基于CORS的地質資料整合解決方法探討

王彥良 劉艷華

（河南省地質測繪總院，河南 鄭州 450006）

隨著GPS技術應用研究的不斷擴展，CORS技術作為GPS發展的一個方向已經成熟起來，并且在不同的領域發揮了巨大的作用。目前隨著世界范圍內各類礦產資源爭奪的日益加劇，地質工作的重要性正在得到國家和社會的廣泛肯定。本文探討的就是在地質資料整合過程中出現的一些問題的解決途徑。

1 地質資料現狀簡介

地質資料是國家和社會投資地質工作所形成的重要成果，是廣大地質工作者辛勤勞動和智慧的結晶。開發利用好地質資料對服務國家經濟社會發展，推進地質找礦實現重大突破，推動地學進步，減少重復投資等都具有重要的意義。目前，統一匯交給國家的地質資料已經達到34萬種，還有大量的原始地質資料和實物地質資料，這是一座巨大的寶庫。但是由于歷史、區域和地質工作方法演變等原因，地質資料的來源相當廣泛，種類也是多種多樣，這對地質資料的整合、挖掘和共享應用帶來了很大的困難。其中一個問題就是地質資料在不同大地坐標系之間的轉換問題。建國以來，我國于上世紀50年代和80年代分別建立了1954年北京坐標系和1980西安坐標系。隨著經濟發展和社會的進步，為滿足新的需求，經國務院批準，根據《中華人民共和國測繪法》，我國自2008年7月1日起啟用2000國家大地坐標系。以不同坐標系為基準的地質資料在整合時存在一定得差異性，范圍越廣，這個差別也就越大，如何最大可能的減小這種差異性，將全國范圍內的海量地質資料有效的統一到一個平臺上來，是達到地質資料整合的一個基礎性工作。CORS系統的產生為這項工作提供了技術支持。

2 CORS的概念

連續運行衛星定位服務系統（Continuous Operational Reference System，簡稱CORS系統）是現代GPS的發展熱點之一。CORS系統將網絡化概念引入到了大地測量應用中，該系統的建立不僅為測繪行業帶來深刻的變革，而且也將為現代網絡社會中的空間信息服務帶來新的思維和模式。

連續運行參考站系統可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網(LAN／WAN)技術組成的網絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載波相位，偽距)，各種改正數、狀態信息，以及其他有關GPS服務項目的系統。CORS技術在算法上一般分成VRS、FTK、主輔站技術幾種。

3 方法探討

3.1 地質數據整合入庫流程（圖1）

圖1 地質數據整合入庫流程

3.2 系統功能設計目標(圖2)

圖2

3.3 地質資料的整合與入庫

根據圖文地質資料掃描數字化規范（數字國土工程工作標準SZ1999001 2000），對各單位圖文地質資料進行光柵化，并依據河南省地質資料編目分類體系進行分類統計；對重要地區1：10000地質圖等進行矢量化；對其他地質圖件及鉆孔圖、槽探圖、坑探圖等進行位置范圍矢量化；采用ORACLE10g技術，建立地質資料數據庫、空間數據庫，對光柵化數據與矢量化數據分別進行入庫。建立分布式數據庫模式，即各地勘單位分別建立局地數據庫，中心建立數據庫映像庫，提供各局地數據庫的映像，物理上分布，邏輯上統一管理鄭州所有地質資料；利用CORS系統，建立地質資料不同區域內BEIJING54、XIAN80、WGS84、CGCS2000、地方坐標系等幾種坐標系的轉換規則，將不同區域坐標相互轉換的矩陣入庫，為地質圖坐標轉換提供基礎。

3.4 轉換模型介紹

國內外坐標變換的模型己經很成熟伯納起來主要有：布爾茨·沃爾夫模型、莫洛登斯基·巴代卡斯模型和范士模型。這些模型雖然表示形式略有差別，但從坐標變換的最終結果而言，它們是等價的。這類模型共有七個變換參數，即三個平移參數，三個旋轉參數和一個尺度參數。通常采用建立兩個坐標系統的公共點之間的函數方程，通過最小二乘原理求解出轉換參數。

兩個空間大地直角坐標系間的坐標原點不一致，存在坐標軸的平移，稱之為三個平移參數（ΔxΔyΔz），同時還存在坐標軸間的不平行，即存在三個旋轉角，稱之為三個旋轉參數（Ωx,Ωy,Ωz），又兩個坐標系尺度不盡一致，從而還有一個尺度變化參數（k），布爾莎換算公式共有以上七個參數。

所謂的三參數法，就是當所在的區域比較小的時候，反轉角的值很小，尺度變化也很小，在此情況下可以忽略旋轉角的影響和尺度因子的影響，坐標系之間的變化就被簡化為兩個坐標原點之間的平移（Δx,Δy,Δz）。

通過以上幾個模型，再結合CORS系統高精度、連續性的測量特點，可以取得更加精細、準確的轉換參數，并及時對誤差較大的區域進行改正，為地質資料的順利整合提供一個途徑，也將為地質資料管理系統提供基礎的數據平臺。

3.5 地質資料管理服務系統成果簡介

該系統的建設主要是實現國土地質資料的入庫、分類、查詢、增刪及權限管理；建立地質資料網絡查詢系統，建立不同級別的查詢權限體系，建立分類檢索、名稱檢索、空間范圍檢索、聯合檢索等綜合查詢體系。

系統管理員通過域名服務器，對各工作站進行管理和授權，用戶按需求在其權限范圍內查詢、借閱、使用地質資料數據信息。系統管理員能夠增加、刪除和修改全部用戶的信息，查閱全部的目錄庫和圖文資料信息，但是不能辦理借閱手續；借閱管理員可以辦理借閱手續，查閱全部的目錄庫和圖文資料信息，并且可以使用系統提供的統計信息等絕大多數功能，允許查閱但不能刪除和修改已注銷的閱者信息；閱者可以檢索全部目錄庫信息，但只能查閱管理員對其授權的部分圖文資料內容。

以此為基礎建立地質資料共享服務平臺可以實現如下目標：（1）基于CORS地質信息數據基準整合研究，能夠提高地質空間信息的管理水平；促進地質空間資料的統一性、規范化，提高共享水平；為地質資料提供高精度坐標基準統一轉換方法，推進地質空間信息共享進程。（2）基于SOA技術，為數據用戶提供服務，并實現數據所有權與使用權分離，既保證數據的保密性，又充分發揮數據的作用，為社會提供服務。（3）利用網絡技術提供在線服務，為數據用戶提供方便的網上應用數據框架。

4 結語

基于CORS的地質資料坐標系統轉換模型，為地質資料的應用、整合和深度挖掘提供了一個簡單、便捷的途徑。相信隨著整合工作的逐步深入，這些珍貴的地質資料將為新階段地質工作的開展奠定一個更好的基礎，也將為地質找礦成果的大發現提供更好的助力。

[1]黃俊華，陳文森.連續運行衛星定位綜合服務系統(CORS)建設與應用，出版社:科學出版社.

[2]黃丁發.GPS衛星導航定位技術與方法.北京：科學出版社，2009.