基于ArcGIS的礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)研究

費明明，韓 璐

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；2.浙江財經(jīng)學(xué)院經(jīng)濟與社會發(fā)展研究院，浙江 杭州 310018)

礦產(chǎn)資源是國土資源的一個重要組成部分，是一種不可再生的有限資源，是人類生活和生產(chǎn)的基本原料之一，也是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。我國各級政府一直非常重視礦產(chǎn)資源的發(fā)展。2012年3月5日在十一屆全國人大五次會議上，國務(wù)院總理溫家寶在政府工作報告中指出，2012年中國將繼續(xù)實施積極的財政政策，更加注重對包括地質(zhì)找礦在內(nèi)的薄弱環(huán)節(jié)的財政支持。2012年1月7日，國土資源部部長徐紹史在全國國土資源工作會議的工作報告中提出，2012年要面落實《找礦突破戰(zhàn)略行動綱要(2011～2020年)》年度找礦任務(wù)，統(tǒng)籌礦產(chǎn)資源開源、節(jié)流和布局，增強資源可持續(xù)利用能力。

礦產(chǎn)資源規(guī)劃是各級國土資源主管部依法審批和監(jiān)督礦產(chǎn)資源勘查、開發(fā)利用和保護以及礦山生態(tài)環(huán)境保護的重要依據(jù)。開展礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)建設(shè)，以GIS數(shù)字化的管理代替?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)管理方式，利用先進的信息技術(shù)對規(guī)劃成果進行管理，能完成礦產(chǎn)資源規(guī)劃的有效管理，是實現(xiàn)礦產(chǎn)資源科學(xué)管理的重要舉措。近年來，國土資源部已將開發(fā)應(yīng)用各級礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理信息系統(tǒng)作為規(guī)劃的一項重要任務(wù)，先后下發(fā)了關(guān)于開展礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理信息系統(tǒng)建設(shè)工作的通知等一系列文件。本文根據(jù)礦產(chǎn)資源規(guī)劃信息化的需求，開展了基于ArcGIS的礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)的研究。

1 需求分析

國土部門的礦產(chǎn)資源規(guī)劃職能為組織編制和實施本級部門管理范圍的礦產(chǎn)資源保護與合理利用規(guī)劃、礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃、地質(zhì)勘查規(guī)劃、地質(zhì)環(huán)境規(guī)劃，并指導(dǎo)和審核市級下級國土部門的相關(guān)規(guī)劃工作。按照礦產(chǎn)資源規(guī)劃工作的職能和國土資源政務(wù)信息化建設(shè)要求,礦產(chǎn)資源規(guī)劃信息化建設(shè)目標(biāo)應(yīng)主要體現(xiàn)為以下幾個方面：對礦產(chǎn)資源規(guī)劃的科學(xué)研究提供信息服務(wù)、形成相關(guān)的信息化標(biāo)準(zhǔn)、對礦政管理系統(tǒng)中業(yè)務(wù)進行規(guī)劃審查、提供對礦產(chǎn)資源規(guī)劃的修編、為國土部門的礦產(chǎn)管理和科學(xué)決策提供信息化支持[2]。

開展礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)的任務(wù)應(yīng)該包含兩個方面：建立礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫和開發(fā)規(guī)劃管理系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)結(jié)合最新的信息技術(shù)、GIS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和要求進行。建立系統(tǒng)后在規(guī)劃管理工作中逐步推廣應(yīng)用,為規(guī)劃審查工作服務(wù)、為國土資源政務(wù)管理服務(wù)。以下對這兩項任務(wù)的目標(biāo)開展分析。

1.1 礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)

該任務(wù)是按照國土資源部統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，建立礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，滿足規(guī)劃數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、實時性要求，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的科學(xué)管理、更新和維護。礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)包含屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)庫主要用來存儲礦產(chǎn)資源規(guī)劃實施中涉及到的所有屬性數(shù)據(jù)，包括礦產(chǎn)資源規(guī)劃信息，管理類表格和證明類文件，以及各種規(guī)劃成果數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)庫主要包括標(biāo)準(zhǔn)地理底圖信息和礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀圖、勘查規(guī)劃圖、地質(zhì)要素圖、礦產(chǎn)資源分布圖以及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與保護規(guī)劃圖等空間信息。

1.2 礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)建設(shè)

其任務(wù)是為了提高礦政管理工作水平和滿足國土部門和社會各界對礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理的需求。應(yīng)按照國土資源部頒布的《礦產(chǎn)資源規(guī)劃實施管理辦法》為依據(jù)，立足于規(guī)劃工作的實際，滿足規(guī)劃國土部門實施礦業(yè)權(quán)審查以及規(guī)劃成果管理、查詢統(tǒng)計、分析、輸出的需要，實現(xiàn)對規(guī)劃數(shù)據(jù)的有效管理和充分利用，提高工作效率，為國土部門的科學(xué)決策提供信息服務(wù)、為社會各界提供了解礦產(chǎn)資源規(guī)劃的信息平臺[3]。

2 礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)

2.1 數(shù)據(jù)庫的組成

礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)要充分利用已有工作成果，同時與礦政管理的其他數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)通，與土地規(guī)劃、地籍?dāng)?shù)據(jù)庫也做好對接。礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫主要包含三個部分：規(guī)劃成果數(shù)據(jù)和規(guī)劃實施管理數(shù)據(jù)和規(guī)劃編制涉及的社會、經(jīng)濟數(shù)據(jù)等。從數(shù)據(jù)庫建設(shè)的角度，是按屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫進行建設(shè)，因此筆者也按這兩種類型開展分析。

2.1.1 規(guī)劃成果數(shù)據(jù)

規(guī)劃成果數(shù)據(jù)既有屬性數(shù)據(jù)，也有空間數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)主要為礦產(chǎn)資源的基本信息、儲量信息、開發(fā)利用現(xiàn)狀與規(guī)劃信息、礦產(chǎn)品需求量與產(chǎn)量預(yù)測信息、開采規(guī)模信息、礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理規(guī)劃信息等。空間數(shù)據(jù)主要為標(biāo)準(zhǔn)地理底圖信息和礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀圖、勘查規(guī)劃圖、地質(zhì)要素圖、礦產(chǎn)資源分布圖以及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與保護規(guī)劃圖等。

2.1.2 規(guī)劃實施管理數(shù)據(jù)

該數(shù)據(jù)一般是屬性數(shù)據(jù)，包括計劃指標(biāo)數(shù)據(jù)和項目審批數(shù)據(jù)。其中計劃指標(biāo)數(shù)據(jù)主要是礦產(chǎn)資源規(guī)劃控制指標(biāo)，如規(guī)劃指標(biāo)、計劃指標(biāo)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。項目審批數(shù)據(jù)主要是國土部門進行項目審批有關(guān)信息，存放審批辦公中涉及到的項目申請表、審批表以及各種資質(zhì)表單、證書信息等。

2.1.3 規(guī)劃編制涉及的社會、經(jīng)濟數(shù)據(jù)

實施礦產(chǎn)資源規(guī)劃是為了提高礦產(chǎn)資源對經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的保障能力，因此該數(shù)據(jù)庫中也應(yīng)包含相關(guān)的社會與經(jīng)濟數(shù)據(jù)。 屬性數(shù)據(jù)包含規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的人口信息、基礎(chǔ)設(shè)施信息、交通信息、環(huán)境信息、地方經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)等。空間數(shù)據(jù)主要為城市規(guī)劃圖、行政區(qū)域圖、水系圖、交通圖等。

2.2 數(shù)據(jù)庫建立流程

數(shù)據(jù)庫建立的流程主要包括資料收集、預(yù)處理，建立空間和屬性數(shù)據(jù)庫，開展元數(shù)據(jù)處理并建立元數(shù)據(jù)庫，最終，將以上數(shù)據(jù)進行整合，形成礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，具體的工作流程如圖1所示[4]。在數(shù)據(jù)庫建立的過程中，按照行政區(qū)劃分為國家、省、市三個級別分類，為每個行政區(qū)劃創(chuàng)建單獨的圖形數(shù)據(jù)庫，將不同行政區(qū)劃的圖形數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)分別保存在各自的數(shù)據(jù)庫中，這種管理方式便于不同數(shù)據(jù)庫之間的自由轉(zhuǎn)換與掛接，使性能更加高效[4]。

3 礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)設(shè)計

3.1 總體架構(gòu)設(shè)計

從總體上來看，礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)的架構(gòu)分為四層，如圖2所示。基礎(chǔ)設(shè)施層是系統(tǒng)運行的軟硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，包括操作系統(tǒng)、ARCGIS軟件、SQL SERVER軟件、服務(wù)器、機房以及互聯(lián)網(wǎng)、國土資源政務(wù)網(wǎng)、局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。數(shù)據(jù)層包括規(guī)劃成果數(shù)據(jù)、規(guī)劃實施管理數(shù)據(jù)、規(guī)劃編制涉及的社會、經(jīng)濟數(shù)據(jù)等[5]。在實際存儲中，是按照空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫存儲。另外還有維持系統(tǒng)運行的支撐數(shù)據(jù)庫。業(yè)務(wù)層是構(gòu)建礦產(chǎn)資源規(guī)劃系統(tǒng)的各項業(yè)務(wù)模塊。此外，為了能夠與采礦權(quán)系統(tǒng)、探礦權(quán)系統(tǒng)、地籍系統(tǒng)、土地二調(diào)系統(tǒng)等系統(tǒng)相互共享數(shù)據(jù)，還提供數(shù)據(jù)共享接口。處于最頂層的是應(yīng)用層，通過對前面三層的構(gòu)建，形成了礦產(chǎn)資源規(guī)劃系統(tǒng)，給不同的訪問用戶賦予不一樣的權(quán)限和展示頁面。在系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，應(yīng)參照國土資源相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以避免形成信息孤島。礦產(chǎn)資源規(guī)劃系統(tǒng)與采礦權(quán)系統(tǒng)、探礦權(quán)系統(tǒng)、地籍系統(tǒng)等相互關(guān)聯(lián)，相互共享數(shù)據(jù)，共同為國土部門服務(wù)[6]。

圖1 礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建立流程

圖2 礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

3.2 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)的功能總共分為五個模塊，如圖3所示。

3.2.1 規(guī)劃成果管理

規(guī)劃成果管理包括圖件成果管理和文檔成果管理。主要是對各種圖件、文檔進行存檔、 調(diào)閱、查詢統(tǒng)計。能對各種圖件中專題圖層的圖形及屬性進行編輯，對圖層、圖例進行管理。提供圖件、文檔成果的各種表現(xiàn)形式的輸出[7]。

3.2.2 規(guī)劃審查管理

規(guī)劃審查包括采礦權(quán)、探礦權(quán)、調(diào)查評價、礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理等項目的規(guī)劃審查。能夠?qū)腠椖可暾垖傩员恚蓮奶降V權(quán)、采礦權(quán)等現(xiàn)有的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中自動提取。能夠?qū)ο到y(tǒng)中的國家法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境等信息進行管理，并在審查過程中自動提取這些信息給審查人員參考。提供填寫、打印和輸出審查意見表的功能。

圖3 礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)功能模塊

3.2.3 專題分析

提供針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的專題分析能力，對業(yè)務(wù)的開展提供輔助決策能力。對規(guī)劃指標(biāo)進行分析，對已審查探礦權(quán)項目和采礦權(quán)項目的統(tǒng)計分析，實現(xiàn)圖形查詢、拓撲查詢、屬性查詢、圖文互查等功能，數(shù)據(jù)分析主要實現(xiàn)疊加分析、緩沖分析、空間分析等功能。

3.2.4 數(shù)據(jù)輸出

主要將用戶查詢統(tǒng)計結(jié)果和規(guī)劃審查結(jié)果打印輸出。數(shù)據(jù)顯示包含文本模式、報表模式、地圖模式、專題圖模式，能夠用不同的方式輸出。

3.2.5 后臺管理

給系統(tǒng)運行提供支撐，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)參數(shù)，對不同用戶的權(quán)限進行管理，提供接口與采礦權(quán)系統(tǒng)、探礦權(quán)系統(tǒng)、地籍系統(tǒng)、土地二調(diào)系統(tǒng)共享。

4 基于ArcGIS的礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

通過以上的設(shè)計，本文采用的GIS平臺為ArcGIS9.3、開發(fā)工具為.NET2008、數(shù)據(jù)庫平臺為SQL SERVER2005完成系統(tǒng)的實現(xiàn)。基于這以系列軟件構(gòu)筑國土資源管理相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)，已逐步成為國土資源信息化領(lǐng)域的成熟的GIS解決方案。在數(shù)據(jù)庫的建設(shè)中，我們基于ARCGIS完成了建庫，按照數(shù)據(jù)集、要素類和圖幅導(dǎo)入到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的要素類中，進行批量數(shù)據(jù)的批量導(dǎo)入，并開展了數(shù)據(jù)入庫質(zhì)量檢查，包括數(shù)據(jù)基本情況檢查、位置精度檢查、屬性精度檢查、邏輯一致性檢查、數(shù)據(jù)完整性檢查、時間精度檢查[8-9]。在系統(tǒng)開發(fā)中，用ArcsDE管理圖形數(shù)據(jù)，利用ArcGIS Server完成B/S應(yīng)用系統(tǒng)的軟件開發(fā)，ArcSDE作為空間數(shù)據(jù)庫管理中心，與SQL SERVER2005數(shù)據(jù)庫及ArcGIS Server應(yīng)用，構(gòu)成了一種三層體系結(jié)構(gòu)，如圖4所示。系統(tǒng)的建立，能夠滿足國土部門的礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理業(yè)務(wù)需求。

圖4 基于ArcGIS的礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

5 結(jié)語

礦產(chǎn)資源規(guī)劃是國土部門的一項重要業(yè)務(wù)，從信息收集編制過程到最終成果的表現(xiàn)，以及規(guī)劃的實施過程，都需要信息化手段的支撐。本文基于ArcGIS技術(shù)，對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，完成了礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，構(gòu)建出了礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)。系統(tǒng)的建立有助于國土部門對礦產(chǎn)資源規(guī)劃的有效管理、提高規(guī)劃水平，提升監(jiān)管能力。從長遠意義來看，能夠以信息化帶動規(guī)劃管理的科學(xué)化和規(guī)范化，對于充分發(fā)揮規(guī)劃的作用，提高礦政管理水平，以及促進礦產(chǎn)資源的持續(xù)快速健康發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實意義。盡管如此，礦產(chǎn)資源規(guī)劃和信息化建設(shè)是一項復(fù)雜的工作，需要在長期的實踐中不斷改進，結(jié)合業(yè)務(wù)需求和最新的信息技術(shù)逐步完善。

[1]王恒,韓作振,毛善君,劉橋喜.基于B/S結(jié)構(gòu)的礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)設(shè)計[J].中國礦業(yè),2006,15(7):17-19.

[2]任效穎.礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理信息化建設(shè)研究[J].國土資源信息化,2004(1):16-19.

[3]戰(zhàn)炤波,杜艦.北京市礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國管理信息化,2009，12(21):53-55.

[4]譚永杰,郭佳,徐仁勇,等.基于全國礦業(yè)權(quán)實地核查成果數(shù)據(jù)的礦政管理信息系統(tǒng)建設(shè)[J].中國礦業(yè),2011,20(7):50-55.

[5]王軍見.基于GIS的礦產(chǎn)信息管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].計算機工程與應(yīng)用,2006(26):228-232.

[6]劉光孟,汪云甲,李永峰.礦產(chǎn)資源規(guī)劃中的信息處理技術(shù)研究[J].中國礦業(yè),2011，20(12):32-35.

[7]李鐵鋼，高占普.市級國土資源管理部門“一張圖”建設(shè)應(yīng)注意的問題[J].國土資源,2010(3):49.

[8]尹蘭,向金海,文紅艷.基于GIS的礦政信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報：信息與管理工程版,2005(8):174-177.

[9]游江南,索萬和.基于GIS的礦產(chǎn)資源規(guī)劃審查信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].華北國土資源,2007(4):52-54.