GeoMap在區域地質圖空間數據庫建設中的應用

摘要：地理信息系統（Geographical Information system，Geo-Information System，簡稱GIS），是在計算機軟硬件支持下，對整個或者部分地球表層空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、分析的較強大的計算機信息系統。地理信息系統處理和管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用于分析和處理一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。

一、GeoMap軟件開發的目的與背景

GeoMap軟件開發的目的主要是為了保證地質礦產圖空間數據庫建設數據質量，同時為空間數據庫建設和項目成果驗收檢查提供有力支撐，在MAPGIS上平臺上進行二次開發的工作軟件。

GeoMap是基于數據庫建庫標準或指南，按照空間數據的拓撲規則，充分利用計算機面向對象的編輯技術和GIS技術，功能比較齊全、實用性強、易于擴展，操作簡單。

系統功能涉及到空間數據庫建設的方方面面，是基于MAPGIS工程進行管理和數據庫建設，操作簡單（中文友好界面），使用十分方便，用戶只要對MAPGIS軟件有一定了解，通過了解該使用說明，很快就能較好地掌握該工作軟件。

二、GeoMap軟件主要有以下幾個功能模塊

1.MAPGIS工程管理：可以將各種比例尺的地質圖空間數據庫等MAPGIS格式文件加入應用工程中，并對其管理。

2.矢量化：對掃描圖像進行矢量化工作。

3.數據編輯：提供對數字化矢量數據進行各種編輯功能，包括圖形的編輯與屬性數據庫的編輯功能。

4.屬性庫管理：提供對各要素屬性管理功能，包括圖層的命名、規范化、屬性數據的導人、屬性庫的查詢與管理、特殊圖層的屬性自動生成、動態屬性顯示等。

5.檢查與更正：提供各種類型的空間數據檢查功能，同時提供對錯誤的修正功能。

6.數據整理：提供投影轉換、合并線文件、區文件、文件、目錄等規范化功能。

7.輔助工具：提供快捷拷貝TIC及投影參數的功能；提供生成系統庫、點、線、面圖例等功能，同時提供補齊工程說明的功能；還提供了利用鼠標滑輪對圖形窗口操作的八個豐富的功能。

8.其它：提供整圖變換、線弧轉換等功能。

9.圖層管理：提供對圖層的各項管理功能。

10.設置：對系統運行的參數、系統環境、其工作區信息等進行設置與查看功能。

11.窗口：對系統窗口布局管理。

12.幫助：幫助目錄、系統信息等。

三、建設與管理數據庫的優勢

在傳統的數據建庫模式中，處理海量的數據時，通常是應用常規的商業化GIS軟件，只能對一些普通的數據質量問題進行控制，難以適應地質建庫生產的需要。然而GeoMap在建庫過程中以達到保障數據庫質量、提高工作效率和加快成果應用的目的。把人工誤差降到了最低點，最終起到能夠按照標準建庫、應對多元化數據、綜合管理與維護等作用。

利用目前較先進的GIS技術和數據庫建設與管理科學技術，達到地質圖空間數據庫建設的規范化，實現原生態數據生產標準化、質量監控嚴格化、錯誤糾正、檢查驗收的一體化管理，最終實現空間數據與非空間數據合理有效的一體化生產管理模式。

四、質量問題分析

以數據庫的生產流程為主線，即以“引入規則→矢量化→數據編輯→屬性數據庫管理→檢查與更正→數據整理（成果匯交）”為主線，以標準圖框生成、誤差校正、數據裁剪、圖形轉換、投影變換、輸出圖形等為輔助工具，編寫相關功能模塊軟件，實現地質圖空間數據庫生產與質量自動控制，構建了地質圖空間數據庫生產與質量控制輔助系統。

從建庫全局出發，從制圖到數據庫建設一體化地考慮數據庫生產與質量控制，在生產過程中，自始至終用于生產及質量控制，與數據模型結合緊密，在生產的特定階段中應用特定功能處理該方面的問題，達到工具軟件自始至終用于生產及質量控制的目的，采用靈活的功能模型，有效地提高建庫的效率和數據質量。

五、GeoMap在建庫中的方便、快捷應用

1.圖元分層：取代了人工繁瑣的步驟分層，直接用其功能項“按圖層號分離當圖層”或者“按標準分離當前圖層”，很大程度上提高了工作效率，也實現了質量自動控制保障。

2.檢查拓撲套合關系：對與某線（段）在空間上存在關系，且認為是同一條線（弧）的，其分層文件中線（弧）位置也應一致，即坐標位置一致。這樣就避免了線弧的不套合關系，實現檢查線文件、區文件中的線（弧）套合一致性。

3.合并線文件、合并區文件

實現合并線文件、合并區文件功能，合并后的文件拓撲關系不會被破壞，若原線拓撲關系正確，合并后的文件原則上不會存在重復線、重復弧段。

合并時設置主圖層（要求保留屬性結構的圖層）為當前編輯狀態，其它圖層設置為編輯狀態，按此相應功能即可。系統會提示輸入合并后的文件。

功能：為了將兩個或兩個以上的線文件合并成一個線文件，當空間位置完全一致的，則合并時只保留一條線，另外，合并時，按當前編輯的線文件屬性建立合并后的線文件屬性結構，對存在相同屬性字段的數據項能繼承原屬性數據。

步驟：

（1）設置當前編輯的線（或區）文件和要進行合并的線（或區）文件為編輯狀態。

（2）移動鼠標點擊“合并線”或“合并區”，則可實現線文件或區文件合并。合并后的線文件名是以當前編輯線文件或區文件名+“_”組成，可以更改。

4.點定位、線定位、弧段定位、區定位功能

主要實現圖元的快速定位功能，輸入內部圖元號碼后，將圖元所在位置放到屏幕中央顯示。

（1）點定位

功能：為快速定位點元，確定點元位置，設置此功能。

步驟：

①設置被檢查點文件為當前編輯狀態。

②移動鼠標點擊“點定位”，則彈出輸入圖元ID對話框，輸入并確定扣，被查圖元被定位到視窗中央，并閃爍，以達到快速定位的目的。

（2）線定位

功能：為快速定位線元，確定線元位置，設置此功能。

步驟：

①設置被檢查線文件為當前編輯狀態。

②移動鼠標點擊“線定位”，則彈出輸入圖元ID對話框，輸入并確定，被查圖元被定位到視窗中央，并閃爍，以達到快速定位的目的。

（3）弧段定位

功能：為快速定位弧段圖元，確定弧段圖元位置，設置此功能。

步驟：

①設置被檢查區文件為當前編輯狀態。

②移動鼠標點擊“弧段定位”，則彈出輸入圖元ID對話框，輸入并確定，被查圖元被定位到視窗中央，并閃爍，以達到快速定位的目的。

（4）區定位

功能：為快速定位區圖元，確定區圖元位置，設置此功能。

步驟：

①設置被檢查區文件為當前編輯狀態。

②移動鼠標點擊“區定位”，則彈出輸人圖元ID對話框，輸入并確定，被查圖元被定位到視窗中央，并閃爍，以達到快速定位的目的。

5.清除線（單文件）重疊坐標

功能：實現單個線文件重疊坐標的清除功能。

操作：將需進行重疊坐標的線文件設置為當前編輯狀態，點擊該菜單功能即可。

6.清除弧（單文件）重疊坐標

功能：實現單個區文件重疊坐標的清除功能。

操作：將需進行重疊坐標的區文件設置為當前編輯狀態，點擊該菜單功能即可。

7.區拓撲重建處理

功能：實現區拓撲重建功能，提高拓撲質量。

操作：將需進行區拓撲重建的圖層設置為編輯狀態，點擊該菜單即可。

8.z字型自動處理

功能：能實現Z字型的自動處理功能。原則上要求z字型線去掉那一個點均不會影響該線質量時，可以采用該功能，如等高線圖層。

操作：將需進行z字型線自動處理的圖層設置為編輯狀態，點擊該菜單即可。

9.多文件壓縮存盤：該功能要優越于MapGis67軟件中的數據壓縮存盤。它能夠實現多個文件的自動壓縮存盤功能，保證將來數據正確、完整性的轉換。可以將多個文件的圖元編碼按內部圖元號進行重新整理功能，保證圖層編碼的唯一性。

10.導入屬性：實現屬性導人到GIS圖層數據中，即實現屬性數據與GIS圖層數據掛接功能。

（1）僅連接當前圖層，連人設置提供了四種方式：

①同名字段內容替換

②改變同名字段名稱

③相同位置替換

④按標準：又提供了兩種匹配方式，一是匹配連接，二是選擇連接。匹配連接是對用戶進行字段匹配的內容進行連接。選擇連接是要求被連接的字段名要與標準一致。

在選擇①、②、③種方式時，若外部屬性表字段名稱等不一致時，則需要設置匹配連接。如果圖層字段名正確，外部屬性表字段名可能與圖層字段名不一致，但順序是一致的，則可采用相同位置替換功能。

（2）連接匹配的所有圖層

①首先要設置圖層與外部屬性表的匹配

②完成后按上述四種連接方式進行設置，根據外部屬性數據的情況設置合適的方式。

③完成后點擊“連接”即可實現多圖層的屬性掛接功能。

需要說明的是：系統提供了下屬詞可以填寫中文、代碼、或中文與代碼混合三種屬性填寫方式。只要在系統功能設置中“被連接表下屬詞填寫中文”前打“√”即可。

11.圖層命名及屬性結構標準化

（1）規范所有問題圖層：

①匹配文件

點擊規范圖層名，按自動匹配，如果當初文件命名后半部分與標準一致，則系統可以自動找到匹配的相應圖層文件，見上圖。如果存在不一致，則需要通過手動匹配。如果匹配有問題，需要取消某個圖層的匹配，則分別在圖層名列表框和標準圖層名列表框點選該相應圖層，按點擊“取消匹配”即可實現取消當前所選圖層的匹配。

②輸入標準文件XXXX定義

完成匹配定義后，在輸入標準文件XXXX定義文本框中按規范指南文件名定義的要求通過鍵盤輸入相應內容。也可以通過系統提供的列表框選擇輸入相應的內容。

③規范圖層名

完成①及②后，點擊“規范圖層名”即可實現所有匹配的圖層文件名規范工作。

（2）規范當前列表圖層：

①選擇當前列表圖層

分別在工程中涉及的圖層名列表框和選擇標準圖層列表框中選擇當前列表圖層。完成圖層匹配。

②輸入標準文件XXXX定義

完成匹配定義后，在輸入標準文件XXXX定義文本框中按規范指南文件名定義的要求通過鍵盤輸入相應內容。也可以通過系統提供的列表框選擇輸入相應的內容。

③規范圖層名

完成①及②后，點擊“規范圖層名”即可實現當前列表圖層文件名規范工作。

12.屬性結構標準化

（1）規范所有問題圖層：

有兩種匹配方式：①自動匹配。②按序號匹配。

系統要求需要規范的圖層文件命名能通過自動匹配的找到。如果不能，則在進行該功能前需進行規范文件名操作。

若采用①自動匹配，系統要求問題圖層字段命名與標準圖層的字段命名一致。

若采用②按序號匹配，系統要求問題圖層字段順序號與標準圖層的順序號相應內容的定義是一致的。即相應順序號表示的內容是一致的。

確認后點擊“規范屬性結構”即可完成屬性結構按標準規定進行規范。

（2）規范當前列表圖層：

①選擇要規范的當前問題圖層后，系統會自動在標準圖層名中尋找相應的圖層，并顯示屬性結構。如果未找到，則可通過人工設置。

②進行字段的匹配設置

按自動匹配，系統會根據字段名進行自動匹配，未能匹配的，可按手動匹配，完成字段匹配設置。

③規范屬性結構

完成①及②后，點擊“規范屬性結構名”即可實現當前列表圖層屬性結構的規范工作。

六、結語

通過GIS在實踐工作中的應用，以及利用GIS的常用分析方法、實用服務功能等對所建立的數據進行分析研究和多參數轉換，我們深刻體會到，在地質學領域中，GIS的最大優越性在于對多元地學信息進行的全方面采集和綜合整理控制，利用GIS的交互式處理方法和快速大容量的處理能力，達到規范數據庫建設流程、保障數據建庫質量、加快建設進度，對于提高地質數據建設效率和保障建庫質量具有十分重要的實際意義。

總之，GIS是一種集多元學科為一體的邊緣學科，具有很強的科學性。GIS離不開數據，而數據來源于各專業部門，并要求實現共同享有，因而具有廣泛的社會性。GIS是各專業部門和有關領域用于解決實際問題的一種有力的工具。