矿产资源数据库建设是 很重要的。规划师在提供的包括地理数据和地质数据的基础底图上标描这些界线，初步实 现规划设置。制图师根据规划师标示的位置，将其各种分区界线转绘在电子数据上。开采 分区是包含开采区块的，而开采区块又是包含采矿权的，这种多重的包含与被包含的关系 体现在以不同属性表示的规划界线上。在矿业发达地区，矿业权分布密集，区块界线和分 区界线原则上不能切割矿业权界线，一般的矿产资源规划图比例尺在 1:50000 或更小。区 块界线分区界线在表现形式上需要较粗、显眼的色调表示，从而表面上看区块或分区界线 与矿业权界线已经重合表示，但往往存在不套合的现象，这就是规划编制精度问题之一。 这种精度影响规划管理系统的空间分析的有效性，必须在规划建库时消除这种可能存在的 影响。 例如某一个矿业权界线的一条边 AB 与区块界线的一条边 AB部分重合，区块界线 AB边有 10 个结点(n1，n10)，而矿业权界线 AB 边只有 3 个结点(m1，m2，m3)。要 核实 AB 边是否完全落在 AB线上，需要依次取点数少的边的每一个结点判断是否在点数 多的边界上。 for(int i=0; imMax; i+) for(int j=0; jnMax; j+) else if(doti.y-dot_j.y)/(doti.x-dot_j.x)(dot_j.y-dot_j+1.y)/(dot_j.x- dot_j+1.x)0.000001) bFlagi=true; 如果 bFlag 全部为真，说明界线 AB 在界线 AB上，否则不完全重合，需要调整。这 种不重合的情况一般是点与线之间相距较近，可以做最近点与界线 AB的垂点，用垂点替 换不重合点。利用 GIS 定制的空间分析方法修正规划编制过程中精度不到位的情况，速度 快而且准确，为建库工作在精度方面扫除障碍。 2.2 跨数据层的拓扑处理 拓扑是通过严格地约束空间要素之间的关系，提高了数据的准确度和可用性。在一般 矿产资源规划建库过程中利用拓扑工具分别对各单独图层内的拓扑关系进行检查，通过对 独立图层的拓扑检查可以优化以下内容： 清除微短线、合并或者删除面积过小的图元； 清理并删除线段上坐标点过近以致计算机认为是重叠的冗余坐标点，这也包括重叠 线清除，优化了数据量； 将线条中自相交部分剪断或者在相交处打断； 面状图层形成严格容差范围内的封闭多边形，保障后期应用方面的空间分析的准确 性。 单图层数据的拓扑处理为矿产资源规划建库解决了图层空间要素之间的逻辑关系，使 数据更合理表达现实空间实体之间的关系。但多图层之间的拓扑关系可能存在问题，这虽 然不在目前的矿产资源规划建库要求中。例如在市 （县）规划中区块边界可能跨出了本行 政区，二者都是面状.WP 数据，要判断区块边界是否超过行政区的外边界是较棘手的问题， 这涉及跨数据图层拓扑。将两图层数据同时读入到不同的工作区 ai 和 aj，提取各自工作区 带属性的弧段到新工作区 ak，对 ak 中的弧段调用拓扑算法_Topo，拓扑错误分别按 ai 或 aj 原弧段号记录并生成错误列表，在此基础上修正潜在的跨图层错误。 2.3 各类拐点坐标属性处理 在第二轮矿产资源规划数据库标准中 13 个能构成面状区的空间数据属性结构和 8 个 规划附表属性结构涉及拐点坐标属性 GDZB，字段类型是 Text，值域要求非空，属性字段 类型为 Text，就是可变长度字符型。表 1 是矿产资源规划数据库标准中空间要素属性结构 描述要求拐点坐标属性的统计表，其中字段代码都是 GDZB2。 表 1 涉及拐点坐标的空间数据属性结构统计表 空间要素名空间要素名属性表名属性表名表序号表序号字段序号字段序号 探矿权范围TKQFW 表 2111 采矿权范围CKQFW 表 2614 矿产资源重点调查评价区DCPJQ 表 337 矿产资源禁止勘查区、矿产资源限制勘查区、 矿产资源鼓励勘查区、矿产资源重点勘查区 KANCHQJZ、KANCHQXZ、 KANCHQGL、KANCHQZD 表 368 矿产资源勘查规划区块KANCHQK 表 387 矿产资源禁止开采区、限制开采区、鼓励开 采区、重点开采区 KAICQJZ、KAICQXZ、KAI CQGL、KAICQZD 表 398 矿产资源保护区KCBHQDZ、KCBHQMZ 表 426 矿产资源储备区KCCBQDZ、KCCBQMZ 表 436 矿产资源开采规划区块KAICQK 表 416 矿业经济区KYJJQDZ、KYJJQMZ 表 447 国家规划矿区GJGHKQ 表 4612 对国民经济具有重要价值的矿区ZYJZKQDZ、ZYJZKQMZ 表 4712 矿山环境保护与恢复治理区KSZLQ 表 487 标准中 8 个规划附表属性结构包含拐点坐标 GDZB，这些拐点坐标是一定区域或范围 的地理坐标真实数据，其数据长度不完全一致，较长的拐点坐标会有 50 对甚至更多，所以 要求该字段是可变长度的字段。规划附表属性包含拐点坐标时在一般桌面数据库管理系统 就完全可以容纳这种可变长度的字符类型，但是早期桌面型 MapGIS 空间要素属性结构在 表达可变长度的字段类型时就存在一定的困难。图 1 是桌面型 MapGIS 支持的属性数据类 型，字符串型数据结构最长容纳 512 个字符，正常情况能接受 26 对坐标串，这样在描述稍 长的拐点坐标时是不够的。 图 1 桌面型 MapGIS 支持的属性数据类型 所以在桌面型 GIS 软件中要描述超过 512 字符数坐标的坐标对时只能选择文本型属性 结构，文本型可以将坐标对以文本.TXT 形式保存在磁盘并区别命名，然后将文本文件插入 到对应的属性字段中。在查询 GDZB 内容时，只需将单击字段“文本” ，可以显示属性的 所有内容并修改，也可以对磁盘中的相应文本文件修改，属性联动更新。 以文本类型表示的拐点坐标虽然解决了属性数据与空间数据挂接，在实际工作中可能 一个空间数据就有超过百条的记录需要手工“插入文本”的方式来挂接拐点坐标属性数据， 相当耗时，而且容易出错。例如采矿权范围 CKQFW 的采矿登记拐点坐标 GDZB 的每一条 记录是根据采矿许可证号命名的文本文件，全是数字名称的文本插入时极易出错。在 CKQFW 属性中有采矿许可证号 CKXKZH 的字段，采用 CKXKZH 作为关键字自动插入 GDZB 的方法既准确又省力。下面脚本可得到采矿许可证号命名的文本文件名 szAtt： _GetField( att, stru, “CKXKZH“, szAtt, 256, strcat(szAtt, “.txt“); 如果直接应用脚本_SetFld( att, stru, “GDZB“, szAtt ); _WriteLinAtt(al, i, stru, att);在空间数据 CKQFW 中是查询不到拐点坐标。原因是 GDZB 字段类型文本型是属于扩 展类型，需要将 EXT_STRU 类型带入 szAtt。 将 MapGIS 点线面文件转换成 Shape 格式。因为 Shape 格式数据不能进行拓扑检查， 需将其导入到新建 Geodatabase 格式中，然后在 Geodatabase 中对数据再次拓扑检查，一般 情况下在 MapGIS 中执行严格的拓扑检查方法的数据转换后不会有拓扑问题，只是按照流 程确保没有拓扑错误。由于 MapGIS 中拐点坐标 GDZB 属性字段是以文本链接的形式，而 Geodatabase 能够存储可变长度字符，需要直接在 Geodatabase 数据格式中将 GDZB 属性字 段中的文本文件内容读入到该字段中3-5。 最后再从 Geodatabase 导出成为 Shape 数据作为成果中的交换格式。 3 结语结语 矿产资源规划及数据库建设工作是矿产资源管理规范化、信息化管理的开端，必须扎 实做好这项工作才能为后期的修订及管理打好基础。矿产资源规划空间数据库建设标准也 是最近两年才出台的，这之前没有很多经验，灵活应用 GIS 技术解决矿产资源规划数据建 库中遇到的一些技术问题既提高了工作效率，又保证了数据库质量，使矿产资源规划更具 科学性、合理性。 参考文献参考文献 1 刘克强，王丹，孟旭光. 矿产资源规划实施政策措施分析J. 国土资源