礦產資源規劃中的信息處理技術研究

劉光孟，汪云甲，李永峰

(1.中國礦業大學國土環境與災害監測國家測繪局重點實驗室，江蘇 徐州 221116；2.中國礦業大學環境與測繪學院，江蘇 徐州 221116)

國土資源部于2006年11月發布了《關于開展第二輪礦產資源規劃編制工作的通知》，全國31個省(區、市)也相應地結合本地自身的礦產資源現狀展開了第二輪規劃，在大力強調科學發展觀、循環經濟、低碳經濟和構建和諧社會的政策背景下，為了深入研究我國礦產資源勘查開發現狀和發展趨勢[1]，使此輪規劃站在高起點、具有高科技含量并能采用先進的科技手段保證規劃的快速、高效實施，根據國土資源部制定的規劃要求，通過利用自身的資源和技術優勢，實現礦產資源規劃信息化建設與管理。

為了能夠按照統一的信息化標準、規范和要求做好礦產資源規劃，針對規劃中涉及到的數據源獲取、圖形轉換和數據庫建設、管理與統一等信息處理技術，本文結合承擔的礦產資源規劃項目，將CAD制圖技術和地理信息系統(GIS)管理技術有機結合起來，探索出一條行之有效的礦產資源規劃信息處理技術，取得較好的應用效果。

1 國內外研究現狀

在國內，國土資源部先后兩次發布了礦產資源規劃的通知，對全國范圍內的礦產資源進行系統全面的統計、規劃和管理，相關的專家學者也不斷加強規劃中的技術探索，提高礦產資源規劃技術水平。任效穎對首輪全國礦產資源規劃管理信息化建設進行了系統的研究與總結，并對發現的問題提出了解決意見[3]；劉金平等基于GIS組件MapX開發了礦產資源規劃信息系統實現礦產資源規劃的科學化自動化管理[4]；閆金梅等利用MAPGIS和SQL Server對礦產資源規劃進行了數據庫建庫，實現了礦產資源規劃數據的共享和互操作[5]。

但現有研究絕大多數都集中在對最終圖形與數據的管理和維護上，很少從數據源的獲取到信息處理后形成最終規劃成果的過程和細節層次入手。文章將從這個角度對礦產資源規劃中信息處理中涉及到的圖形信息處理和圖形屬性建庫技術進行研究和探討，為礦產資源規劃提供支特。

2 圖形與屬性數據獲取及預處理

根據目前已經實施的礦產資源總體規劃編制指南及成果要求，規劃中所涉及到的信息處理主要有圖形信息的獲取與處理、屬性信息的編輯建庫和文本的編制說明。本節將結合承擔的礦產資源規劃項目對圖形屬性建庫技術進行研究探討。

2.1 圖形信息獲取及預處理

2.1.1 多種圖形數據源獲取

由于礦產資源規劃要求時間較短，規劃內容涉及該地區的旅游、交通、河流水系、礦產資源分布等多方面因素，而在短時間內完成這些因素的實地現場調查是不可能的，因此只能在已有的最新資料基礎上進行規劃，圖形數據源必然是多種多樣的。其中柵格圖形是最重要的一種圖形數據來源，主要為地形和地質掃描圖、通過購買或網上下載的衛星影像圖，其他則為矢量形式的MapGIS和Arcinfor格式的電子地圖。為了實現這些圖形的統一性，需要使用CAD和ArcGIS制圖軟件進行重新矢量化和編輯轉換。

2.1.2 圖形配準、矢量化與轉換

通過實地購買和網絡共享等方式獲取的柵格影像一般在地圖精度、空間坐標系統和數據格式上都有所不同，要使用地圖配準[6]將這些柵格影像的空間坐標統一起來，以便進行編輯轉換。不同軟件平臺提供的配準方法雖不一樣，但基本原理一致。在AutoCAD中裝載柵格圖像，使用CASS環境下的圖像糾正工具，選取或輸入四個控制點坐標，經過運算后便可得到糾正后圖形。若達不到精度要求，可以采用旋轉、縮放、平移等方式調整，經調整后的圖形基本上能滿足礦產資源規劃所需的精度要求。數據源充足的話，還可以使用其他數據進行補充和調整。

矢量化方法比較簡單，但工作量較大，為了后面的圖形管理方便，應建立多個圖層對相關的地形要素進行矢量化分層和分類管理，使用的工具主要是多段線，在矢量化過程中應當盡量保持圖形的連續性，編輯完成存檔后，再將柵格底圖去除，便可以得到所需要的標準矢量圖。

由于不同軟件平臺下圖形存儲的格式不同，因此要對不同格式的圖形進行轉換。AutoCAD矢量化得到的圖形主要為.dwg和.dxf格式，圖形操作簡單、快捷；ArcGIS存儲使用的主要為shape格式(.shp)、coverage的交換文件(E00)和數據庫Geodatabase文件(.mdb)或(.gdb)，支持CAD文件向gis格式文件轉換；MapGIS使用的主要是點文件(.wt)、線文件(.wl)、面文件(.wp)，支持MapGIS格式文件與CAD文件互轉及MapGIS格式文件與ArcGIS格式文件互轉，功能強大且有豐富的圖形編輯和屬性數據庫管理操作。這三個軟件的結合使用，讓礦產資源規劃的信息轉換處理更加準確、方便、快捷。

2.1.3 特殊圖形符號庫設計

特殊圖形符號庫設計包括：基本地形、地層巖層、采礦權范圍、探礦權范圍、開采礦種、礦山、礦點、規劃區中的鼓勵開采區、重點開采區、限制開采區、禁止開采區、鼓勵勘查區、重點勘查區、限制勘查區、禁止勘查區等符號。

綜上所述，HIV/AIDS患者一旦CD4+T細胞計數＜200個/mm3，不管有無臨床表現，都要警惕IFI的發生。G試驗和GM試驗聯合檢測可進一步提高IFI診斷的靈敏度和特異性，降低IFI的漏診率和誤診率，避免延誤治療或過度治療，從而改善患者預后、降低病死率。

為了統一并滿足規劃中符號規定，需要對ArcMap中的點、線、面圖形符號進行重新設計與管理，除ArcMap自帶的可選圖形符號外，其他符號則需要根據規程和國標重新設計。主要方法有：一，網上下載新的符號庫進行更新；二，根據已有的符號庫進行組合式設計；三，重新編輯和設計新的style符號庫文件。

2.1.4 圖表排版輸出

礦產資源規劃的重要內容需要以圖、表和相關文字描述的方式對評價結果進行闡述。為了能夠在規劃圖上插入相應的表格進行說明，一個簡單的方法就是在CAD中安裝excel插件，將在excel中統計編排好的表格用插件獲取并將其插入CAD中進行編輯，然后轉換成shape格式，添加到ArcMap中進行調整，為了保證輸出的精度能取得較好的效果，最好是安裝PDF插件，將圖形輸出成PDF格式進行打印。

2.2 資料收集與預處理過程

圖形屬性建庫所需的資料分為空間數據和非空間數據(即屬性數據)，空間數據是指表征地理實體空間的位置、大小、形狀、方向以及幾何拓撲關系的數據，其表達形式可以采用柵格和矢量兩種形式；非空間數據則是一些與空間實體密切相關的地理特性信息和描述信息，采用文本和表格來描述，但多采用表格來儲存[5]。

資料的收集與預處理是一個繁瑣的過程，針對要求規劃的單位提供的各種文字、表格、圖件甚至圖像、音像等資料，要根據規劃內容和目標成果的需要，進行去粗存精、去偽存真、總結、歸納等數據質量檢查，形成統一格式的數據進行存儲管理和編輯入庫。

3 圖形數據庫建庫

3.1 數據庫結構設計

依據國土資源部《省級礦產資源規劃數據庫建庫指南》，按照要求收集元數據信息后，為了結合ArcGIS平臺的使用，采用E-R模型結合指南進行數據庫建模，進行數據表模式管理，這些數據表包括礦山、礦區、礦種、采礦權和探礦權許可證、規劃區、治理區等，實現數據庫中的數據與實體聯系起來。

3.2 圖形與數據關聯

GIS是集數據和圖形于一體的軟件平臺，對于規劃中涉及到的屬性數據，采用GIS組織和管理數據的方式重新進行編碼分類、圖形編輯、屬性編輯，通過數據轉換可以把excel數據表導入ArcMap圖形屬性庫中并將其輸出保存為新的矢量圖形格式，通過后臺屬性數據庫中的唯一標識碼“FID”號可以將圖形和相應的圖形屬性一對一的關聯起來。

在layer工具欄打開屬性表，可以瀏覽每個圖形的屬性數據格式和內容，通過editor命令編輯、修改和更新其中的屬性數據，做到圖形與屬性數據的同步更新化。選擇select菜單按照屬性查圖形或圖形查屬性等方式，將地圖數據與屬性數據關聯起來，讓用戶對礦產資源規劃的要素更加明確，此外還可以進行疊加分析、緩沖區分析和統計分析等深層次的運用，為規劃、管理和領導決策提供幫助。

4 非空間數據處理

非空間數據是對圖形數據的說明，主要規劃表格和說明文本，除了為政府部門或企事業單位的決策者提供紙質文本形式的規劃說明外，也可以根據規劃的需要通過圖形和數據關聯技術將其作為圖形屬性數據進入后臺管理。

規劃表格包括礦產資源儲量、開發利用現狀、探礦權和采礦權現狀、產品(產量、需求量)及其預測、重點調查分區、基礎地質調查評價項目、資源勘查分區、規劃區及區塊、主要礦產“三率”規劃指標、礦山(整改、關閉、新建)規劃、(自然風景、文物古跡、地質遺跡)保護區、重點工程治理和土地復墾規劃區等二十多個表格，較為全面的統計和描述了該規劃區內的礦產資源利用狀況。

說明文本要以規劃區社會經濟發展的總體規劃為指導，闡述當地的規劃現狀和形勢、規劃的指導思想、原則和目標，結合當地的自然、人文、社會和經濟情況，特別是現有的礦產資源狀況，對收集到的實地圖形和表格數據進行分析說明，提出今后5～10年礦產資源開發使用的規劃，并提供保證規劃實施所應當具備的具體措施。

5 應用實例

根據國土資源部的統一部署，各省(自治區)市縣應在上級規劃的基礎上，進一步根據實際情況編制所屬區域的礦產資源規劃。在編制的規劃方案中，特別強調要嚴格按照規定建立礦產資源規劃數據庫，因此規劃中的信息處理工作非常重要。以某市礦產資源規劃編制過程中的數據處理為例。

經過多年開采，某市現已成為典型的煤炭資源枯竭型城市。針對這類資源枯竭型城市的特點，在實現礦產資源持續有序、綠色高效開采的同時，還要為未來城市后礦產資源時代的發展奠定良好的基礎。以礦產資源開發利用推動第二產業和第三產業的快速發展，并成為城市發展的支柱，實現資源枯竭型城市的發展轉變。

在深入了解以上地域情況的基礎上，通過數據采集、圖形矢量化、圖形轉換、屬性編輯、符號庫設計等多種信息處理手段，最終形成規劃成果圖。

6 結束語

通過GIS和CAD技術的良好結合，通過最大限度的利用信息資源實現了礦產資源的數字化管理與規劃，提供了一種從礦產資源規劃的圖形和數據獲取、預處理、建庫到成果顯示一體化的技術流程方案，解決了傳統礦產資源規劃中圖形數據獲取困難、數據管理難、處理過程繁瑣、實現精度不高、圖形與數據關聯等技術問題，縮短了規劃的時間，提高了規劃的效率，且使后續的規劃管理工作方便、高效、快捷，為礦產資源規劃編制的數字化、信息化提供了技術支持與幫助。

隨著GIS開發技術的成熟，將會有更多更新的技術被引進入礦產資源規劃中，特別是GIS突出的空間數據處理、查詢、管理和空間分析能力，將會進一步提高和實現礦產資源規劃的過程自動化及規劃成果的應用拓展。

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