基于GIS的地質勘察信息模型研究

周中成

摘 要：主要研究了基于GIS地質勘察信息模型的構建，介紹了GIS信息模型，分析了地質勘察信息系統的設計和應用，討論了地質三維信息模型的相關內容，旨在加強基于GIS地質勘察信息模型的構建，提高地質勘察工作的質量。

關鍵詞：GIS；地質勘察；信息模型；空間信息

中圖分類號：P208.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.112

近年來，我國地質勘探工作取得了長足的發展，這主要得益于現代化信息技術的應用。基于GIS地質勘察信息模型在地質勘察工作中扮演著重要角色，并且其所起的作用也越來越突出。本文主要分析了信息理論和實踐方法在地質勘察信息模型構建中的應用，希望通過建立基于GIS的地質勘察信息模型，為地礦管理部門、工程勘察單位和城區發展提供科學的依據，進而作出科學的決策，增強地質勘察企業的競爭實力。

1 GIS信息模型

GIS是地理信息系統的英文縮寫，它是指處理空間信息的科學技術，在地球空間信息科學中占有重要的位置。隨著科學技術的發展，GIS技術已經與現代化的信息技術相融合，憑借其自身的多方優勢，被廣泛應用于空間信息及其相關領域中。為了更好地分析和管理復雜領域的空間信息，可以利用相關技術建立信息模型，有效地解決GIS在地質勘察工作中遇到的問題，所以，需要構建功能全面的地質勘察信息模型，讓GIS技術發揮更大的優勢，使GIS地質勘察系統得到深層次的開發和利用。

2 地質勘察信息系統設計

2.1 信息系統總體構造

基于GIS的地質勘察信息系統主要包括功能表現、邏輯應用和數據服務3個模塊。功能表現模塊是指憑借圖形用戶界面提供相關的信息和功能，以實現用戶之間的交互；邏輯應用模塊主要是整個系統功能實現的核心，該模塊由底層空間數據引擎、數據管理插件、上層公用應用插件和各種專題組成構成，組件之間相互協調，組件越靠近底層，其性能越高；數據服務模塊則是存儲和管理各種信息數據，與其他制圖系統中的數據庫有差異，其中，所有的信息都是地質勘察工作中的原始數據。圖1為地質勘察信息系統架構。

地質勘察信息系統的3個模塊層面是1個開放性的結構體系，各組件之間的設計具有層次性，可利用系統功能實現相關

擴展、應用和維護。整個信息系統是由7個子系統組成的，每個系統又有不同的功能。

2.2 數據庫的設計原則

對于那些非空間對象，需要把地質勘察的靜態結構轉化成特定的物理數據庫模型，開發者編制相應的程序來維護各數據之間的關系，并嚴格遵循數據庫的設計標準設計。在設計數據庫時，盡量要建立詳細化的數據字典和元數據，各個編碼要保持一致，并要減少數據冗余，確保數據庫的可擴展性和科學性。

3 地質勘察信息系統的實現和應用

通過GIS地質勘察信息系統，可以匯總城市中的所有地質信息，將其統一儲存到數據庫中，消除信息孤島，從而統一管理基礎地形、基礎地質和地質工程勘察等信息，并實現圖文共享，進一步完善文件操作管理、工程數據信息查看、地圖瀏覽、圖像輸出和信息系統維護等功能。該信息系統主頁面是由菜單欄、工具欄、導航欄、標題欄和工作區組成的。用戶通過“視圖”菜單欄下的多個子菜單實現各種功能，并對其進行控制。下面主要介紹了其中幾個重要的功能。

3.1 地圖查詢和瀏覽

在瀏覽地圖的過程中，可對地圖進行放大、縮小、自由縮放、平移和各種視圖顯示等操作，因而要正確選擇相應功能的操作按鈕。通常情況下，有圓選、框選、點選和多邊形選擇等多種選項，在工具條上可以實現框選、點選和刪除的功能。

3.2 圖層管理

使用鼠標單擊圖例，就會彈出相應的菜單欄，其中，包含了“移除圖層”“新增圖層”等功能，根據實際需要就可設置圖層。針對當前的圖層，可以設置圖層屬性，例如“可見”“可選擇”等，并將其保存為Mxd文件格式。“瀏覽屬性”主要是查看當前圖層的信息屬性；“生成專題圖”是根據特定的需要生成特定的專題圖，通常包括“顏色漸變”“單值”“符合大小”和各種形狀變化的專題圖形。在圖層的控制和管理界面，可以設置圖層大小、顯示比例和圖層風格等屬性，當調整操作結束后，點按“生成”按鈕即可完成。

3.3 工程勘察數據管理

在工程勘察數據管理中，功能界面主要有編輯、查看、新增和刪除等選項。要根據“工程名稱”或“工程編號”等基本信息，點擊“查詢”按鈕查詢工程概況。另外，根據不同的需求，可以按照有關提示完成“打開工程”“刪除工程”“新增工程”“查看工程”和“編輯功能”等不同的操作。

4 地質三維信息模型

隨著地質勘察工作的快速發展，勘察信息系統也在不斷完善。但是，國內的地質勘探領域受到了多種因素的影響，地質勘察軟件還較為落后。在研究過程中，很多地質工程師主要是從二維空間上分析了地質勘察的相關工作。為了更好地研究地質勘察工作，現代勘察工作已經將信息模型推向了三維領域。三維信息模型的建立能夠直接勘察地質資源，從而為地質環境分析和綜合分析提供必要的數據支持。

受客觀條件的影響，目前，在地質勘察和對其的研究過程中，還是用描繪出的地質圖來展示勘探成果，進而導致勘察效果缺乏三維立體性和可視性，這也是當前“數字地球”實現過程中亟需解決的問題。地質體本身就是一個不規則的三維實體，可以將空間坐標作為獨立的參數，構建出空間地質模型，從而表達其復雜性和特殊性。盡管受到很多因素的影響，在建立三維信息模型的過程中存在一定的困難，但是，仍然取得了突破性的成果，為順利開展地質勘查工作提供了便利。在地質勘探工作中，場區內的各項數據比較容易獲得，但在獲取地下三維空間信息時，要經常使用工程探鉆法。通過勘探孔可以直接獲取詳細的巖土層分布狀況，取得的巖芯（土樣）還可以進行相應的室內試驗，進而獲得其物理力學指標。

由于鉆孔資料信息比較詳細、直觀、準確，所以，它在三維信息數據模型的構建中發揮了重要的作用。利用鉆孔數據構建三維勘察信息模型，已經成為了國內外相關領域的研究重點，并且取得了顯著的成果。地質勘察三維信息模型能夠全方位地分析地質勘察數據信息，具有高效性；通過地層實體建模和地層表面建模，可以使地質三維實體實現可視化，具有較高的使用價值。

5 結束語

基于GIS的地質勘察信息模型在地質勘察工作中發揮了越來越重要的作用，所以，需要加強對GIS等地質勘察技術的研究。優化地質勘察信息系統設計，提高GIS開發應用效率，可以發揮地質勘察信息模型更大的功能優勢，以便更好地為地質勘察工作服務。

參考文獻

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[2]包世泰，夏斌，蔣鵬，等.基于GIS的地質勘察信息系統設計與實現[J].地理與地理信息科學，2013，07（30）：19-20.

〔編輯：白潔〕