ARCGIS數據庫在礦產資源規劃中的實際應用

孟志勇，付義琴，譚 馨

(云南省地質礦產勘查院，云南昆明 650051)

2015年云南省隨同全國開展了第三次市、縣級礦產資源規劃。該規劃主要服務于市、縣級國土資源部門建立和完善礦業權的管理和設置，保障礦產資源安全供應，推進資源利用方式根本轉變，加快礦業轉型升級和綠色發展，深化礦產資源管理改革，促進國家礦業經濟持續健康發展，此規劃是各級國土資源部門審批、監督管理地質礦產勘查、礦產資源開發利用和資源保護活動的重要依據。

1 應用Arcgis數據庫的背景

在前兩輪開展的礦規中采用以Mapgis點線面格式為基礎的數據存儲模式作為數據庫建設的平臺。Mapgis平臺數據庫的優點是成圖簡單直觀，出圖美觀，圖面內容易修改。但是缺點也是顯而易見的，其數據結構對于字段長度的存儲有限，自帶的屬性內容檢索和運算功能匱乏，對后期海量成果數據的維護和更新，依靠過多的數據、圖形和報告文字。規劃中需要精確拐點坐標存儲的數據(諸如采、探礦權)，和有大量屬性交叉運算(諸如開采、勘查規劃)所需的區塊，用Mapgis數據格式進行存儲和使用顯得極其困難。其次Mapgis文件屬性表與Access數據庫不能直接進行屬性內容的瀏覽和修改，必須借助Mapgis平臺中間性的.bdf文件相互轉換來實現，不利于礦產資源大數據的后期更新和維護。因此全國新一輪礦產資源規劃，就以Arcgis要素為存儲模式的數據庫建庫平臺孕育而生。

2 Arcgis建庫的原理與流程

2.1 Arcgis數據庫建庫準備及原始數據處理

通過前期的資料收集工作，將龍陵縣礦產資源規劃所需的數據進行收集和整理分類。將縣域內相關的礦產資源規劃數據分為四大類：

(1)地理類：包括水系、居民地、基礎設施、水系、公路、鐵路、行政界線、自然與歷史文化保護區；

(2)地質類：包括地層、巖體、地質界線、主要構造；

(3)礦產資源現狀類：包括縣域范圍內的礦點、礦山、規劃基期已有的探礦權、采礦權；

(4)礦產資源規劃類：包括調查評價區、重點礦區、勘查規劃區塊(探礦權)、勘查規劃分區、開采規劃區塊(采礦權)、開采規劃分區、砂石粘土開采區、勘查開發基地、礦山治理區。

這四類數據在創建之初的數據格式均采用mapgis點線面格式，使用的是平面直角坐標系統，方便后期的出版成圖。

2.2 Arcgis數據庫的建庫流程

可分別按以下步驟進行

(1)將以上四類數據通過mapgis軟件自帶的轉換工具，轉換為Arcgis平臺的.shp格式文件，并對所有文件進行了投影變換，生成以度為單位的地理坐標系文件，并在轉換后對相應數據的屬性內容進行核對和補充。其中，針對規劃中采礦權(新、老)、探礦權(新、老)、砂石粘土開采區這五個核心的圖形數據，則運用了礦規專項下發的基于Arcgis平臺開發的區劃編錄系統，對其進行了專門的數據整理錄入，確認無誤后直接生成對應的.shp文件(圖1)。

圖1 礦產資源規劃區劃數據編錄軟件導入采礦權數據示意圖

(2)通過Arcgis的Arcatalog建立龍陵縣礦產資源規劃空間數據庫Geodatabase，數據格式為.mdb，。在個人數據庫中創建相應四大類的要素數據集并命名，定義四個要素數據集的投影參數均為西安80地理

坐標系，用于裝載轉換后成果數據。shp文件(圖2)。

圖2 ArcCatalong中建立規劃數據庫要素數據集分類圖

圖3 要素數據集中要素屬性表導出示意圖

(3)將對應的.shp文件規劃數據逐一裝入要素數據集中。此過程中值得注意的是，.shp文件作為單一文件存在的時候，其存儲的屬性項中雖然支持文本格式，但是不能存儲超過256字節的.shp文件，而要素數據集的建立則彌補了這個問題。對于比單一.shp文件更高級的數據儲存模型而言，要素數據集中管理的要素文件，可以存儲最高2147483647個字節的屬性內容，這樣我們就能將含有海量屬性內容的文件無損的放入Geodatabase數據庫中，解決了Mapgsi數據庫無法解決的儲存問題，也能夠更加精確的管理采、探礦權等數據文件。這樣整個規劃需要的圖形數據就完全規范到了Arcgis平臺的Geodatabase數據庫中。

(4)規劃中涉及的表格文件通過Access數據庫統一存放，建立龍陵縣規劃附表數據庫D1-530523-2015規劃附表.mdb。通過兩個途徑進行表格數據的錄入，一是利用Arcgis平臺與Access數據庫格式的無縫銜接，將要素數據集文件中對應的屬性表導出到D1-530523-2015規劃附表.mdb中(圖3)，這樣規劃附表的內容及結構就和與之對應圖層文件一致，這是Arcgis數據庫相對Mapgis數據庫無法比擬的數據優勢。二是針對沒有圖件數據為基礎的表格，則采用直接在規劃附表.mdb中逐一掛接Excel表格的方式錄入。這樣就完成了龍陵縣規劃數據庫的建設，并保證了庫中數據的圖表一致性。

3 Arcgis數據庫的數據管理和后期維護

基于Arcgis平臺的數據庫對礦產資源規劃數據的儲存和后期維護具有一定的優勢。

3.1 便于后期管理和維護

Arcgis軟件平臺的.shp圖形文件自身具有強大的屬性計算和圖形拓展功能，并能將圖形自身屬性表運算的結果以圖形的方式輸出。相對于mapgis文件單一的圖形屬性表只能導出作為Excel表格使用所不同的是，Arcgis軟件平臺中.shp文件所攜帶的文件屬性表可以在Arcmap中進行屬性間的運算和統計。屬性項數據之間的運算和統計以SQL查詢語言為基礎，不僅兼顧了圖形文件的幾個基礎屬性項(XY坐標、周長、面積)的計算，還可以統計圖形區塊中不同屬性項的分組結果。

在實際運用規劃數據的過程中，我們需要統計各規劃區塊的面積周長拐點坐標等基本的圖形信息，可以在.shp文件要素屬性表中建立對應的新字段，如Area(面積)屬性項，運用屬性表自帶的計算幾何功能就能計算出圖形區塊中不同ID號的區塊的面積，并將計算的結果加入到屬性項列中。我們如果需要從上百個礦點中找到開采模型為中型以上的礦點單獨進行研究，這時只需要運用屬性表中的字段計算器將礦點規?！葜行偷膶傩詳祿M行篩選，并將含有篩選結果的點文件導出成為一個新的點文件。這些運用不僅可以提供我們直觀的統計結果，還做到了圖形和屬性表的一致，大大方便了我們日常對于規劃數據的使用，同時也便于后期數據的更新和維護。

3.2 便于數據自身信息挖掘

Arcgis軟件中還包含一個更為強大的運算工具Arctoolbox，它能幫助我們對Arcgis軟件平臺中的圖形文件進行圖形和屬性的對比分析和統計，并能與其他行業的圖形數據進行疊加使用。

在實際運用規劃數據的過程中，我們如果需要統計某縣的砂石集中開采區范圍內的采礦權數量、探礦權數量、礦點數量、礦產資源儲量等信息。我們只需運用Arctoolbox分析工具中的疊加分析功能，將這塊砂石集中開采區分別與該地區的采礦權、探礦權、礦點圖形進行疊加分析工具中的相交運算，得出相交的圖形文件后，對其進行所需屬性項的表格統計即可。

另外Arctoolbox還提供了圖形數據的投影變換、圖形拼接、圖形數據與航片衛片之間的疊加以及基于.shp的3D建模等海量的數據處理功能。通過這些功能的運用可以更好地挖掘規劃數據的信息潛力。通過與當地國土部門的航片、衛片、氣象、水文、宗地等圖形圖像數據的疊加分析，使得規劃數據更好的運用到其他領域，從而形成一個完善的自然資源管理體系，更好的滿足政府各個部門的實際工作需要。

3.3 方便第三方使用

Arctoolbox的轉換工具具有強大的數據轉換功能，使得Arcgis數據與國際通用數據(如Cad、Mapinfo等)間的轉換比較方便。這樣有利于其他行政管理(如交通、水利、林業、氣象)等部門對自身需要的圖形及表格數據的提取和使用，同時能將相應行業反饋的數據進行轉換后，及時地添加到礦產資源規劃數據庫中，做到規劃數據的及時更新。

4 結論

全國第三輪礦產資源規劃項目以Arcgis數據平臺以建庫基礎，是具有重大意義的一項舉措。針對今后礦產資源規劃越來越全面的海量數據而言，Arcgis數據庫體現出強大的數據管理能力和數據信息挖掘能力。和傳統的Mapgis數據庫相比，具有更科學的數據儲存模式和更加國際化的數據交流互動平臺，今后必將運用于更多的國土資源開發規劃領域。