礦產資源規劃數據庫建設中帶拐點坐標的規劃文本資料的成圖方法

劉福魁，曹世欣，張貴麗，彭觀峰

(1.山東省地質調查院，山東 濟南 250013；2.山東省地質環境監測總站，山東 濟南 250014)

0 引言

礦產資源規劃是落實國家礦產資源戰略、加強和改善礦產資源宏觀管理的重要手段，是依法審批和監督管理地質勘查、礦產資源開發利用和保護活動的重要依據。對于推進產業結構調整，實現資源與環境、經濟與生態的有機統一等方面具有重要的指導作用[1]。

《礦產資源規劃編制實施辦法》特別強調：礦產資源規劃數據庫是國土資源“一張圖”建設的重要組成部分，加快推進規劃數據庫建設，是以信息化帶動規劃管理科學化、規范化和精細化的必然要求，也是完善規劃數據體系，提高礦業權規劃審查精細度的現實需要。根據《礦產資源規劃數據庫標準》(簡稱“標準”，下同)和《礦產資源規劃數據庫建設指南》(簡稱“建設指南”，下同)的規定，規劃圖件由一系列的標準分層文件共同構成，如基礎地理圖層、基礎地質圖層和規劃專題圖層等。這些標準圖層都可以在收集已有圖件的基礎上，采用圖形掃描矢量化，經過點線編輯、圖面檢查、圖形校正、建立拓撲等過程生成[2]。

但是在規劃編制過程中，也往往會收集到大量非圖形方式的帶拐點坐標的規劃資料，如何將此類資料通過MapGIS軟件直接轉化生成《標準》和《建設指南》規定的專題圖層就顯得極為重要。該文采用MapGIS6.7軟件平臺，以《主要礦產資源勘查規劃區塊圖》和《主要礦產資源開采規劃區塊圖》[2]中的專題圖層生成為例，介紹通過實踐總結出的對不同坐標類型轉化處理的技術方法。

1 礦產資源規劃資料的標準化整理

《標準》中詳細規定了礦產資源規劃空間數據要素的圖層劃分及相關屬性表的字段構成。當收集到非圖形方式的帶拐點坐標的規劃資料時，就要按照《標準》的規定進行前期標準化整理。

1.1 礦產資源勘查規劃資料的標準化整理

《標準》規定“礦產資源勘查規劃分區”圖層的屬性表(KAGHQ)由7個屬性字段[3，4]組成：①規劃區編號；②規劃區名；③所在行政區名稱；④以代碼表示的規劃區類別(320201：鼓勵勘查區。320202：限制勘查區。320203：禁止勘查區)；⑤規劃區面積(km2)；⑥說明；⑦規劃編制時間[5]。

在礦產資源規劃編制過程中，可能會收集到以表格形式提供的勘查規劃資料。如“××市主要礦產資源勘查規劃區塊表”，就逐行列出了該市所有勘查規劃區塊的信息，這些分列表達的信息有：①區塊編號；②區塊名稱；③工作程度；④區塊面積(km2)；⑤拐點坐標(經緯度格式)；⑥主要礦種；⑦已設探礦權數量；⑧備注等。

對比《標準》規定的各屬性字段和收集到的勘查規劃資料表中各列的信息，可以看出《標準》規定的各屬性字段所需要填寫的屬性內容，都可以從所收集的勘查規劃資料表中獲得。從這些表中提取出《標準》規定屬性字段所需的信息，整理成圖1所示的“××市礦產資源勘查規劃分區.txt”文本格式，其中類似于“118°08′30″”的拐點坐標整理成“1180830”的形式：

圖1 整理后的礦產資源勘查規劃區塊文本格式

圖1中第一行為《標準》規定的“礦產資源勘查規劃分區”圖層文件中7個屬性字段的名稱[6，7]。第2行至第8行是一個勘查規劃區的信息，其中第2～7行為以經緯度拐點坐標圈出的勘查規劃區范圍，這里特別要注意的是必須按照順時針或逆時針的順序依次錄入各拐點的坐標；另外，雖然在“××市主要礦產資源勘查規劃區塊表”拐點坐標列中只記錄了一次起始拐點坐標，但就如第7行所示，只有最后再錄入一遍起始拐點坐標，才能在MapGIS中生成一條閉合的勘查規劃區范圍線。第8行是該勘查規劃區7個相應屬性字段的值，第9行“-9999”為結束符，表示其后是另一個勘查規劃區的信息。

1.2 礦產資源開采規劃資料的標準化整理

《標準》規定“礦產資源開采規劃分區”圖層的屬性表(KCGHQ)也由7個屬性字段組成，與“礦產資源勘查規劃分區”圖層中的名稱相同。只有“④規劃區類別”的代碼不同(330101：鼓勵開采區。330102：限制開采區。330103：禁止開采區)。

在礦產資源規劃編制過程中，收集到的“××市主要礦產資源開采規劃區塊表”，逐行列出了該市所有開采規劃區塊的信息，這些分列表達的信息有：①區塊編號；②區塊名稱；③區塊面積(km2)；④拐點坐標(直角坐標格式)；⑤主要礦種；⑥資源儲量單位；⑦儲量；⑧已設采礦權數量；⑨備注等。

從這些表中提取出《標準》規定屬性字段所需的信息，整理成如圖2所示的“××市礦產資源開采規劃分區.txt”文本格式，其中特別要注意的是表中“④拐點坐標列”所記錄的類似“39573397″”的直角坐標，要去掉前面的3度投影帶號“39”整理成“573397”的形式：

圖2 整理后的礦產資源開采規劃區塊文本格式

由圖2可以看出整理后的“××市礦產資源開采規劃分區.txt”文本類似于圖1中“××市礦產資源勘查規劃分區.txt”文本的格式。但二者的坐標描述格式存在差異，“開采規劃分區.txt”中的坐標是以米為單位的直角坐標，“勘查規劃分區.txt”中的坐標是以度分秒表達的地理坐標。

2 MapGIS軟件中所用投影參數

前面雖然整理好了規劃資料，但要想在MapGIS軟件中順利生成《標準》和《建設指南》規定的“開采規劃分區”和“勘查規劃分區”2類專題圖層，還需要在MapGIS軟件中正確設置投影參數[6，7]。首先是“橢球參數”和“坐標系類型”的設置。

2.1 橢球參數

橢球參數，即大地坐標參照系。習慣上所說的“北京54坐標系、西安80坐標系”，實際上指的是制圖時所依據的橢球體參數，采用不同的橢球，就會得到不同的坐標系。

1954北京坐標系，采用克拉索夫斯基橢球體(長半徑a=6378245m,扁率f=1/298.3)和1956黃海高程基準。該坐標系是蘇聯時期1942年坐標系的延伸，其原點不在北京，而在蘇聯普爾科沃。

1980西安坐標系，采用1975年IUGG(國際大地測量與地球物理學聯合會)第16屆大會推薦的橢球體(長半徑a=6378140m,扁率f=1/298.257)和1985國家高程基準。其原點設在西安西北的永樂鎮。

按《建設指南》規定，大地坐標參照系選用1980西安坐標系。

2.2 坐標系類型

由于地球是一個橢球體，其表面上的點只有選擇合適的投影方法投影到地圖平面上，才能制作出滿足各類需要的圖件。“地理坐標系”和“投影平面直角坐標系”是GIS軟件中常用的2種坐標系類型。

選擇“地理坐標系”意味著用經度和緯度表示地圖平面上的點，這時只需再設置“坐標單位”一個投影參數即可。

當選擇“投影平面直角坐標系”時，則會牽涉另一個“投影類型”參數的設置。

2.2.1 蘭伯特等角圓錐投影

也叫蘭勃特等角割圓錐投影，適用于比例尺≤50萬的圖件。選擇該投影類型后，除要設置“比例尺分母”和“坐標單位”2個參數外，還需要設置“第一標準緯度”、“第二標準緯度”、“中央子午線經度”和“投影原點緯度”等4個參數。

2.2.2 高斯-克呂格投影

選擇該投影類型后，除要設置“比例尺分母”和“坐標單位”2個參數外，還需要設置“投影中心點經度”、“投影區內任意點的緯度”、“投影帶類型”和“投影帶序號”等4個參數。其中“投影帶類型”又分為“6度帶”和“3度帶”。

6度分帶適用于比例尺在1∶25萬～1∶2.5萬之間的圖件；3度分帶適用于比例尺>2.5萬的圖件。山東境內所用到的投影帶如表1所示。

需要注意的是選擇“高斯-克呂格投影”后，如果圖件的經差范圍跨帶，一般取經差范圍占多數的那一帶的中央經線的經度作為“投影中心點經度”。

表1 山東境內的投影帶

3 MapGIS軟件中規劃專題圖層的生成方法

3.1 礦產資源勘查規劃分區圖層的生成

礦產資源勘查規劃資料經過標準化整理后，就可以啟用MapGIS“實用服務”子系統中的“投影變換”模塊進行“勘查規劃區塊專題圖層文件”的投影生成。

為了正確生成包含各勘查規劃區的線圖層文件，需要如圖3所示設置必要的投影參數。在“投影變換”主界面，點擊主菜單“投影變換”→“用戶文件投影變換”，出現圖3左上圖所示的對話框，先打開前面已編輯好的“××市礦產資源勘查規劃分區.txt”文本文件；再在對話框左下方“設置用戶文件選項”欄中點選“按指定分隔符”和“生成線”2項；然后點擊對話框中部的“設置分隔符”按鍵，會出現圖3右上圖所示的設置分隔符對話框。

圖3 投影生成勘查規劃區塊圖層文件的參數設置

按圖3右上圖所示進行分隔符設置。這里注意選擇“屬性名稱所在行”時，要選擇已編輯好文本文件的第一行；“線圖元屬性位置”選擇“屬性在坐標點后”。

最后如圖3左下圖和右下圖所示分別進行“用戶投影參數”和“結果投影參數”的設置。因為各勘查規劃區的拐點坐標是以“度分秒”的格式表示的，所以左下圖中坐標單位選的是“DDMMSS.SS”。右下圖中的投影參數是按照《主要礦產資源勘查規劃區塊圖》的成圖要求設定。

所有參數設置好后，點擊圖3左上圖所示的“投影變換”按鍵，MapGIS將會自動生成一個帶有《標準》規定屬性的、含該市所有礦產資源勘查規劃區塊的線圖層文件。

3.2 礦產資源開采規劃分區圖層的生成

在MapGIS中投影生成“開采規劃區塊專題圖層文件”時，步驟類似于“勘查規劃區塊專題圖層文件”的投影生成過程。

因為“開采規劃區塊”文本中拐點坐標是以米為單位的“平面直角坐標”，只有如圖4所示設置投影參數，才能正確生成包含各開采規劃區的線圖層文件。

圖4 投影生成開采規劃區塊專題圖層文件的參數設置

如圖4左上圖所示，在MapGIS中對于“平面直角坐標”而言，當橫坐標含投影分帶序號時，是8位數；進行“用戶文件投影變換”時，需要去掉投影分帶序號，就變成了6位數。所以當打開前面已編輯好的“××市礦產資源開采規劃分區.txt”文本文件，在圖4左上圖左側的顯示框中選中一行拐點坐標后，在圖4左上圖右側的讀取數據顯示欄下，橫坐標顯示6位數、縱坐標顯示7位數才是正確的。由于收集到的礦產資源開采規劃資料表中拐點坐標的投影分帶序號是“39”，根據表1可知其屬于3度投影分帶的平面直角坐標。所以要按圖4左下圖和右下圖所示分別進行“用戶投影參數”和“結果投影參數”的設置。

3.3 MapGIS投影生成的礦產資源勘查和開采規劃區塊圖層

最終投影生成的礦產資源勘查和開采規劃區塊專題圖層如圖5所示。從中可以看出整理好的“××市礦產資源勘查規劃分區.txt”和“××市礦產資源開采規劃分區.txt”文本中附于每個規劃區塊拐點坐標之后的屬性，在上述投影過程中已經與相應的圖元掛接在了一起。

圖5 生成的礦產資源勘查和開采規劃區圖層文件

按《標準》規定礦產資源勘查和開采規劃區塊專題圖層為區文件，而投影生成的為線圖層文件；因此還需要啟用MapGIS“圖形處理”子系統中的“輸入編輯”模塊，經過“線轉弧段”和“拓撲重建”等簡單的處理步驟，生成符合《標準》規定的礦產資源勘查和開采規劃區塊專題區圖層文件。

4 結語

在礦產資源規劃編制過程中，除了要收集本地區已有的圖件，在收集非圖形的規劃文本資料時，要給予那些帶拐點坐標的規劃資料以特別的重視。因為在建設礦產資源規劃數據庫時，這些非圖形的帶拐點坐標的規劃資料也起著舉足輕重的作用。

按照上述對含不同坐標類型的規劃資料的處理技術方法，可以比較容易地在MapGIS軟件中直接轉化生成《標準》和《建設指南》規定的規劃專題圖層。

參考文獻:

[1] 李洪奎,彭方思,王虹.礦產資源規劃的地位與作用——以山東省為例[J].山東國土資源,2012,28(2):47-51.

[2] 中華人民共和國國土資源部.礦產資源規劃數據庫建設指南[S].2007.

[3] 龔健雅.地理信息系統基礎[M].北京:科學出版社,2001.

[4] 黃杏元,馬勁松,湯勤.地理信息系統概論[M].北京:高等教育出版社,2001.

[5] 中華人民共和國國土資源部規劃司，中華人民共和國國土資源部信息中心.礦產資源規劃數據庫標準(試行稿)[S].2011.

[6] 中地軟件叢書編委會.MAPGIS地理信息系統使用手冊-數字制圖篇[M].武漢:武漢中地數碼科技有限公司,2005.

[7] 中國地質調查局.DD2006-05，地質信息元數據標準[S].2006.