矿产资源规划建库中GIS定制技术的应用(定稿)

矿产资源规划建库中GIS定制技术的应用石彦强1，谢邦华2（1.绵阳市国土资源调查规划所，四川绵阳621000；2.中国地质大学信息工程学院，湖北武汉430074）摘要：第二轮矿产资源规划数据库采用国土资源部2010年新颁发的《矿产资源规划数据库标准》。该数据库的建设是促进矿产资源规划管理信息化、科学化、制度化的重要手段，是适应实际工作中矿产资源勘查开发项目的规划审查、规划实施过程中的要求，也是今后以图管矿的基础。矿产资源规划数据库建设工作量大，GIS定制技术的灵活应用可以规范和提高工作效率，提高数据库准确性。关键词：矿产资源规划；数据库；GIS定制技术GIScustomizedapplicationoftechnologyinthebuildingofmineralresourcesplanningdatabaseShiYanqiang1,XieBanghua2(1.MianyangCityLandResourcesandPlanning,Mianyang621000;2FacultyofInformationEngineering,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China)Abstract:ThesecondroundofthemineralresourcesplanningdatabaseusingtheMinistryofLandandResourcesin2010issuedanewthemineralresourcesplanningdatabasestandard.Thebuildingofthedatabaseistofacilitateplanningandmanagementofmineralresources,informationtechnology,scientific,institutionalizedmeanstoadapttotheactualworkinmineralresourcesprospectingandexploitationprojectplanningreview,planningandimplementationoftherequirementsoftheprocess,butalsoforfutureusegraphicalmanagementofmineralresources.Mineralresourceplanningdatabaselargeamountofconstructionwork,theflexibleapplicationofGIScustomizationtechnologycanstandardizeandimproveworkefficiencyandimprovetheaccuracyofthedatabase.Keywords:mineralresourcesplanning;database;GIScustomizationtechnology1背景矿产资源规划以为国家或地区保障一定时期内国民经济和社会发展对矿产资源的需求，以有效保护与合理利用矿产资源、保护矿山环境为目标。根据全国或区域矿产资源的特点，在时间、空间、结构上，对矿产资源的调查评价与勘查、开发利用与保护、矿山环境保护与恢复治理等所作的总体安排和布局[1]。第二轮矿产资源规划相对第一轮矿产资源规划不仅是改进了规划内容，提高规划的科学性和可操作性，而且要求建立矿产资源规划数据库，这是做实规划实施保障措施的重要一环。每年进行的矿产资源规划修订工作可以很容易地通过矿产资源规划数据库对比与原规划的差异，实现动态管理，使矿产资源规划具有前瞻性。通过遵循规划管理，达到进一步加强矿产资源管理和宏观调控，提高矿产资源对经济社会可持续发展的保障能力。作者参加了几个市、县的第二轮矿产资源规划编制及数据库建设，其空间数据首先是在MapGIS环境中开展规划图件编制，然后录入属性数据，数据质量检查，再将MapGIS成果数据转换成Shape格式后导入ArcGIS的Geodatabase格式并再做数据质量检查。在编制规划和建库过程中感到有一些往往被忽视的具体问题需要在工作中得到足够的重视，而这些问题如果在编制和建库中灵活应用GIS定制技术，可以达到事半功倍的效果。2GIS定制技术应用2.1消除规划编制和建库精度误差在第二轮矿产资源规划编制过程中绝大部分精力放在诸如矿产资源开采分区、开采区块的设置，探矿权设置，采矿权设置等研究分析上，这些分析相对矿产资源数据库建设是很重要的。规划师在提供的包括地理数据和地质数据的基础底图上标描这些界线，初步实现规划设置。制图师根据规划师标示的位置，将其各种分区界线转绘在电子数据上。开采分区是包含开采区块的，而开采区块又是包含采矿权的，这种多重的包含与被包含的关系体现在以不同属性表示的规划界线上。在矿业发达地区，矿业权分布密集，区块界线和分区界线原则上不能切割矿业权界线，一般的矿产资源规划图比例尺在1:50000或更小。区块界线分区界线在表现形式上需要较粗、显眼的色调表示，从而表面上看区块或分区界线与矿业权界线已经重合表示，但往往存在不套合的现象，这就是规划编制精度问题之一。这种精度影响规划管理系统的空间分析的有效性，必须在规划建库时消除这种可能存在的影响。例如某一个矿业权界线的一条边AB与区块界线的一条边A′B′部分重合，区块界线A′B′边有10个结点(n1，…，n10)，而矿业权界线AB边只有3个结点(m1，m2，m3)。要核实AB边是否完全落在A′B′线上，需要依次取点数少的边的每一个结点判断是否在点数多的边界上。for(inti=0;imMax;i++)for(intj=0;jnMax;j++){……else{……if((dot[i].y-dot_[j].y)/(dot[i].x-dot_[j].x)–(dot_[j].y-dot_[j+1].y)/(dot_[j].x-dot_[j+1].x)0.000001)bFlag[i]=true;}}如果bFlag全部为真，说明界线AB在界线A′B′上，否则不完全重合，需要调整。这种不重合的情况一般是点与线之间相距较近，可以做最近点与界线A′B′的垂点，用垂点替换不重合点。利用GIS定制的空间分析方法修正规划编制过程中精度不到位的情况，速度快而且准确，为建库工作在精度方面扫除障碍。2.2跨数据层的拓扑处理拓扑是通过严格地约束空间要素之间的关系，提高了数据的准确度和可用性。在一般矿产资源规划建库过程中利用拓扑工具分别对各单独图层内的拓扑关系进行检查，通过对独立图层的拓扑检查可以优化以下内容：①清除微短线、合并或者删除面积过小的图元；②清理并删除线段上坐标点过近以致计算机认为是重叠的冗余坐标点，这也包括重叠线清除，优化了数据量；③将线条中自相交部分剪断或者在相交处打断；④面状图层形成严格容差范围内的封闭多边形，保障后期应用方面的空间分析的准确性。单图层数据的拓扑处理为矿产资源规划建库解决了图层空间要素之间的逻辑关系，使数据更合理表达现实空间实体之间的关系。但多图层之间的拓扑关系可能存在问题，这虽然不在目前的矿产资源规划建库要求中。例如在市（县）规划中区块边界可能跨出了本行政区，二者都是面状.WP数据，要判断区块边界是否超过行政区的外边界是较棘手的问题，这涉及跨数据图层拓扑。将两图层数据同时读入到不同的工作区ai和aj，提取各自工作区带属性的弧段到新工作区ak，对ak中的弧段调用拓扑算法_Topo，拓扑错误分别按ai或aj原弧段号记录并生成错误列表，在此基础上修正潜在的跨图层错误。2.3各类拐点坐标属性处理在第二轮矿产资源规划数据库标准中13个能构成面状区的空间数据属性结构和8个规划附表属性结构涉及拐点坐标属性GDZB，字段类型是Text，值域要求非空，属性字段类型为Text，就是可变长度字符型。表1是矿产资源规划数据库标准中空间要素属性结构描述要求拐点坐标属性的统计表，其中字段代码都是GDZB[2]。表1涉及拐点坐标的空间数据属性结构统计表空间要素名属性表名表序号字段序号探矿权范围TKQFW表2111采矿权范围CKQFW表2614矿产资源重点调查评价区DCPJQ表337矿产资源禁止勘查区、矿产资源限制勘查区、矿产资源鼓励勘查区、矿产资源重点勘查区KANCHQJZ、KANCHQXZ、KANCHQGL、KANCHQZD表368矿产资源勘查规划区块KANCHQK表387矿产资源禁止开采区、限制开采区、鼓励开采区、重点开采区KAICQJZ、KAICQXZ、KAICQGL、KAICQZD表398矿产资源保护区KCBHQDZ、KCBHQMZ表426矿产资源储备区KCCBQDZ、KCCBQMZ表436矿产资源开采规划区块KAICQK表416矿业经济区KYJJQDZ、KYJJQMZ表447国家规划矿区GJGHKQ表4612对国民经济具有重要价值的矿区ZYJZKQDZ、ZYJZKQMZ表4712矿山环境保护与恢复治理区KSZLQ表487标准中8个规划附表属性结构包含拐点坐标GDZB，这些拐点坐标是一定区域或范围的地理坐标真实数据，其数据长度不完全一致，较长的拐点坐标会有50对甚至更多，所以要求该字段是可变长度的字段。规划附表属性包含拐点坐标时在一般桌面数据库管理系统就完全可以容纳这种可变长度的字符类型，但是早期桌面型MapGIS空间要素属性结构在表达可变长度的字段类型时就存在一定的困难。图1是桌面型MapGIS支持的属性数据类型，字符串型数据结构最长容纳512个字符，正常情况能接受26对坐标串，这样在描述稍长的拐点坐标时是不够的。图1桌面型MapGIS支持的属性数据类型所以在桌面型GIS软件中要描述超过512字符数坐标的坐标对时只能选择文本型属性结构，文本型可以将坐标对以文本.TXT形式保存在磁盘并区别命名，然后将文本文件插入到对应的属性字段中。在查询GDZB内容时，只需将单击字段“文本”，可以显示属性的所有内容并修改，也可以对磁盘中的相应文本文件修改，属性联动更新。以文本类型表示的拐点坐标虽然解决了属性数据与空间数据挂接，在实际工作中可能一个空间数据就有超过百条的记录需要手工“插入文本”的方式来挂接拐点坐标属性数据，相当耗时，而且容易出错。例如采矿权范围CKQFW的采矿登记拐点坐标GDZB的每一条记录是根据采矿许可证号命名的文本文件，全是数字名称的文本插入时极易出错。在CKQFW属性中有采矿许可证号CKXKZH的字段，采用CKXKZH作为关键字自动插入GDZB的方法既准确又省力。下面脚本可得到采矿许可证号命名的文本文件名szAtt：……_GetField(att,stru,CKXKZH,szAtt,256,&isBlank);strcat(szAtt,.txt);如果直接应用脚本_SetFld(att,stru,GDZB,szAtt);_WriteLinAtt(al,i,stru,att);在空间数据CKQFW中是查询不到拐点坐标。原因是GDZB字段类型文本型是属于扩展类型，需要将EXT_STRU类型带入szAtt。将MapGIS点线面文件转换成Shape格式。因为Shape格式数据不能进行拓扑检查，需将其导入到新建Geodatabase格式中，然后在Geodatabase中对数据再次拓扑检查，一般情况下在MapGIS中执行严格的拓扑检查方法的数据转换后不会有拓扑问题，只是按照流程确保没有拓扑错误。由于MapGIS中拐点坐标GDZB属性字段是以文本链接的形式，而Geodatabase能够存储可变长度字符，需要直接在Geodatabase数据格式中将GDZB属性字段中的文本文件内容读入到该字段中[3-5]。最后再从Geodatabase导出成为Shape数据作为成果中的交换格式。3结语矿产资源规划及数据库建设工作是矿产资源管理规范化、信息化管理的开端，必须扎实做好这项工作才能为后期的修订及管理打好基础。矿产资源规划空间数据库建设标准也是最近两年才出台的，这之前没有很多经验，灵活应