1：5萬區域地質圖空間數據庫的建立與維護

【摘 要】地質圖空間數據庫的建立與維護，主要是利用GIS（地理信息系統）技術，對地質信息進行數字化處理的過程，為制定區域規劃提供有效的數字信息。本文主要闡述了針對野外區域地質調查成果而建立1：5萬區域地質圖空間數據庫的具體操作方法及流程。同時對在地質圖空間數據庫建立過程中的質量控制做了簡要的描述。

【關鍵詞】1：5萬 區域地質 空間數據庫

地質圖空間數據庫的建立為基礎地質綜合研究、礦產資源調查評價、國民經濟建設、地質環境的保護與恢復提供有效的數字化信息及依據。1：5萬區域地質圖空間數據庫，是在綜合利用區域地質、地球物理、地球化學、遙感資料以及數字填圖技術開展的1：5萬區域地質調查的基礎上建立起來的地質圖空間數據庫。本文闡述的主要是針對已完成1：5萬野外區域地質調查，但尚未形成印刷或出版的1：5萬地質圖成果的空間數據庫的建庫方法，主要遵循的標準為中國地質調查局《地質圖空間數據庫建設工作指南2.0》以及《數字地質圖空間數據庫標準》。

1 資料準備與收集

完整、齊全而又有效的第一手資料是建立地質圖空間數據庫的前提，也是對地質信息空間數據進行空間分析的基礎。根據1：5萬區域地質調查野外作業規程的要求， 1：5萬區域地質調查野外填圖所用工作手圖為1：2.5萬地形圖，或為1：1萬地形圖。因此，本階段建庫所依據的編稿原圖可以選擇為1：2.5萬或1：1萬野外手圖。收集各種野外原始記錄，做為建庫的原始資料。此外對所需的文檔進行準備，包括工作日志、自互檢表、屬性填卡表；MAPGIS出圖的花紋符號庫、線型庫、顏色庫等，目前主要使用的是全國統一建立的5萬系統庫。

2 圖件預處理

圖件預處理就是在全面收集資料的基礎上，對資料進行系統的分析研究、綜合整理及篩選等。

2.1 地理內容

地理部分主要包括水系、道路、居民地、等高線、境界線等地理圖層。1：5萬區域地質圖空間數據庫的地理部分采用最新版的同比例尺地理底圖。對于不同年代制圖所使用的坐標參數不一致的問題，可以進行統一坐標轉換。同時，水體部分如湖泊、水庫、雙線河等多邊形圖層要素放入地質內容的多邊形圖層中一同處理，并統一參加拓撲。城鎮及居民點的標識應按相應比例尺的地理底圖編圖規范執行，如果居民地不依比例尺則用子圖符號表示，如果居民地依比例尺則用面圖元表示。

2.2 地質內容

地質內容處理時主要注意以下幾個問題： 數據采集的最小單位按圖上實際圖元單位采集；斷層或脈巖切穿地層，則兩邊的地層按兩個圖元處理，其斷層或脈巖作為兩個地質體的公共界線；斷層被斷層切割或斷層被脈巖切割，則兩邊的斷層或脈巖作為兩個圖元處理；脈巖被脈巖切割，則兩邊的脈巖作為兩個圖元處理，等等。

3 圖件掃描及矢量化

圖件主要按野外作業手圖進行分幅掃描。圖件掃描可采用彩色掃描，也可采用黑白掃描。彩色掃描必須在150DPI以上，而黑白掃描必須在300DPI以上，同時分辨率不要過高以免造成數據量太大。掃描原圖應保證平整、無缺陷；掃描范圍應覆蓋全圖，無掃描帶錯位和漏洞等。

圖件掃描完成后，利用MAPGIS軟件按照實體要素分類進行分幅交互式矢量化。在矢量化過程中要保證圖形要素的參數正確以及空間位置的準確，圖層中沒有遺漏和多余數據，所有相交線應建立結點，所有的多邊形必須封閉等。圖形矢量化時所用到的線型、花紋、色標、符號、圖例及各種點的參數等均參考國標、部標及行標的有關標準執行。

4 圖形編輯與圖面檢查

4.1 點線編輯

在圖形矢量化的基礎上，分幅進行圖面編輯，即對點線進行編輯、修改。圖形的編輯與修改要分圖層進行，各層必須按點、線、多邊形分別進行編輯與修改；針對不同的問題利用MAPGIS編輯系統中圖元拷貝、刪除、修改等功能進行修改。線與線連結時，最好使用F12捕捉線頭的方式，使線連結完好，最終使所有多邊形閉合。圖形數字化既不能丟失也不能重復錄入圖形要素，所有要素在一個綜合圖層中按一定的圖層順序進行錄入。如：河流、湖泊─水庫─斷層─脈巖─地層─侵入巖體。此外還需分幅采集校正控制點，每幅作業手圖采集13個控制點，除四個角點外，其余要均勻分布在圖內各方里網的交匯點上。

4.2圖面檢查

圖面檢查包括屏幕檢查與素圖輸出檢查，主要檢查是否丟失圖元和內容。屏幕瀏覽檢查，將矢量和柵格數據疊合檢查錯、漏、移位，通過不同圖層間顏色和符號設置，檢查分層與代碼，檢查有無錯層數據。圖形輸出檢查，對編輯的圖形噴出素圖進行綜合檢查，要確保與原始野外手圖完全一致。

5 圖形校正

在圖形數字化的過程中，由于手工操作的誤差、數字化設備和掃描儀精度、手圖圖紙變形等因素，使得輸入的圖形與理論上的圖形位置會有一定的誤差，雖經編輯修改仍難達到要求，必須經過誤差校正消除誤差，才能滿足精度要求。操作步驟：首先，利用軟件生成標準圖框。使用MAPGIS軟件中“投影變換”中的“根據圖幅號生成圖框”或“生成1：5萬圖框”兩種功能來完成。生成標準圖框的投影格式為高斯6度帶投影。然后，使用MAPGIS軟件中“誤差校正”模塊，利用通過分幅采集的校正控制點，將每幅作業手圖校正到標準圖框內；第三， 對校正后的分幅作業圖進行分幅內容的接邊等內容的處理；最后，對處理后的圖元進行噴出，并進行全面檢查。

6 建立拓撲及分層文件

完成1：5萬地質圖分幅圖形校正，并自檢、互檢后，若誤差在允許誤差值范圍內，則可進行拓撲關系建立，對綜合圖層進行整體拓撲處理以及拓撲錯誤檢查。參與整體拓撲的圖層有：雙線河、湖泊、水庫等多邊形水體圖層；地層圖層、侵入巖圖層、脈巖圖層、非正式地層單位、構造變形帶圖層等。利用MAPGIS軟件系統提供的“拓撲錯誤檢查”功能，反復進行拓撲處理與錯誤檢查，直至無任何錯誤為止，再重建拓撲。

圖形拓撲關系建立并檢查無誤后，根據地質體的層位，剝層建立獨立的區文件，線文件；點也同樣利用所在不同層位建立獨立的點文件。利用MAPGIS軟件編輯系統的“圖形處理”中各功能檢查所分層各圖層正確。分層輸出文件，并打印輸出檢查圖元多、漏或分層錯誤并進行修改。

7 屬性編輯與錄入

7.1屬性編輯

按照相關要求首先確定屬性結構、字段長度及類型，并以此為依據建立屬性表。然后根據地質專業工作人員采集的野外數據，填寫屬性卡片。為保證屬性結構的正確性，應利用MAPGIS軟件系統提供的的屬性編輯功能或其它檢查軟件進行屬性結構的檢查。

7.2屬性錄入

可利用MAPGIS編輯系統提供的“根據參數附屬性”等功能進行屬性錄入，或在MAPGIS屬性庫編輯中錄入，也可以在Excel、Access等平臺下，經排序后錄入屬性，錄入完成的屬性表一定要通過關鍵字段與相應的圖形數據對應聯接。后兩方式比較適合線文件與點文件。

7.3屬性一致性檢查

利用MAPGIS軟件的屬性聯接功能通過圖元ID號或圖元參數的不同進行屬性聯結，然后導出或打印輸出屬性表與原屬性表進行對照檢查，確保屬性與圖元對應。根據手寫屬性表內容，依據圖元編號的一一對應關系，對圖元的屬性進行檢查，如果發現漏圖元或屬性錯誤則要進行重新處理。

8 圖面整飾及投影變換

圖面整飾主要是指在MAPGIS中對出圖的整飾，圖面整飾原則上分兩個圖層，即圖內整飾和圖外整飾。圖面整飾圖層要按有關區調圖幅的出版格式和要求進行整飾。1∶5萬區域地質圖空間數據庫建設提交數據格式為MAPGIS格式的高斯投影與經緯度投影數據。檢查無誤的數據需要按要求進行投影轉換。

9 結語

在1：5萬區域地質圖空間數據庫的建立過程中，伴隨數據的采集、處理和應用會產生一系列的質量問題。如何提高成果數據的質量、精度，最大限度減少錯誤、減小誤差，加強數字化生產質量監控和管理，則成了我們今后地質圖數據庫建設工作的重中之重，以便更好地為國土資源合理開發利用、保護人類賴以生存的地質環境提供有效的數字化信息，實現全國基礎地學數據信息共享及信息社會化服務，提高其利用程度和使用價值，并為地質科學的信息化、網絡化建設提供重要數據源。

作者簡介：梁偉（1983—），女，漢族，黑龍江人，吉林大學在職碩士研究生學歷，地質工程師，主要從事地質數據庫的建立與維護工作。