地理信息系统技术

地理信息系统技术在资料管理与服务中的应用中国地质调查局天津地质资料馆李效广2006.8•1概述•2数据情况–资料目录–空间数据•3派生新的数据•4服务应用实例•5软硬件环境与数据组织•6结语分六个方面作一简介1.概述•中国地调局天津地质资料馆为“华北地区区域地质特色的大区地质综合调查研究、地质调查管理和地质资料信息服务机构”•馆藏有各种尺度的基础地质、地理、矿产资源、地下水、环境、工程、地球物理、地球化学、遥感等数据。华北辖区华北地区国家基础地学数据库基础地质数据库系统地质综合成果数据库系统遥感影像数据库矿产资源数据库区域地球化学数据库区域地球物理数据库基础地质数据数据库区域海洋地质数据库区域水工环地质数据库区域地质图空间数据库小比例尺地质图数据库专题地质图数据库地质成果资料数据库………•其中馆藏各类区域地质调查成果共计766份（纸介质）•301幅1:20万区域地质图空间数据库成果（电子）；这类资料也是各类地质资料中被借阅频度最高的一类，其利用频度在95%以上。引子•众所周知，地质资料管理离不开关系型数据库技术。而我们现有的资料目录几乎全部是关系型数据库。•另一方面，地理信息系统技术(GeographicInformationSystem,GIS)(计算机图形技术+关系型数据库技术)在地质调查工作中的应用日久而广泛，但在资料管理方面还未有更多的渗透。•区域地质调查成果资料均以地形图分幅(地理区域/空间数据)为存储单元。•GIS技术正是处理地理信息(空间数据)的强有力工具。•利用GIS技术对此类成果资料进行管理与服务有时可起到事半功倍之效。•为了更好的对地质工作者服好务，有效地管理我馆成果资料，作者结合自己的实际工作，以分幅的空间数据、地理数据在区域地质调查资料管理方面的应用实例，拟粗浅说明GIS技术在资料管理方面中的可用性与高效。2数据情况：资料目录与空间数据•２.1资料目录数据：–利用MSAccess2000建立资料目录数据库，分别包括–1∶5万区调报告（电子与纸质）–1∶20万空间数据库目录–1∶20万区调报告（纸质）资料目录–1∶25万区调报告（电子与纸质）资料目录等表。–各表所含字段至少要有：图幅编号、是否馆藏（图1）。资料目录表格式（局部）2.2空间数据数据名称源数据格式命名至少所含的属性字段中国1∶5万分幅shapeSheet5图幅编号、图幅名中国1∶20万分幅shapeSheet20图幅编号、图幅名中国1∶25万分幅MapGISSheet25图幅编号、图幅名中国1∶100万分幅shapeSheet100图幅编号、图幅名华北辖区MapGISHbjw行政区划名称中国地理底图（至少表现省界）E00格式China行政区划名称简言之，具有Ｘ，Ｙ坐标（或经纬度）值的图形数据。包括括分幅空间数据与行政区域地理数据。基础地质调查包括不同的尺度，有国际标准分幅的1∶5万、1∶25万、1∶50万、1∶100万等以及1∶20万。基础地质调查成果大多也是基于此分幅存储的，故要准备这类数据。另外，要清晰表达与传递给用户图幅的行政区位，故还需要中国地理底图与华北辖区范围图（此范围并不与行政区划完全一致）。中国地理底图1:20万分幅1:5万国际标准分幅1:5万国际标准分幅附带属性数据3由数据派生新的数据•至此准备好的数据包括有：–资料目录数据–地理底图–分幅数据•下面将以上述数据为基础生成资料管理与服务所需要的新的图形数据首先，通过图幅代号进行将空间数据与资料目录进行关联空间数据与资料属性数据关联结果（局部）资料档号进入了空间数据内资料档号空间数据目录数据进入了空间数据进入后的空间形态（图形）如下：进入前进入后通过这种方式，也就是以图幅代码为关联字段，将区域地质调查成果资料目录数据与分幅的图形数据（空间数据）关联起来，目录数据进行了空间数据内。此时，我们可以直观地从图上看出哪些图幅形成了成果资料，其档案号是多少，但是，这还不够，因为地理数据尚未加入里来，因此，接下来，还要加入地理数据，以形成按分省或大区的馆藏系列图地理数据与分幅数据的叠加二者叠加结果提取某一省的数据（以山西省为例）山西省1:20万区域地质图幅的提取依此类推，还可以选出山西省1:5万/1:25万标准图幅经过，标注图幅号、档案号、成果介质、坐标系等形成馆藏１：５万区调成果资料图（山西省）为了提高查阅效率，一定要将经纬度坐标、图幅号、图幅名等尽可能在图面上反映出来，特别是每一张图上要将1∶100万国际分幅及编号表示出来，可起到迅速定位之功效。同样，形成馆藏１：２５万区调成果资料图（华北辖区）依次生成系列图件打印装订成册,纸质另外汇总每张图,做成PDF格式电子图册放于网站上,供用户下载4数据服务实例•有关工作区域的空间查询–用户１：中国地质大学–用户２：天津地质矿产研究所数据服务实例1•用户1：中国地质大学地调院今年要在银号乡和卜塔亥乡幅开展１：５万区域地质调查，要收集其工作区周边资料。•服务过程：–先在1：5万分幅中查出其工作图幅，然后叠加其他资料。给定1:5万图幅，中国地质大学用户查其内工作情况1:25万分幅继续叠加1：20万资料上述形成的两张图也免费提供给用户，用户比较满意数据服务实例2•用户2：天津地质矿产研究所•提供用户指定经纬度范围内的地球化学数据。化探数据ACCESS表，我馆6月1日接收的全区数据随即，完成了ACCESS+空间数据结合，将数据分布情况生成空间数据，分发了相关业务处室同时很轻易地发现其一个点的坐标有错孤点数据服务实例2•6月13日即有用户要求地球化学数据，提供了经纬度范围。•服务过程：–1先根据其经纬度范围，生成一个区域–2根据此区域叠加地球化学数据出来当即，按照用户给定经纬度生成了查询区域图(加注了1：20万分幅信息，县级界线图层)，打印给用户。用户结合分幅信息与地理信息，发现其要求范围不能覆盖其所工作地区。用户用此图重新做出了数据要求范围。用户真正所需求的的数据范围,确认其范围无误后，用空间选择法，即提取出所选范围内的化探数据。由上述例子可见，GIS技术在资料管理中的主要优点：•GIS技术具有直观可视化优点–工作区的资料情况不再是冰冷的数字与文字，而可以是色彩丰富图文并茂。•GIS技术可迅速提供工作区资料数据–华北化探数据分布图示，一个小时内完成–中国地质大学用户工作区资料情况，半小时内完成–天津地矿所化探数据资料提取，一小时内完成5软硬件环境与数据组织•实现的环境包括硬件环境、软件环境。•硬件环境–微机一台，基本配置：CUP2G/内存512M/硬盘60G/网卡等；•现实的解决方案是ESRI的GeoDatabase空间数据管理，故软件环境：–OS：windowsXP/2000/–数据库系统：ACCESS(或SQLServer2000可选，我们用此)–ArcGISDesktop–ArcSDE9.0(可选，我们用此)。数据组织•为了集成管理空间数据与资料管理数据库，分幅的空间数据、地理数据、资料目录数据均要导入到专用数据服务器中。我们后台采用MSSQLServer2000数据库，及ArcSDE空间数据引擎。数据在ArcSDE中组织形式分幅的空间数据位于特征数据集sde.SDE.sheet；地理数据位于特征数据集sde.SDE.China_Data资料目录数据库的各表分别导入，分别命名，命名类似于sde.SDE.Archieves_5w。成图数据在ArcMAP中表现形式此外，•前述形成的.mxd文件可放于服务器端共享或直接拷贝于每个管理员微机中。•作为资料管理人员，可在本地机器上利用ArcGISDesktop的ArcMAP、ArcCatalog微机查询。在ArcMAP可打开所要查询的.mxd文件（另外还可以继续添加其他图层文件)数据组织优点：•如此统一管理的益处在于，无论数据维护人员有多少个，也无论其在何处操作，最终数据的物理存储位置均在单一的服务器上，客户访问时均保证其数据为最新。•事实上，相信随着GIS的普及，对用户进行一定的培训后，也可自行进行上述的空间检索、查询。总之，利用ESRI管理地理信息的解决方案是：局域网是部门之间共享数据的主要方式，数据资源为集中管理。一个中央ArcSDE数据仓库中来整合各部门的数据资源，并且在资料信息部门配置了GIS人员，来进行数据仓库中全所范围内的GIS数据资源，并提供机构内部的数据集成标准。这为整个机构提供了可靠的空间数据共享的数据仓库。这个应当是未来的发展趋势6结语•基础地质调查工作绝大多数是以具有空间位置与范围的标准地形图分幅单元进行部署的，其成果也基于以标准地形图分幅为存储单元的，以关系型数据库技术解决具有空间属性成果的查询具有天然的不足，而GIS正是解决空间问题的理想工具、方法和技术，有效利用地理信息技术来管理具有空间时态的地质调查成果资料是一种好的可选手段，其应用会日益广泛。•致谢:我的同事刘秀琴、陈安蜀、林晓辉、汪彩芳、于华等在本文涉及的数据方面所做的工作。