（地球探测与信息技术专业论文）基于gis的区域构造评价模型与信息系统研究.pdf

t h e a p p l i c a t i o n r e s e a r c h o n t e c t o n i c s b as e d o n g i s ab s t r a c t g i s ( g e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o n s y s t e m ) i s a n e w t e c h n o l o g y w h i c h b a s e d o n c o m p u t e r . c o m b i n i n g g e o l o g i c a l s p a t i a l d a t a w i t h c o m p u t e r t e c h n i q u e a n d f o r m in g a s y s t e m a n d a n a l y z i n g t h e m o d e l a n d f a c t o r s , i t c a n q u i c k ly o b t a i n a n d p r o d u c e u s e f u l i n f o r m a t i o n o f r e s o u r c e , e n v ir o n m e n t , a r e a l l a y o u t , d e c i s i o n - m a k i n g a n d d i s a s t e r - p r e v e n t io n a n d s h o w t h e r e s u lt w i t h m a p , g r a p h a n d d a t a . g i s p r o v i d e g o o d t o o l s a n d a d v a n c e d m e t h o d s f o r a r e a l g e o l o g y . t h i s p a p e r m a i n l y s t u d y h o w g i s i s b e e n u s e d in g e o lo g i c a l s t r u c t u r e a n d e s t i m a t i o n o f a r e a l s t a b i l i t y b a s e d o n t h e b a s a l t h e o ry o f g i s a n d d a t a b a s e , m u lt i - s c al e g e o l o g i c al d a t a b a s e i s c o n s t r u c t e d , g e o l o g i c a l s t r u c t u r e i n f o r m a t i o n s y s t e m i s d e v e l o p e d u s i n g t h e a d v a n c e d l a n g u a g e d e l p h i 5 .0 a n d g i s s o ft w a r e i n t h i s p a p e r . f o r t h e f i r s t t i m e , l o g i c - i n f o r m a t i o n - m e t h o d i s b e e n u s e d i n e s t i m a t i o n o f a r e a l s t a b i l i t y . a m o d e l f o r e s t i m a t i o n o f a r e a l l it h o s p h e r e s t a b i l i t y i s b e e n e s t a b l i s h e d a n d e s t i m a t i o n o f a r e a l lit h o s p h e r e s t a b i lit y f o r h u n a n p r o v in c e is b e e n d e v e lo p e d . t h i s p a p e r c o n s i s t o f f iv e c h a p t e r a n d d e t a i l a s f o l l o w : i n c h a p t e r o n e , t h e a u t h o r i n t r o d u c e t h e r e a s o n o f t h e d e v e l o p m e n t o f g i s a n d it s a p p l i c a t i o n f i e l d s u m m a r i l y , a n d t h e s i t u a t i o n o f g i s i n r e s e a r c h i n g e n g i n e e r i n g g e o l o g i c a l e n v ir o n m e n t a t h o m e a n d b r o a d . a t t h e s a m e t i m e ,t h e a u t h o r b r i e fl y i n t r o d u c e t h e s t r u c t u r e a n d m a i n f u n c t i o n o # g e o l o g i c a l - s t r u c t u r e i n f o r m a t i o n s y s t e m . t h e a u t h o r i n t e r p r e t t h e d e s i g n a n d d e v e l o p m e n t p r o c e s s o f t h e g e o l o g i c a l - s t r u c t u r e i n f o r m a t io n s y s t e m b y t h e n u m b e r s i n c h a p t e r t w o . t h e s e l e c t i o n o f t h e d e v e l o p m e n t p l a t f o r m , t h e d e s ig n o f s y s t e m i n t e r f a c e t o d e v e l o p m e n t o f e a c h m o d e l a n d t h e p r i m a ry t e c h n o lo g y a r e al l i n t r o d u c e d . t h e c o n t e n t o f d a t a , m a n a g e m e n t p r o c e s s a n d o r g a n i z i n g m e t h o d a r e i n c lu d e d i n t h e g e o l o g i c a l - s t r u c t u r e i n f o r m a t i o n s y s t e m , w h i c h i n c lu d e s t h e t o o l s a n d t e c h n i q u e u s e d i n t h e d a t a p r o c e s s in g a n d t h e c o n c r e t e m e t h o d t h a t u s e d i n t h e e s t a b l i s h m e n t o f t h e s p a t i al d a t a b a s e i n c h a p t e r t h r e e . i n c h a p t e r f o u r , t h e a u t h o r i n t r o d u c e t h e p r i n c i p l e o f l o g i c a l i n f o r m a t i o n me t h o d , a n d i n t e r p r e t t h e o r d i n a ry m e t h o d a n d t h e m a i n s t e p s t h a t a r e u s e d t o c o n s t r u c t a l o g ic al i n f o r m a t i o n me t h o d m o d e l b a s e d o n g i s p l a t f o r m . i n c h a p t e r f i v e , t h e a u t h o r s u m m a r i z e al l t h e w o r k s a n d p r o v i d e s o m e c o n s t r u c t iv e s u g g e s t i o n f o r t h e f u t u r e . k e y w o r d s : g e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o n s y s t e m , d a t a b a s e , l o g i c a l i n f o r ma t i o n me t h o d , mo d e l , s t a b i l i ty , a r e a l e s t i ma t i o n . 第一章 绪论 1 . 1地 理 fk 龙 系 统 概 途 一、 地理信息系统发展的历史背景和原因 2 0 世纪6 0 . 7 0 年代，随着资源开发与利用、环境保护等问 题的日 益突 出，人类社会迫切需要一种能够有效地分析、处理空间信息的技术、方法和 系统( 1-2 3 。与此同时， 计算机软硬件技术也得到了飞速的发展，与此相关的计 算机图形和数据库技术也开始走向 成熟13 - 5 。 这为地理信息系统理论和技术方 法的创立提供了动力和技术支持。 虽然计算机制图( c o m p u t e r c a r t o g r a p h y ) . 数据库管理 ( d a t a b a s e m a n a g e m e n t ) 、计算机辅助设计 ( c o m p u t e r a i d e d d e s i g n ) 、管理信息系统 ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m ，简称m i s ) 、遥 感、应用数学和计量地理学等技术能够满足处理空间信息的部分需求 ( 如绘 图) ， 但无法全面地完成对地理空间 信息的 有效处理, ) 。 究其原因，主要有如 下几点: 1 . 计算机制图着重于数据分类和自 动符号表达。 归根到底是利用计算机技术 代替传统的手工制图，实现工程图形的计算机处理。 2 .数据库管理系统主要实现对非图形数据的管理。 3 . 计算机辅助设计偏重于设计并对所设计的物体用图形符号进行表达。 确切 的说，计算机辅助设计是在人的参与下，以计算机为中心的一整套系统对 设计对象的最佳设计，即辅助设计人员完成包括资料检索、计算、确定图 形形状、自 动绘图和打印等一系列设计过程。 4 .管理信息系统是一个由人 、计算机等组成的能对信息进行收集、传递、 存储、加工、维护和使用的系统。归纳起来，管理信息系统的主要功能有 如下几条: 1 ) 尽可能及时全面地提供信息和数据，以支持达到系统目 标的决策; 续表 i 一1 1 9 9 0年印度的 r . p . g u p t a 和b . c. j os hi 用 g i s方法对喜马拉雅山麓的 r a m g a n g a c a t c h m e n t 地区 进行滑 坡灾害危险性分带 利用 g i s的存储、更 新、网格化、空间叠 加分析功能及很强的 面积量算能力 1 9 9 0年荷兰 i t c 的 v a n w e s t e n c . j . 和 哥 伦 比 亚 i g a c 的a l z a t e b o n i l l a j . b. 在山区地质灾害分析中 ， 基于 g i s开发了斜坡稳定性分析模 型 ， 山区落石滚落速率计算模型 利用 g i s空间定位及 空间数据库管理功 能，, g i s数字高程模型 ( d e m) 1 9 9 1 年 美 国 的 c a m p b e l l r u s s e l l h ， 等 用 g i s对滑坡灾害进行空间预 测 g i s 空间分析功能 1 9 9 1年意大利的 c a r r a r a a . 等 g i s技术结合统计模型 ，用于滑 坡灾害评价 g i s空间分析及扩展 统计模型 1 9 9 5 年 美 国 的 da ni e l j . mi l l er g i s结合力学模型 ， 评价深层滑 坡灾害 用 g i s中的 d e m模 型 ， 模拟出滑动面位 置与形态。 用 g i s的 数 字 地 形 模 型 口t m ) ， 勾绘出山脊与 沟谷界线 ， 并辅助于 切剖面 1 9 9 6 年 美 国 的 mar i o me j i a - n a v a r r o等 运用 g i s及工程数学模型建立 了自然灾害及风险评估的决策 支持系统 ， 并应用在克罗拉多州 的 g l e n w o o d s p r i n g s 地区 g i s技术结合决策支 持系统 ( d s s ) 结合 1 9 9 7年加拿大的 t re vor j . da v i s 和c .p e t e r ke l l e r 基于 g i s的模糊分类方法及可 视化技术 ， 虚拟真实再现斜坡形 态 ( 虚拟现实 ) 用 g i s 虚拟现实技术 国内研究现状 兰生 国内 应用 g i s 技术开展地质环境与灾害评价工作起步较晚， 研究程度较 目 前尚未见到较成熟及实用的区域地质评价预测的 g i s 系统。姜云、王 ( 1 9 9 4 年 ) 在山区 城市地面岩体稳定性管理与控制中 应用了g i s ,以 重 2.低 庆市为典型研究对象 ，对地面岩体变形破坏进行了时空预测预报 ;同时 ， 通过分析城市地质环境对土地工程利用的制约关系，运用 g i s的信息存储、 查询、空间叠加运算及 d e m模型等功能，作出土地能力的定量分级、斜坡 稳定 性综 合评价分区图。 雷明 堂、 蒋小 珍等 ( 1 9 9 4 年 ) 运用 g i s 技术于 岩溶 塌陷 评价中。 根据塌陷影响因素 ( 如岩溶化程度、断裂分布、 土层厚度、 水 动力条件及已 有塌陷分布 ) ， 利用 g i s 的距离分析、 标量分析、 网 格叠加分析、 分级分组分析等功能 ， 完成研究区塌陷危险性评价及分区。 郑世书、 孙亚军等 ( 1 9 9 4 年 ) 在煤矿地下开 采工作面涌水预测 及矿区 岩溶水害 预测中 应用了 g i s 技术。 曹中初、孙苏南等 ( 1 9 %年 ) 在煤矿底板突水危险性预测中也应 用了 g i s 技术。成都理工学院“ 地质灾害防治与工程地质环境保护国家专业 实验室”于 1 9 9 7 年承担的 “ 山区小流域地质环境及地质灾害预测的 g i s 系 统”项目，在贵州印江河流域、金沙江流域某工程近坝库区开展了实际预测 应用。 此项研究基于国产 g i s 软件ma p g i s 、国外 a r c v i e w g i s软件， 并 扩展分析模块。目 前已完成流域 1 : 1 万地形图、地质图、灾害分布图等图 件的数字化输入、数据校正变换处理、定位处理等，以及预测评价分析模型 ( 如 统 计 预 测 模 型、 不 确定 性 模 糊 预 测模 型 。神 经网 络模 型 等) 的 程 序编 制等 工作。此后，还将进一步完成部分模块编制及整体系统调试等工作。但遗憾 的是，由于我国以往的工作资料不全面 ，精度标准不尽相同，数据不标准、 不规范 ，以 致数据采集工作难度极大 ， 数字化输入更是困难。 因此 ， 目前迫 切需要建立全国统一标准的综合信息数据库，这将是此项研究落实到实际应 用中的根本保证。 为推动国土资源的 现代化管理及保护 ， 国 土资源部于 1 9 9 8 年底展开新一轮的国土资源调查与评价的科学技术试验 ( 示范 ) 工作， 由 成都 理工学院牵头，全国地质环境监测总站及国土资源部长江三峡地质灾害防治 指挥部参加，进行 “ 地质灾害信息系统及防治决策支持系统”专项开发的试 验研究。在试验区建立地质灾害的评价分析，提供信息采集、存储、管理、 检索、分析及编图等全过程的计算机处理软件工具系统。系统的建立将面向 全国 地质灾害调查和综合评价工作 ， 是一个专业型综合信息系统( g g i s ) 。 系 统根据地质灾害信息在空间的分布特征，提供人机交互的综合分析处理和编 图的计算机辅助处理功能 ，产生对区域规划、灾害防治、管理决策等方面的 有用信息。 g g i s 系统主要建立的子系统有 : 基于 g i s 的地质灾害信息系统、 基于 g i s 的地质灾害区域评价与危险区划系统、 地质灾害变形评价预测及预 警系统、崩滑地质灾害治理方案的辅助设计系统、网络的地质灾害信息发布 系统。此系统的建立与成果应用 ， 将会加强国土资源的信息建设、 信息管理、 信息服务 ， 加速国土资源的信息化、 社会化、 产业化。 综上所述， 可以 看出 ， 国外尤其发达国家将 g i s 应用于地质灾害研究起步较早 ，研究程度也远远超 过我国 ， 这方面的 应用也随着 g i s 技术的自 身发展而深入。 而我国 只能利用 现有的技术、 有限的人力、 财力 ， 探索出一条适合我国国 情和地质、 地理特 色的g i s 技术进行地质环境评价的技术路线和方法体系。 ， . 3 课 a vf 究 的 龙 义 地质构造与矿产资源、交通运输、环境保护及区域评价等领域有着密切 的关系，快速而全面地掌握地质构造资料可以为地质找矿、各类重大工程建 设及 城 市规划， 为自 然灾害 ( 地震 等地质灾 害 ) 动态监 测 预报、 综合治 理和全省 国土规划提供背景资料和科学依据。但是这方面的资料大多是以图件和文字 的形式存在档案室， 使用起来极为不便， 很难使决策者和技术人员及时掌握。 针对这一情况，笔者将g i s 的可视化技术和空间分析功能应用到地质领域中 来，设计和开发了地质构造信息系统，实现了对多源地学数据的集成管理。 使决策者能交互式地、可视地对各种数据进行查询和分析。 区域稳定性评价一直是一个难题，传统的评价是在小比例尺的基础上对 大量定性资料分析的结果，虽然地质工作者可以根据自己的经验划分等级区 域， 但是这中间含有较大的主观成分。 逻辑信息法可以 解决这个问题， 将g i s 技术与逻辑信息法结合起来建立模型，使评价工作直观而容易。 1 . 4本 文 的 主 要 z 作 本文在收集大量地质构造资料的基础上， 对各种不同来源对地学数据进行 统一处理，以一定的方式存储在一起，构建了空间数据库， 设计开发了基于 g i s的地质构造信息系统。稳定性评价分区涉及大量定性资料的情况，本人 首次将逻辑信息法应用于地壳稳定性评价分区问题，建立了基于g i s平台的 逻辑信息法模型。其具体内容包括: 1 . 完成了地学基础数据库的设计:g i s 数据库不仅有一般数据库性质相似 的地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，这就使得数据量非常巨 大，而且数据的来源很广，所以对数据库的管理要采用一些特殊的技术 和方法。本文采用g i s内部数据库和外部数据库相结合的办法，有效地 解决了上述问题。 2 . 建立了基于g i s 的逻辑信息法模型:地壳稳定性评价分区是在比例尺很 小的情况下利用大量定性资料进行评价分区的过程，用传统的评价方法 受主观因素很大，本文在综合大量地质、物探、化探、遥感等资料的基 础上，利用了逻辑信息法，基于g i s 平台建立了地壳稳定性分区评价模 型，并将其集成到g i s系统中对湖南地壳稳定性分区进行了评价。 3 .应用软件工程的设计方法和面向 对象技术开发出地质构造地理信息系统， 为资源、能源开发、工程建设乃至区域地质环境等评价提供了快捷手段。 1 . 5 地 质 构 造 f. 3. 信 魔 系 统 概 e x 一、系统运行环境 地质构造信息系统运行所需的软硬件配置如下: 操作系统: w i n d o w s n t ; 硬件:主频 1 3 3以上，最低6 4 m内存，3 . 5 g以上硬盘的硬件配置 地理信息系统: a r c / i n f 0 8 .0 , m a p o b j e c t 2 .0 ; 关系数据库管理系统:s o l s e r v e r 7 . 0 或 ms a c c e s s 地质构造地理信息系 统 d e l p h i 开发工具 操作系统:w i n d o w s n t 图1 .3 开发环境示意图 二、系统的特点 本文开发的地质工作构造信息系统是以湖南省地质构造资料为基础、 以实 现地质构造查询及动态空间分析、预测为目的而设计的一个应用型地理信息 系统。它具有以下特点: ( 1 )该系统是以先进的面向对象技术为基础设计和开发的，使得系统具 有良 好的开放性和可扩充性; ( 3 ) 地质构造信息系统的采用程序开发与数据尽可能的分离的设计思想， 因此系统具有很好的重用性，对于相关或者相近的课题，本系统具有很好的 生存能力，稍加修改即可付诸使用; ( 3 )本系统结合了图形程序与数据库应用系统的双重特色。其中，图形 方面包括了矢量图形的各种查询检索、图层控制、专题图的制作等，而系统 数据库应用程序的特色使之具有很好的稳定性，而且可以其属性数据进行比 较灵活的编辑和更新。 三、系统结构及功能 系统的体系结构分为三个层次: i .第一层次:包括启动、服务、退出 三部分; 2 .第二层次: a .启动分为:加载配置参数、连接数据库、加载图形; b .服务分为:基本图形界面控制、图形控制、图文互查、编辑与更新、 空间分析;系统服务; c .退出包括:写配置参数、释放内 存空间、关闭数据库; 3 .第三层次: a .基本界面控制:放大、缩小、拖动、图象滚动、全屏; b 图层控制:图层关系控制;图层状态更新; c . 图文互查: 以图查属性、 以属性查图、 分类数据查询、 图形数据定位; d 空间分析:叠置分析、缓冲区分析、图形特征分析; e 数据更新:更新图形、更新属性; 1 . 6本 章 小 结 本章概要地叙述了g i s发展的历史原因和背景，组成部分和功能;介 绍了国内外 g i s在区域地质和工程环境领域应用的现状;讨论了本课题的 重要性和紧迫性;并对本课题开发的信息系统作了简明扼要的介绍。 第二章地质构造信息系统设计与开发 2 . 1于 卜 发 月 阵 台及 其 口 二 其 的 选 择 一 、 选用d e l p h i 5 .0作为开 发 语言 d e lp h i 是 一 种高 性能的 应 用 程 序开 发 环 境 4 2 1 ， 它 是为 编 写 基 于图 形 用户 界面 ( g u i )的wi n d o w s 类应用程序而设计的，具有如下的特点: 以o b j e c t p a s c a l 为其程序开发语言， 程序非常结构化; 完全的面向对象设计，对于所有组件，完全支持继承性、封装性、多 态性等; 具有完整强大的数据结构能力，如指针、集合、枚举、记录等数据类 型;强大的调试能力，可设定中断点、条件中断点、单步执行、变量 观测、表达式求值等; 最佳化的3 2 位原始编码器， 完全编译出原始机器码而非中间码， 软件 执行速度大大提高，比v b , p b , c + 等快 1 5 5 0 倍;所建立的为 完全执行文件，可直接发行，不需要依赖d d l即可执行; 最省的 代码数量，开发应用程序可节省6 0 %-8 0 %的工时。 二、 采用m a p o b j e c t s 和a r c e d i t 控件管理图 层 本系统的 g i s软件构件采用了 e s r i公司推出的 a c t i v e x 控件: m a p o b j e c t s , m a p o b j e c t s 是一个提供制图与g i s 功能的控件，它包含了3 5 个 可 编 程a c t i v e x对 象 64 1 . m a p o b j e c t s 地图 控 件 可以 直 接 插 入的 到 许多 标 准开 发环境的工具集中。 程序员可以通过属性页操纵地图。 这些属性页是在v i s u a l b as ic . d e 场 h i 及v i s u a l c + + 等开 发 环境中 建 立的 ， 或 者 通 过 程序 化相 关 对象 来 控 制 地 图 6 3 1 m a p o b j e c t s 允 许定 制利用 制图 和g i s 组件的 应用程序， m a p o b j e c t s 的 特 点包括: ( 1 ) 支持a r c / i n f o层 ( c o v e r a g e ) : ( 2 ) 支持e s r i 的s h a p e 文件格式， s d e ( 空间 数据库引擎) 图 层( l a y e r ) 以及大量栅格图象格式，如b m p . t i f f 等; ( 3 ) 支持通过微软o d b c规范进行外部数据库访问。 ( 4 ) 把数据库作为多个图层在一张图中进行显示，当然可进行图幅的变 化。 ( 5 ) 特征表示使用数理方法如数值地图、 分类、 个体符号以 及点值图等。 ( 6 )文字标记和放置。 ( 7 )用一个事件跟踪层来动态显示实时数据。 ( 8 ) 用标准s q l 表达式进行特征选择和查询。 ( 9 )通过大量搜索与框架操纵符进行空间选择。 ( 1 0 )地址匹配 ( 地理编码) 。 ( 川 强大而出色的对象模型。 从m a p o b j e c t s 的 特点 可以 看出 ， 利 用它 可以 完 成图 层的 不同 显示， 空间 对象的查询，统计，以 及地理匹配等多种功能。但是，它不能对图形的 拓扑关系进行重建，因此它不能不能进行空间分析。 为了弥补这一缺点， 我采用了a r c / i n f o提供的另一个控件a r c e d i t , a r c e d i t 拥有重建拓扑关 系的功能，能够进行控件分析，刚好与m a p o b j e c t s 相辅相成，使系统相 得益彰。 三、 应用s q l s e r v e r 或者ms a c c e s s 管理数据库 本系统即可以利用s q l s e r v e : 或者ms a c c e s s 管理个种属性数据、编码 数据及字典数据。将图形与数据分离，使数据结构趋于合理，便于单独 编辑图形或属性数据;图形与数据库的连接通过编码控制;同时，也为 将来开发多层及网络应用准备条件。 2 . 2系统界 面设计 界面设计是一项重要而繁琐的的工作，用户界面的好坏，既影响到系统 的形象和直观水平，又关系到是否可被用户接收，关系到用户能否正确深入 地使用系统功能，因此十分重要。界面的设计与程序员的个人风格不同而各 异，但是都应该以简单易用，友好方便为原则。 程序运行时的主界面如图2 . 1 所示 界面的设计包括菜单的设计，工具栏和状态栏以及图形显示区域的设计。 2 . 4 -* ,章 i j ,. ft 本章系统地介绍了地质构造信息系统从设计到开发实现的全过程。 开发工具的选择是实现信息系统的关键。文中首先根据系统需要确定开 发高级语言为d e l p h i 5 ， 选择g i s 软件a r c / i n f o 8 . 0 1 . m a p o b j e c t s 2 ， 利用数据 库s q l s e r v e r 7 .0 或ms a c c e s s . 界面设计是信息系统的重要环节，文章接着对系统的菜单、工具栏等进 行了设计，使得操作界面美观大方，简单易用，便于用户使用。 本系统的设计采用的是原型化的设计思想，为了提高系统的可变性，应 用了模块化的方法。最后对系统各功能模块作了详细的介绍，叙述了各模块 的设计思路、所用的关键技术和各模块所完成的功能和运行时的情况。 第三章数据处理和组织 3 . 1数 据 来 该 砚 湖南省国土资源遥感综合调查信息系统地质构造数据来自 湖南省地质 构造解译及稳定性分区评价项目。 湖南省地质构造解译及稳定性分区评 价是有国 家计委国土司以 计国 土函 1 9 9 7 2 0号文下达的 湖南省国 土资源 遥感综合调查 项目的二级课题。 湖南省国土资源遥感综合调查由湖南省 计委国土处组织湖南省遥感中心、核工业中南地质局 2 3 0所、中南工业大学 g i s 研究中心实施. 地质构造数据是 “ 湖南省国土资源遥感综合调查信息系统”中 “ 地质构 造子系统”的数据基础。 由于数据生产单位制作的数据与系统所要求的数据在各方面存在或多或 少的差异，不能直接在信息系统中使用，因此有必要对该数据进行处理以适 合信息系统的要求。 3 . 2数 据 内 尾 势 课题的数据包括图形数据和属性数据，图形数据又分为矢量格式数据和栅 格数据。 矢量数据 有m a p g i s 格式的 湖南 省 地质构 造综合解译图 ( 1 : 5 0 万) 、 湖南省 地壳稳定性分区图 ( 1 : 1 0 万) ; 栅格数据有:湖南省1 : 5 0 万地质图、 构造体系图及重点地段1 :2 0 万、1 : 5 万地质图及说明书;湖南省 1 :5 0 万第四纪地质图及说明书;湖南省地质构造 等。 属性数据包括: .构造解译: 地层与沉积建造发育特点: a区域分布; b . 时序分布; 分布特性、相关性 ( 组合、对立性等) 、沉积环境 ( 气候、海水深度、酸 碱度、盐度等) 、差异性原因、; 大地构造背景: a . 大地构造单元: 名称、类型、 上级分区、主要特征、 划分依据、; b . 大地构造演化史: 地质年代、主要地质事件、主要地质作用特征及其改造结果、; 区域构造格架: 构造系、类型、主要特征、形成因素、形成过程、; 主要构造组合; 形态、规模、性质、组合类型、组合对象、; .活动断裂; 名称、 规模( 长、 深、 平均位移) 、 活动证据( 方式、 类型、 主要特征、 ) 、 破坏 ( 危害)性、活动记录 ( 时间、位移、破坏程度、) 、; o地震: a 地震记录:震中、时间、位置、深度、强度、破坏度、等级、; b地震带:区 域、 主 要 特征、 主要预防 及应采取的 措施、; .温泉: 温度、出 水量、位置、开发程度、利用价值、; o稳定性分区: 名称、类型、划分依据 ( 标志、类型、特征、) 、分区等级、上级分 区主要特征 ( 行为、危害、) 、; 3 . 3数 据 处 理 数据处理的流程图如图3 . 1 所示: 从流程图可以看出，空间数据的编辑处理要经过以下几个步骤 一、格式转换 格式转换分为二大类: 不同数据介质之间的转换， 即它是将各种不同的原 材料信息如地图、照片、各种文字及表格转换为计算机兼容的格式;第二类 是数据结构间的转换。而数据结构间的转换又包括同一数据结构不同组织形 式间的转换和不同数据结构间的转换。 本系统收 集到的 矢量数据是m a p g i s 产生的 * .w t . * .w l . * .w p 格式文件和 m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 产生的* .t a b格式的文件。 而开发系统所用的g i s 平台 是a r c i n f o ，因此要将数据转换为a r c l n f o 的c o v e r a g e 格式。 的原则和方法定义自己的对象分类码。 为了使系统中各种数据具有唯一性， 进行统一的编码， 编码代号用 g b表 示，代码使用0 一9 数字，代码长度为7 位，编码结构如下: x识别码 x二级码 洲一级码 x小类码 xx大类码 b g 综合课题数据，以己有标准、 规范为依据， 并考虑到数据的扩充等对数据 中的各类对象进行编码。具体编码表如下: 表3 一1 地质构造数据分类码 名称代码备注 矿产资源1 0 0 0 0 0 0 矿产资源要素1 1 0 0 0 0 0 地层 ( 构造层)1 1 1 0 0 0 0 岩浆岩1 1 2 0 0 0 0 稳定性评价要素2 0 0 0 0 0 0 物化遥评价要素2 1 1 0 0 0 0 重力异常21 1 01 0 0 重力等值线2 1 1 0 1 1 0 重力异常特征线2 1 1 0 1 2 0 航磁异常2 1 1 0 2 0 0 航磁等值线2 1 1 0 2 1 0 航磁异常特征线2 1 1 0 2 2 0 化探异常21 2 0 0 0 0 有色金属异常分布21 2 0 1 0 0 遥感异常2 1 3 0 0 0 0 遥感影像解译分区2 1 3 0 1 0 0 地质评价要素2 2 0 0 0 0 0 褶皱 2 2 1 0 0 0 0 背斜 2 2 1 0 1 0 0 向斜 2 2 1 0 2 0 0 断裂 2 2 2 0 0 0 0 第四纪活动断裂 2 2 2 0 1 0 0 逆冲性活动断裂 2 2 2 0 2 0 0 超大型断裂 2 2 2 0 2 1 0 大型断裂2 2 2 0 2 2 0 中型断裂2 2 2 0 2 3 0 小型断裂2 2 2 0 2 4 0 继承性活动断裂2 2 2 0 3 0 0 超大型断裂2 2 2 0 3 1 0 大型断裂2 2 2 0 3 2 0 中型断裂2 2 2 0 3 3 0 小型断裂2 2 2 0 3 4 0 隐伏断裂2 2 2 0 4 0 0 超大型断裂2 2 2 0 4 1 0 大型断裂2 2 2 0 4 2 0 中型断裂2 2 2 0 4 3 0 小型断裂 2 2 2 0 4 4 0 综合解译断裂2 2 2 0 5 0 0 超大型断裂2 2 2 0 5 1 0 大型断裂2 2 2 0 5 2 0 中型断裂2 2 2 0 5 3 0 小型断裂 2 2 2 0 5 4 0 环形构造 2 2 2 0 6 0 0 拱形隆起2 2 2 0 7 0 0 地震 2 2 3 0 0 0 0 温泉2 2 4 0 0 0 0 构造带 2 2 5 0 0 0 0 地壳稳定性分区2 5 0 0 0 0 0 区域地壳稳定性分区2 5 1 0 0 0 0 稳定区2 5 1 0 1 0 0 基本稳定区2 5 1 0 2 0 0 次稳定区 2 5 1 0 3 0 0 不稳定区 2 5 1 0 4 0 0 其他 9 0 0 0 0 0 0 二、对象码 在分类码的基础上， 对每类数据设计出其全部或主要的标识代码即i d号。 用于对某一数据库的某个实体，例如一条河流、一条道路、一个灾害点等， 进行查询检索，这种代码可以弥补分类码不能进行个体分类的限制，对象码 是根据具体系统的要求进行编制的。本次建立的数据库中 对象的标识码是采 用统一定义的形式， 其数据类型采用整型， 宽度统一采用5 位， 以i d为代号， 编码基 本上采用顺序规则 ( 自 上而 下、 从 左到 右) 进行编码; 并 要求在同 一 类型 的对象中代码不允许重复出现;对于在不同图幅范围内出现的同一对象，对 象代码尽量保持一致; 对于超大型断裂、 大型断裂， 环形构造、 地震的i d号， 均沿用行业提供的对象编号，使得数据具有一致性。对于没有名称的中小断 裂，均不给i d值，即令i d =o . 3 . 5致 据库 宝 又 计 数据库是 g i s的重要组成部分 ， 其主要功能是用于信息检索 ， 并且能 对专题数据进行覆盖分析和其他统计评价等决策支持 ， 这是 g i s其他功能的 基础 ， 其 设计的 好坏对g i s 整体 性能 影响十分大。 因 此 ， g i s 数据库设 计一直 是 g i s 研究的重点之一。 g i s软件由于其对象的特殊性，使其数据库技术与通用数据库技术相比 有着自 身的特点，体现这些特殊性是 g i s 软件数据库设计成功的重要评价标 准。 1 .数据库容量大 g i s面对的是地学及其相关对象，而在客观世界中它们所涉及的往往都 是地球表面信息、地质信息、大气信息等极其复杂的现象和信息，所以描述 这些信息的数据容量很大，容量通常达 g b级。 2 数据库具有高可访问性 g i s所研究的地学及其相关对象内部之间具有极大的关联性，在进行一项分 析功能时，往往涉及到大量不同类型的数据，所以 在数据库内部必须能够很 好地进行数据通信和协调，否则极易造成数据库混乱。同时， g i s软件要求 具有强大的信息检索和分析功能， 这是建立在其数据库强大支持的基础上， 需要高效访问大量数据，特别是一些分析功能本身具有人工智能的性质。在 分析时，不但要读取大量的实体数据，而且要读取大量的规则数据，同时还 要存储大量生成规则，这些都要求数据库具有高稳定性的可访问性。另外 ， 随着网络的快速发展和普及 ，g i s 软件出现了网络化的趋势。g i s软件分布 于网 络各个主机系统及工作站， 数据库服务的 不再是单一客户 ， 而是不确定的 多个用户，同时还必须支持远程访问功能 ， 这使 g i s数据库具有适应网络要 求的可访问性。 3 .数据库数据类型多 大量 g i s 是一种综合性系统，g i s 数据库存储的数据并不是单一性质的 数据，而是涵盖了儿乎所有与地学相关的数据类型。其数据主要可以分为三 大类 : 属性数据。 与通用数据库基本一致， 主要用来描述地学对象的各种属性， 一般包括数值、文本类型。 图形图像数据。与其他管理信息系统、经营系统等不同，地学对象需要 借助大量的图形图像来描述。在 g i s数据库的数据来源中 ，大量是以图形 图像形式出现的。如遥感提供了大量点阵图像数据;数字化仪提供了大量的 矢量图形数据 ;扫描仪提供了大量的各种类型的图像数据。 空间拓扑数据。是 g i s 数据库所特有的数据类型。g i s的一项重要功能 就是具有空间分析功能。 建立空间分析功能 ， 不仅软件要有空间分析模型， 而 且其数据库必须支持空间分析功能，即数据库储存了拓扑关系的数据，通常 空间拓扑数据与图形数据是合二为一的。 地质构造地理信息系统采用g i s 软件a r c / i n f o , a r c / i n f o自 身带有i n f o 数据库，但其数据库功能不强，且应用环境具有专有性，脱离其环境基本上 无法使用。无法方便地满足用户进行数据录入、编辑、存储等的需要。针对 这种情况，本系统采用了外部数据与内部数据相结合的管理方式 ， 即将来自 于非自 身系统的数据不集中在本身的数据库中 ， 在需要使用时 ， 通过某种关 联从其他软件系统中调入。这样 ， 在 g i s 软件中仅仅保持这种关联的数据 ， 不但数据量小 ， 而且可以利用其他软件进行操作 ， 充分实现数据的共享。 根据本次研究收集的资料和前面对空间矢量数据的分层定义特征，并结 合空间数据和属性数据结合的特点，确定了数据库中的主要实体， 究它们之间的关系， 性的二维表结构: 并通过研 确定了描述实体的主要属性，图 3 . 2列出了部分有代表 图层控制地震断裂属性表稳定性分区 i d t n t n a m e t e x t ( 3 0 ) l a y e r t e x t ( 2 0 ) l a y e r o r d e r t n t v i s i b l e b o o l d e f a u l t v i s i b l e b o o l s e l e c t a b l e b o o t, d a t a t y p e t n t r e n d e r b o o t, r e n d e r t y p e b y t e s y m b o l a l i g n t n t f o n t t e x t c h a r i n d e x t n t s i z e t n t c o l o r l o n g m i n s c a l e l o n g m a x s c a l e l o n g t a b l e t e x t s e a r c h n a m e b o o t, d a t a a p p s t y l e t n t l e g e n d t e x t ( 1 2 ) i d t n t y e a r t n t m o n t h t n t d a y t n t h o u r t n t m i n i u t e t n t s e c o n d t n t l o n s i n g l e l a t s i n g l e p l a c e t e x t s t r e n t h s i n g l e a c c u r a t e t n t i d l o n g n a m e t e x t ( 5 0 ) g m t e x t ( 5 0 ) z x t e x t ( 5 0 ) q x t e x t ( 5 0 ) q j t e x t ( 5 0 ) y x t z h m e m o d z h g z t z h m e m o d q w l t z h m e m o y p d g x m e m o z l l y t e x t ( 5 0 ) i d t n t d j i 盯 n a m