DGSS在礦產地質調查數據庫建設中的應用

吳衡+汪雅菲+王翔+鄧佳良

摘要： DGSS在礦產地質調查中采用人機交互的方式進行操作，可以實現從野外數據采集到成果數據建立全程數字化過程。根據礦調工作特點，項目利用該系統建立原始數據庫和成果數據庫，其中原始數據庫包括野外手圖、實際材料圖、剖面、探槽和樣品數據庫等；成果數據庫包括地質圖空間數據庫、地球化學數據庫、遙感數據庫、綜合成果數據庫及大比例尺綜合圖件數據庫等，并重點對礦調數據建庫步驟進行了說明，提出了建庫注意事項。利用DGSS建立的數據精度高、格式規范、內容豐富，有利于全國數字地質資料的統一管理、檢索、利用。

關鍵詞： DGSS；礦產地質調查；數據庫建設；數字填圖；安徽省宿松地區

引言

數字地質調查系統DGSS（DigitalGeologicalSurveySystem）是中國地調局地質發展研究中心開發的具有自主知識產權的軟件，是開發人員在2010年把原數字填圖和數字剖面等6大系統集成為一體化的綜合地質調查軟件[1]，該系統還結合了3S技術，被廣泛應用于基礎地質調查、礦產地質調查、資源儲量估算與礦體三維建模等領域。

礦產地質調查是國家基礎性、公益性的地質工作，主要內容有礦產地質填圖、地球化學勘查、地球物理勘查、重砂測量、遙感地質調查、礦產檢查、綜合研究等，內容復雜，且不同類型數據較多。

使用DGSS進行礦產地質調查，可以實現野外數據采集和成果數據表達等全過程的數字化[2]，其形成的數據規范標準、質量高、內容豐富，有效避免了傳統方法形成的紙質資料精度低、內容分散、不便保存和利用等缺點。其成果為地質礦產信息的靈活檢索、信息共享、擴大服務領域奠定了基礎，并大大提高了為社會提供服務的能力[3]，是實現地質調查信息化和地質大數據建設的必然趨勢。本文是筆者利用DGSS軟件在安徽省宿松地區進行礦產地質調查摸索總結的一些經驗，希望對后續建庫人員有所幫助，不足之處敬請批評指正。

1.項目概況

安徽省宿松地區礦產地質調查項目屬武當—桐柏—大別成礦帶地質礦產調查計劃項目。由中國地質調查局武漢地質調查中心于2014年4月進行公開招標，安徽省地質調查院與安徽省地質礦產勘查局311地質隊聯合競標并成功中標，之后在兩年內完成了全部工作。根據任務書要求，項目全程采用DGSS進行數據采集，并完成了數據庫建設工作。

野外數據采用基于DGSS的掌上機采集軟件RgMap2700完成，主要用于礦產地質路線調查、剖面測制、槽探編錄、地球化學數據采集、遙感野外驗證、礦點檢查、異常查證、大比例尺填圖等工作。室內數據整理及建庫采用桌面DGSS數字地質調查系統完成。成果數據在原始數據的基礎上建立，主要有地質圖空間數據庫、地球化學庫、遙感庫、綜合成果數據庫等。依據《數字地質圖空間數據庫建庫標準》（DD2006-06）[4]和《戰略性礦產遠景調查數據庫建庫（數據字典）標準》[5]等相關標準建庫。數據庫建庫流程如圖1所示。

由于在礦調項目數據庫建設之前，中國地調局下達的區調項目已經率先進行了多次數據庫建設，相關的經驗總結也較多。而礦調中數字填圖和剖面等工作的建庫方法與區調的基本一致，因此本文僅作簡要說明，重點研究DGSS在礦調數據庫建設中的應用。

2.數據庫建設內容和方法

2.1原始資料數據庫

本次1∶5萬宿松地區礦產地質調查各圖幅的原始資料主要為數字填圖、剖面、探槽、樣品等數據。

數字填圖數據包括1∶2.5萬背景圖層、野外手圖庫、采集日備份、圖幅PRB庫、實際材料圖庫等。背景圖層為地理信息，為數字化地理地圖，等高線要有高程屬性值等。野外手圖以不同路線號（如L1001等）為工程文件進行組織管理，建議整個項目分圖幅和分組統一管理路線號和地質點號，避免出現重復地質點號造成數據丟失。采集日備份數據庫存放掌上機在野外采集的第一手路線數據。圖幅PRB庫為整理好的野外手圖庫入庫匯總而成。實際材料圖庫繼承圖幅PRB庫野外路線實體觀測數據點、線采集層及標注圖層，同時自動生成GEOLABEL.WT、GEOLINE.WL、GEOPOLY. WP3個文件，分別存儲地質代號標注、地質界線、地質體。實際材料圖經過屬性提取、整飾、加圖例、拓撲檢查無誤后投影到1∶5萬編稿原圖中，進一步整理完善，形成地質圖。

DGSS集成了數字剖面和探礦工程模塊，可以方便的在數字填圖與數字剖面、探礦工程之間切換。本次剖面工作主要為地質構造剖面和地質-地化綜合剖面，探礦工程為槽探或樣坎等。剖面數據檢查無誤后執行“地質填圖數據操作＼音影照片剖面數據導入＼剖面數據投影”，選擇相關剖面進行投影入庫，在“實測剖面瀏覽”中可實時查看剖面圖或柱狀圖。在實際材料圖界面下，執行“探礦工程數據＼單項或批量工程投影到實際材料圖”，可形成探槽平面展布圖，在實際材料圖中也可隨時調出查看素描圖。

樣品數據庫包括野外路線和剖面采集的樣品、化石。它們的空間位置要在野外采集，分析結果數據是在拿到分析結果之后逐項錄入。建議大家在接收紙質蓋章的測試結果同時，也要獲得一份Excel電子版結果。因為樣品分析結果數據均存儲在Access文件中，這樣可以實現Excel文件和Access文件的轉換，避免一個一個錄入造成的巨大工作量。

2.2成果數據庫

由于地質礦產圖空間數據庫是在地質圖空間數據庫的基礎上增加礦產相關內容形成的，而DGSS沒有專門的“地質礦產圖空間數據庫”模塊，因此地質礦產圖空間數據庫的建立需要在地質圖空間數據庫完成以后，將物、化、遙、礦產等數據庫融合到其中。本次建立的成果數據庫主要有地質圖空間數據庫、地球化學數據庫、遙感數據庫、綜合成果數據庫及大比例尺綜合圖件等，不同項目根據任務需要還可建立地球物理數據庫、重砂數據庫等。endprint

2.2.1地質圖空間數據庫

礦調中地質圖空間數據庫建庫步驟跟區調的一致，均要繼承編稿原圖的數據。地質圖空間數據庫包括基本要素類、綜合要素類、對象類和獨立要素類數據集。其中要素數據集是共享空間參考系統的要素類的集合，在地質圖數據模型中，由地質點、面、線實體類構成。對象類是一個表，存儲非空間數據，在地質圖數據模型中，一般一個要素類對應多個對象類[5]。建庫標準中規定了基本要素類數據集15個、綜合要素類數據集8個、對象類數據集12個，獨立要素類數據集5個。建立了1∶5萬張家榜幅、楓香驛幅、停前街幅、破涼亭幅地質圖空間數據庫。

2.2.2地球化學數據庫

地球化學數據庫，主要包括水系沉積物測量原始采樣點位圖及分析測試數據、區域地球化學元素等值線圖、區域地球化學元素異常圖、區域地球化學元素綜合異常圖等。本次在1∶5萬編稿原圖庫平臺下建立了張家榜幅、楓香驛幅、停前街幅、破涼亭幅地球化學數據庫，包含了Cu、Pb、Zn、Au、Ag等24個元素全部分析數據，并建立了各元素等值線圖和單元素異常圖，全區共圈定了38處綜合異常。在建庫之前，化探項目組已經完成了化探采樣并使用了金維圖文信息科技有限公司研發的“地學信息處理研究應用系統（GeoIPAS）”進行數據處理，原始點位圖已經建立，各種圖件已經成圖，只是屬性結構不符合建庫要求，故只需簡單處理即可滿足建庫要求。

（1）原始采樣點位數據：本次化探原始采樣點屬性結構與《戰略性礦產遠景調查數據庫建庫（數據字典）標準》中“水系沉積物分析測試數據表”中屬性結構不一致，需要手動建立DATE_GEOCHEMICAL_STREAM.WT文件，合并原始數據，修改屬性結構中字段名稱、字段類型、字段長度、小數位數等。字段類型是指數據存儲的類型，一般包括字符型（C）、單精度數值（S）、雙精度數值（D）、長整形（L）、整形（I）等[5]，該類型要與建庫標準一致。

（2）地球化學等值線圖：DGSS在增加地球化學等值線圖時，默認只生成“元素_GEOCHEMIISOLINE_STREAM. WL”線文件。本次生成的等值線文件有部分屬性與標準中不一致，因此，要進行數據標準化處理。在“物化遙數據操作＼物化探數據結構標準化”菜單下，選擇“地球化學元素等值線圖/異常圖結構”，在打開的對話框中選擇需要結構標準化的文件（點、線、面文件均可），將所有需要結構標準化的文件處理完，之后完善相關內容即可。注意：其他軟件生成的數據，必須轉換成DGSS能識別的文件，子圖符合DGSS要求，如有的軟件使用不同的slib庫導致子圖顯示不一致。本次加入的等值線圖中極大值、極小值的正、負號子圖顯示錯誤，需進行統一修改。

（3）區域地球化學元素異常圖：其處理方法基本與地球化學等值線圖的相同，本次采用襯度法異常下限作圖，部分屬性與標準不一致，屬性結構標準化后，補充了圖幅名、異常類型、異常特征等內容。程序默認生成線文件，也可增加異常值標注點文件或者各元素顏色區文件，最后生成的“元素_GEOCHEMIANOMALY_STREAM.*（*為WL/WT/WP文件）”放在“＼數字填圖＼地球化學”文件夾中。

（4）區域地球化學綜合異常圖：本次提供的異常線文件無屬性內容，需要在數字填圖系統生成指定幾個元素的線文件，格式為“元素1+元素2+……元素n_ANOMALY_STREAM. WL”，然后手動合并線文件并填寫相關屬性。由于全區為礦調聯測，異常進行了從上往下、從左到右統一編號，異常圖經過分幅裁剪后分配到“＼數字填圖＼地球化學”文件夾中。

對有的項目沒有點位圖的要進行MAPGIS“投影變換”生成點文件，沒有等值線圖等的，DGSS也提供了成圖功能，可點擊“綜合數據處理＼等值線圖”，在出現的對話框中一步一步地操作即可完成。

2.2.3遙感數據庫

遙感數據庫以遙感影像數據及地質解譯成果為主。本次該數據庫包括MAPGIS圖像格式（MSI）遙感影像圖、遙感羥基異常和鐵染異常、推斷線性構造、環形構造四部分。先進行了統一的解譯工作，然后分幅裁剪存儲到各圖幅中，遙感影像生成MSI文件放在圖幅PRB庫中，解譯成果主要包括：遙感異常-RsAnomaly.WP，推斷線性構造-RsLinear.WL，推測環形構造-RsRing.WL等，存儲在“＼DGSData＼圖幅號＼數字填圖＼遙感”文件夾中。具體操作方法如下：

（1）遙感影像圖制作

根據購買來的遙感影像圖，確定影像圖的成像方式、工作波段等特征，然后在MAPGIS軟件“圖像分析”模塊下，進行影像圖與地形圖配準，為下一步遙感解譯工作做準備。

（2）遙感羥基異常和鐵染異常圖層

因遙感組利用PCI9.0為信息提取平臺，應用了“去干擾異常主分量門限化技術”進行PCA，已經形成相關數據，只是數據不符合建庫要求，所以要進行配準后手動建庫。具體步驟為：在“物化遙數據操作＼成果數據新增＼遙感推斷地質構造”菜單下，選擇“遙感異常圖層”，用鼠標左鍵在圖上相應位置點擊形成異常范圍輪廓，系統自動形成RsAnoma- ly.WP區文件，也可根據已有文件合并到區文件中，填寫相應的屬性即可。

（3）推斷線性構造和環形構造

推斷線性構造和環形構造的解譯標志主要為線性影紋等和環形影紋等，根據DGSS提供的“物化遙數據操作＼成果數據新增＼遙感推斷地質構造”菜單，選擇“推斷線性構造或環形構造圖層”，形成相關線文件，完善屬性內容即可。

2.2.4綜合成果數據庫

綜合成果數據庫主要是與礦產有關的數據庫。本次對全區無礦權的化探異常及部分單元素異常高值點進行了異常查證工作，共檢查了10處。對區內已知主要金屬、非金屬礦點篩選10處進行礦點檢查工作。根據測區成礦地質特點，建立了全區成礦規律與成礦預測數據，提交預測遠景區4個、找礦靶區3個、地質工作部署建議圖層3個。還完成大比例尺（1∶10000）相關地質工作，建立了安徽省宿松縣柳坪地區和安徽省太湖縣酸棗嶺地區實際材料圖和地質圖數據等。endprint

綜合成果建庫，要求建庫人員對項目成果熟悉，因此其他人員或只負責信息操作人員不能勝任該項工作，建議由項目核心成員來完成。

（1）異常查證結果表和礦點檢查結果表操作

操作步驟較簡單，對計算機技術要求不高。在“物化遙數據操作＼成果數據新增”菜單下，選擇“異常查證結果表或礦點檢查結果表”，在圖上相應位置點擊鼠標左鍵，自動增加一個AnomalyCheck.WT或OreCheckResult.WT，填入屬性內容和X、Y坐標，點擊重投影，點子圖自動移動到準確空間位置上。

（2）成礦規律與成礦預測數據操作

在“物化遙數據操作＼成果數據新增＼成礦規律與成礦預測”下分別選擇“礦產遠景區預測圖層”“找礦靶區圖層”“工作部署建議圖層”，生成三個相應的區文件：PredictedProspectiveArea.WP、TargetArea.WP、WorkPlan.WP。點擊鼠標左鍵圈定相應區域，分別建立各區圖層，完善屬性內容。另外還有其他7個圖層可供選擇建立。屬性完善之后，執行“物化遙數據操作＼自動給圖層附實體代碼”，選擇相應的圖層，系統自動給各圖層附要素編號。

2.2.5大比例尺綜合圖件

礦調工作難免會有大比例尺填圖等工作，如果已建立了1∶1萬地質數據，在1∶5萬實際材料圖中加入1∶1萬工作范圍線框，就可以隨時調出查看。具體操作步驟如下：

打開實際材料圖界面，選擇“地質填圖數據操作＼大比例尺綜合圖顯示”，系統自動生成一個線文件：LARGESCALE_AREA.WL；在線編輯菜單下輸入一個工作范圍圖形，再次執行顯示大比例尺綜合圖，選擇圖形，在調出的對話框中輸入相應的屬性，要求在研究區代號屬性欄中填入與要調用圖件工程文件名完全一致的名稱；單擊對話框底部“選擇數據的路徑”，將要調用的圖件路徑選擇好后，系統自動將調用的文件復制到“＼數字填圖＼大比例尺綜合圖”文件夾中，點擊“大比例尺圖”，就可查看相關圖件。

以上步驟可重復進行，也就是可生成多個圖框，相當于每一個圖框代表了一種圖的“超鏈接”。

2.2.6其他數據庫

根據工作任務不同，會有不同的數據庫，DGSS還提供了其它數據庫建庫功能，如地球物理數據、重砂數據等。地球物理數據庫建庫內容主要有高磁原始采樣位置圖、高磁等值線圖、平面剖面圖等三類；自然重砂數據庫主要有自然重砂礦物異常數據庫等，其操作主要在實際材料圖或編稿原圖界面下進行，具體建庫步驟與地球化學建庫相似。由于本項目沒有以上工作任務，故沒做相關數據庫，只是收集了相關資料，進行空間位置配準后加入地質圖中。其具體操作可參照DGSS操作指南。

3.建庫工作體會及注意事項

本次利用DGSS進行礦產地質調查數據庫建設，筆者全程參與了野外數據采集，并獨立完成成果數據庫建設。現將建庫工作中一些體會和注意事項總結如下：

（1）DGSS整合了絕大多數地質礦產調查建庫功能，功能強大，優點多。它提供了一種全新的數據采集模式，可以實現全程數字化，為地質圖空間數據庫的無縫集成、融合和應用提供了可操作平臺，地質人員可借助系統提供的一套完整的技術方法和工具，方便地對不同階段的資料進行繼承和綜合分析，從而縮短了建庫時間[6]。但是該系統也有待完善之處，存在一些不足或系統BUG，雖不影響整個建庫大局，但是得引起注意。如野外數據采集系統缺少現場連圖、現場標注等快捷方式；在桌面系統中，數據修改只能單向操作，回填功能有待加強；瀏覽基本要素類線屬性出現界線左右地質體代號相同的錯誤顯示。

（2）數據庫建庫內容多，信息量大，如果不認真檢查，經常會出現一些問題，如數據邏輯關系不正確、數據屬性不完整、坐標點重疊、投影參數錯誤、拓撲不一致，成果數據庫中各類數據統計數量與成果報告數有出入等錯誤。由于成果數據與原始數據是繼承關系，因此原始數據的正確性顯得尤為重要。筆者在工作中最大的體會是如果原始數據整理及時并且完整無誤，后面的工作就輕松很多，如果前者有問題，入庫后再返回修改，不但造成工作積壓，而且影響后續工作的進程。因此建庫時一定要結合系統自帶檢查工具認真檢查，消除錯誤后方可進行下一步工作。

（3）建庫要求統一數據格式、地圖參數和系統庫。本次成果數據庫全部在WindowsXP操作系統下使用DGSS軟件建庫，數據庫數據除MDB和MSI格式外均為MAPGIS格式，格式版本為MAPGIS6.7。數據投影參數：坐標系類型：投影平面直角；橢球參數：“西安80”；投影類型：高斯-克呂格；數據單位：毫米。數據比例尺：原始數據為1∶25000，地質圖及其它成果數據比例尺為1∶50000。數據庫提交目錄結構按DGSS自動生成的數據組織結構，各數據庫目錄應該進行壓縮存盤，并清除無用的臨時文件、空文件。

4.結語

DGSS采用人機交互的方式進行數據采集和整理，可以全程無紙化操作，且功能齊全，可應用于礦產地質調查各個方面，真正實現“數字礦調”。它改變了傳統地質信息采集和存儲方式，提高了數據精度和利用效率。它可以通過標準化、程序化的方式把繁雜的地、物、化、遙、礦產等內容進行整合，形成統一規范多樣的原始數據和成果數據，便于全國地質資源統一管理、檢索，也有利于全國性的成礦遠景區規劃和礦產資源潛力評價。

隨著地質云、智能地質調查的提出，以及北斗衛星的使用，相信未來DGSS會更加完善，地質數據地采集更加智能和便捷，數據內容也將更加直觀和豐富，數據地使用更加頻繁和高效，地質信息化服務水平越來越高。

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