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地学数据库

发布时间: 2022-05-10 12:18:56

⑴ 什么是地理信息系统的数据库

(一)地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。位

置与地理信息既是LBS的核心,也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中,代表为某个地点、标志、方位后,才会被用户认识和理

解。用户在通过相关技术获取到位置信息之后,还需要了解所处的地理环境,查询和分析环境信息,从而为用户活动提供信息支持与服务。

地理信息系统(GIS,Geographic Information System)是一门综合性学科,结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学,已经广泛的应用在不同的领域,是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,随着GIS的发展,也有称GIS为“地理信息科学”

(Geographic Information Science),近年来,也有称GIS为"地理信息服务"(Geographic

Information

service)。GIS是一种基于计算机的工具,它可以对空间信息进行分析和处理(简而言之,是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析)。

GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。

(二)地图数据库(cartographic database)是以地图数字化数据为基础的数据库,是存储在计算机中的地图内容各要素(如控制点、地貌、土地类型、居民地、水文、植被、交通运输、境界等)的数字信息文件、数据库管理系统及其它软件和硬件的集合。

⑵ 英国地调局地质调查资料数据服务概况

赵小平

(中国地质调查局发展研究中心,北京100037)

摘要 本文从服务产品、服务方式、价格机制及版权政策等方面概要介绍了英国地调局的地质资料数据服务现状。

关键词 地质资料;服务产品;服务方式;版权政策

英国地调局(BGS)成立于1835年,是世界上成立最早的国家级地质调查机构,也是英国最主要的地学信息中心。作为一个公共服务部门,英国地调局的主要职责是向英国各级政府部门提供全方位的地学建议,并向企业、学术团体和公众提供公正的地学建议。近年来,由于社会环境的巨大变化,英国地调局的目标使命也发生了相应的变化,越来越重视地学信息的社会化服务和地学信息技术的开发利用,并在服务范围和服务方式上进行了较大的调整,将自己定位为一个知识型科学服务提供者和一个着眼于用户的战略性地学组织。本文将从服务产品、服务方式、价格机制及版权政策等多个方面对英国地调局的地质调查资料服务进行全方位的介绍。

1 服务产品丰富多样,种类繁多

作为世界上历史最悠久的调查局,英国地调局的地质调查工作区域不仅涵盖英国本土,还包括英联邦各成员国以及其他国家,工作成果相当丰富,提供的地学产品种类繁多。根据产品的性质,主要划分为:①地质图。包括各种比例尺的地质图,这些地学图件大部分以打印形式提供,小部分为影印版,可以按需生产。部分地学图件提供了索引地图,用户可根据索引地图搜索和提取相关信息。②地质书籍和地质指南。包括地质研究报告、特殊区域地质指南、特殊地区图册等。③地球化学、地球物理和水文地质数据产品。主要包括各类地球化学图册、地球物理图册、地下水脆弱性图册、水文地质图以及水文地质报告。④矿产方面的出版物。即大量与英国矿产资源相关的出版物,内容涉及矿产评估报告、矿产勘查报告、重要矿产评估报告、地方和区域资源评价报告、矿产品开采统计数据等。⑤教育和休闲产品。即一些科普读物,主要受众是那些业余地质爱好者和学生。

特别值得关注的是英国地调局地学数据中心拥有大量的数字数据产品,这些产品主要分为数字地学图件和数字数据。数字地学图件:英国地调局利用地理信息系统(GIS)生成了大量标准的数字地学图件,其中数字地学图件有陆地地质图、近海地质图、地球化学图、地球物理图和1:25万海洋测深图,矿产资源图和水文地质图即将以数字形式提供利用。数字地学图件分为光栅图像和矢量数据,并具有多种格式和结构,如 ArcView和Mapinfo或其他格式,具体视主题而定,其价格根据图层区域、不同专题和不同比例尺而变化。数字地学数据:英国地调局拥有大量数字地学数据,数据涵盖地球化学、地球物理、地质灾害、水文地质、填图、矿产资源等多个领域。这些数据均可通过英国地调局的地学数据索引系统GDI(Geoscience Data Index)进行查询,但所有数据均须签订版权协议之后才能使用。英国地调局还拥有庞大的元数据查询库,通过该数据库,用户可以查询以下类别的元数据:钻孔、工程地质、坑探工程、常用地质术语、地球化学、地质年代学、地质图、地质论文集、地质过程模拟、地质分区、地球物理、水文地质、陆地调查、岩相学、海洋地质、矿产、古生物、石油地质、岩石学、区域地质、遥感、采样、沉积地质、地震地质、基岩地质、标本采集、地层学和构造地质等。

2 地质资料数据的网络服务先进、完善

英国的地质调查成果信息化程度较高,已经建立了数十个相关地学数据库,并大力开发基于网络环境的数据服务平台。从世界范围来看,英国地调局的地质调查资料数据在线服务开展得相对较早,并且在世界上率先采用了地质资料数据一站式服务模式,即用户只需登录英国地调局的网上商店,便可检索并订购英国地调局提供的各项数据服务,获得自己所需的地质资料数据。这种服务模式使得用户在指定地点同时完成以往需要在多个地点多次完成的任务,使用户的操作更加方便快捷,大大提高了资料数据的服务效率。

英国网上商店的功能全面,用户可以浏览了解英国地调局所有的分类成果信息与相应价格,通过网上填写订单与直接填写信用卡两种方式进行购买。例如,用户选定一个区域,希望了解该地区基础地质情况,或者放射性岩石分布情况,在网上提交需求并付费,英国地调局的在线服务系统就会自动搜索网上的数据库,按照标准报告格式,自动抽取相应文字资料、数据、图件,形成一个电子报告,并发送给用户。网上商店主页设置的功能模块主要有产品目录、检索、简讯、购物筐、立即购买和联系方式等。产品目录模块主要罗列了教育和休闲产品、地质图、地质类书籍和指南、地球化学地球物理及水文地质学、矿产类出版物、国外地学出版物和技术类出版物、图件索引7个产品类别,点击这些产品类别用户可以获得相关产品的简要介绍和产品目录。在检索功能模块中,用户可以在检索栏中输入检索信息直接进行检索,也可以点击“按类别检索”、“按产品检索”和“按图形检索”3个辅助功能键进行检索。简讯模块主要用于发布最新的产品信息,帮助用户了解英国地调局新近有哪些产品开始提供利用服务。相关链接栏目则用于网上商店的相关信息链接,如“目录下载”、“如何使用网上商店”、“产品使用条件和条款”等。

3 服务方式灵活,产品价格明确

3.1 服务方式灵活

作为一个以市场经济为主的发达国家,英国地调局的数据资料产品服务方式多样,手段灵活。英国地调局在诺丁汉、爱丁堡、伦敦等地设置了多个产品直销点,主要产品有地质图、地球物理图、地球化学及环境灾害方面的图件、地学科普读物、岩石矿物标本以及二次加工的人文装饰用品、数字产品光盘;还出售英国军测局出版的不同比例尺的地形图等。这些直销点同时接受邮件订购服务和数据产品加工服务。英国地调局的地学数据资料除该局的直销点之外,也可由许多从事专门服务的机构网站,如房地产商(涉及开发地段的地质、环境、地下水等与地质有关的信息)进行分销,英国地调局向分销商返回一定比例的销售收入(如对房地产商为20%左右)。

随着网络的兴起和繁荣,英国地调局在地学数据资料网络服务方面也投入了大量的精力和资金,并紧跟电子商务潮的流行,与英国电子商务委员会合作设立了专门的网上商店,增加了电子商务专栏。用户可以直接通过网络查看并了解英国地调局所有的分类成果信息与相应价格,并通过网络购买所需地学资料。

3.2 产品价格明确

英国地调局地学数据资料的网上价格(含税、工本费、运费),主要由数据信息中心与客户服务部联合根据市场客户需求制定(政府不干预,但需要依法纳税),并根据时间与地区的不同,对产品价格进行不断的调整。所有产品都明码标价,用户可以在网上免费下载产品目录和相应的价格信息。英国地调局产品的国内邮费随产品定价的多少而不同,少于4.99英镑的免费,5~9.99英镑、10~19.99英镑、20~29.99英镑、30~49.99英镑、50~99.99英镑以及高于100英镑的产品邮费分别为:1.25英镑、1.95英镑、2.95英镑、3.95英镑、5.50英镑和7.50英镑。对于国外用户来说,邮费可能更高。英国地调局的部分产品还需另交增值税,这在产品目录中有说明,但出口产品不交增值税。

英国地调局的地学数据产品价格相当明确,但并非一成不变,会根据具体使用条件(如使用年限和许可人数)而进行相应的调整。下面就以数字地学图件为例进行说明。

英国地调局数字地学图件针对用户收取的费用称为许可费。许可费中包括数据制作费(Data Prep-aration Charge,DPC)、数据使用费(Data Usage Charge,DUC)和许可证管理费(Licence Administra-tion Charge,LAC)。第一年的许可费包括数据制作费、数据使用费和许可证管理费。继续使用费用则包括数据使用费和许可证管理费。需要注意的是,许可费中包括的数据制作费是指标准的数据制作费。如果客户对GIS数据的结构、设计和数量有特殊要求,则需另行交纳数据制作费,此数据制作费不同于作为数字许可费组成部分的那部分数据制作费。

表1 英国地调局数字地学图件不同使用年限许可费表

表2 英国地调局的多用户许可协议费阶梯许可费表

英国地调局现行的产品许可费制度鼓励用户一次性购买较长使用年限的产品,也就是说,所购买产品的使用年限越长,就越节约成本(表1)。例如,要一次性获取为期5年的许可,所需支付的费用为:5×DUC+DPC+LAC。如果打算按年度续约,则5年期许可所需支付的费用公式如下:第一年至第五年的费用分别为DUC+DPC+LAC,DUC+LAC,DUC+LAC,DUC+LAC,DUC+LAC,这样,产品的5年使用许可费=5×DUC+DPC+5×LAC。按年度续约要比一次性签约多交4倍的许可证管理费。

另外,该许可费制度还鼓励用户购买多用户数据许可协议,即许可用户数越多,价格越优惠。表2是英国地调局的多用户许可协议费阶梯许可费表。

4 版权、版税及保密问题

4.1 版权

英国地调局作品版权的依据是1988年《版权设计和专利法》和《数字数据供给条件(2003~2004年)》的规定。英国地调局作品的版权属于自然环境研究委员会(NERC),英国地调局知识产权管理处被授权代表自然环境研究委员会颁发这种许可证。为了不使版权受到侵犯,凡与作品版权有关事宜须经版权所有者的许可。在一般情况下,须持有特定的版权许可证,而且须交纳适当的年费才可复制英国调查局的作品。持年(许可)证的受证人有权按规定摘录英国地调局的图件和其他文件转给第三者,但这种许可证的受证人无权将英国地调局的作品当成受证人自己的作品,也无权以这种假象发表作品。

英国地调局的版权许可证不包括任何数字作品的复制和使用权,为此须得到专门许可。它也不包括英国地调局作品的其他推广使用权,任何推广使用都须得到单独同意。使用英国地调局的摄影作品也要得到单独许可。英国地调局颁发的数字作品一律须凭单独的英国地调局颁发的数字作品许可证才能引用。每个许可证只能根据为受证人指定的几项用途(或只根据许可证为受证人所在的单位、承包人或转包人指定的几项用途)使用数据集。对于已按预定的用途只使用了部分数字数据,后来未使用其余部分的数字数据的许可证,不退许可证费。

4.2 版税

如果所使用的数据经过处理或得到增值,从而提供了供咨询合同用的产品或可公开出售的商品(不论以模拟形式还是数字形式),要向BGS交纳版税。版税根据产品(商品)性质和发行的拷贝数量交纳。如果将BGS的作品合到商业计算机信息系统,也要交纳版税。版税数额和交纳频率要根据约定的条款和合同条例确定。BGS知识产权管理处应提前规定版税的性质和版税的数额,保证预期的产品(服务)不影响BGS自己使用作品。BGS保留免费征收公开销售的增值产品的拷贝交给地质资料馆的权利。

4.3 保密制度

以英国地调局的图件为例,其版权所有者既包括英国地调局,也包括军械部。英国地调局的大多数地质图使用军械部的地形数据,后者属“顶级版权”(Crown Copyright),英国地调局承认其地质图和其他出版物的“顶级版权”(及其他版权所有人)。军械部的作品只能经军械部颁发给许多用户的许可证才可复制。因没有军械部许可证而无法复制其地形数据的用户,必须与军械部进行交涉。仅凭军械部许可证无权复制英国地调局的图件;同样,仅凭英国地调局许可证也无权复制受“顶级版权”保护的作品。

⑶ 地质矿产部地学信息系统的现状与发展

姜作勤

(地质矿产部科技司技术处,北京100812)

摘要地学信息系统是地学现代化的基础,是国家信息基础设施的重要组成部分。地质矿产部地学信息系统的开发始于70年代末期,经过近20年的努力,建立了一批地学数据库,自行开发了固体矿产勘查评价自动化系统KPX和彩色地学图件编辑出版系统MAPCAD。这两个系统已在全国范围内推广应用。MAPCAD使彩色地学图件的出版从数据采集、编辑修改、打样、分色直至生成制版胶片的全过程在微机上实现了计算机化,从而从根本上改变传统工作方式。同时,自行开发了工具型基础地理信息系统软件MAPGIS。目前,一批MAPGIS的应用研究项目,涉及矿产资源评价、水资源调查、地质灾害评价、区域地质调查、土地利用评价以及综合管网等领域,正在实施。

本文包括两部分:第一部分阐述地学信息系统的现状与特点,第二部分关于系统将来的发展。

关键词地学信息系统数据库计算机辅助编图数字制图地理信息系统(GIS)

1现状和特点

1.1建立了一批地学数据库和信息系统

地矿部信息系统的建设始于70年代末。1979年由北京计算中心承担开发了1:20万化探数据库。经过近20年的努力,在地质、地球物理、地球化学、矿产资源评价、地质环境、矿产勘查开发管理等领域建立了各类地学数据库100多个。主要包括:全国矿产储量数据库NMRD、全国地球化学数据库NGCHRD、全国重力和高程数据库NGED、全国航磁数据库ARMD、找矿信息系统MAGAD、全国地层数据库STRL、石油地质和钻孔数据库PGDH、全国地质图书馆管理系统NGLMS、1∶500000简化地理底图库FGGI、地学基础软件库FGSL以及地矿部地学数据库字典GDBD。这些数据库的主要参数见表1。

表1主要地学数据库

1.2固体矿产勘查评价自动化系统KPX初见成效

为改变固体矿产勘查评价的传统手工工作方式,1989年由地质矿产部立项、联合国开发计划署援助开发了固体矿产勘查评价自动化系统KPX。系统包括野外钻孔编录数据的采集、数据管理、矿体圈定、储量计算、绘制勘探图件等5个子系统,主要功能如下:

——制定了矿产勘查评价的标准化数据字典和数据采集格式;

——系统可自动生成图例花纹;

——绘制复杂的钻孔柱状图;

——支持矿产资源评价的传统的和地质统计学的方法:块段法、剖面法和克里金法;

——系统在PC平台上运行。

该系统已在全国各省局的30多个项目中推广使用,大大提高了工作效率。

1.3计算机辅助彩色地学图件编辑出版系统MAPCAD正在从根本上改变传统工作方式

图件是地质工作成果的主要表现形式,是为社会经济发展服务的重要手段,在地学领域中具有特殊的地位和作用。采用传统手工方式,一幅中等复杂程度的彩色图件的出版需要经过十几道工序、花费1年或更长的时间。这种状况很难满足国家经济发展的各个领域对现时性地学图件的需求。

MAPCAD是具有自己版权和35万行语句的大型应用软件。1993年初,由中国地质大学(武汉)开发成功。系统首次在普通微机上实现了彩色地学图件从输入、编辑、信息处理、校样、分色挂网直到输出制版胶片全过程的计算机化,可输出符合公开出版精度和质量的包括最复杂的彩色地质图在内的各类地学图件。它是我国第一个,而且迄今为止也是唯一一个投入市场得到广泛应用的彩色地学图件电子出版系统。1994年9月,第一幅复杂彩色印刷图件——1:350万云南地质图作为试验图件通过了验收。来自地质、编图、制图、图件出版和计算机制图领域的专家们一致认为,MAPCAD在色彩、精度以及在细节的表现能力等方面已完全可以满足彩色地学图件的出版要求。

(1)MAPCAD的功能和特点

——以Windows为平台,采用C++语言开发,用户界面友好,使用方便;

——具有扫描仪输入和数字化仪输入等主要输入手段,可接受DBASE、Foxbase等数据库的数据,具有完备的错误、误差校正方法;

——具有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据、多重数据结构的属性管理能力;

——地图库管理系统具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力,可管理多达数千幅地图;

——采用矢量数据和栅格数据并存的结构,两种数据结构的信息可以有效、方便地互相转换和准确套合;

——具有功能较齐全、性能优良的空间分析功能,以及拓扑空间查询和三维实体叠加分析能力;

——提供开发函数库,可方便地进行二次开发;

——具有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言PostScript接口,可输出符合地图公开出版质量要求的图件,并具有能自定义的灵活的报表输出功能。

(2)MAPCAD的推广应用已取得巨大的成功

数字制图的实践已经证明与传统手工方式相比新技术的巨大优越性:

——将彩色地学图件出版的工序由12道减少到5道;

——大大提高生成率:对新图件,比传统方式快3~5倍,对修编图件,提高10~20倍;

——降低成本:平均降低三分之一;

——实现数据共享:数字数据可重复使用。

现在,系统的应用越来越广,从1993年初系统发布以来,已在全国(除西藏和台湾)各个地区安装700多套,并已出口朝鲜。覆盖20多个应用领域,不仅涉及地质矿产、石油、煤炭等地学领域,而且包括交通、铁路、城市规划和管理、灾害与环境、旅游等领域。采用该系统已生产出几千幅彩色地学图件。包括采用全数字制图技术生产的全国第一批图集,如:《大连甘井子区土地利用图集》、《河北省土壤图集》、《全国高速公路图集》、《中国海洋区域地质和地球物理图集》等。1:1200万《中国地球物理图集》、《中国矿产图集》已完成制作。《中国地质图集》正在制作。

为国际岩石圈全球地学断面项目制作的阿尔泰-台湾和广州-巴拉旺等地学断面图在国际会议上受到了国内外专家的好评。

为一批国家重大项目制作完成了成果图件,如全国土地利用总体规划图、欧亚大陆桥中国段的沙漠化程度图、全国地表水资源分布图等;为第30届国际地质大会制作了1:500万“中国波浪状构造图”和“中国非金属矿床成矿地质图”,“亚洲水文地质图(6幅对开)”。其中,最大幅面是九幅超全开的1:500万欧亚地质图。

系统的应用大大促进了彩色图件编辑出版的技术进步。主要表现在以下几个方面。

——以传统制图工作方式不可想象的高速度完成突发性地图制图任务。表2是几个典型的实例。

表2在突发性地图制图任务中,创造了传统方式不可想象的高速度

——在改变彩色地学图件出版的传统工作方式中取得了重大突破。数字制图技术已被广泛应用于地质制图,特别是1:50000区域地质调查图件的生产。区域地质调查工作是我国一项长期的战略性基础地质工作,区域地质图是工作成果的主要表现形式。现有几百幅图件等待出版。经过研究与试验,主管部门已决定采用MAPCAD,研究了采用数字技术的工艺流程,建立了图例、花纹、线型、符号和色标库。现在,已制作了至少100幅数字地质图。

——新技术的应用带动了新产业的形成。到1996年7月底,已有50多个公司使用MAPCAD生产各类数字图件。

1.4地理信息系统的开发应用前景喜人

众所周知,地理信息系统是地学领域专家的有力工具。采用GIS,专家们可以对地质、地球物理、地球化学和遥感等多源地学信息进行有效的集成、管理和分析以解决各种地质问题。

国内外GIS开发应用的实践使我们清楚地认识到了GIS对改变传统地学工作方式的特殊意见和它的巨大应用前景。1989年初,在武汉召开的地质矿产部图示技术开发应用研讨会上,部内图示技术开发应用的专家们一致认为要开发具有自己版权的GIS。工具型基础地理信息系统软件MAPGIS于1995年10月开发成功。其主要特点如下:

——以Windows为平台,采用C++语言开发,用户界面友好,使用方便;

——具有扫描仪输入和数字化仪输入等主要输入手段,可接受DBASE、Foxbase等数据库的数据,具有完备的错误、误差校正方法;

——具有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据、多重数据结构的属性管理能力;

——地图库管理系统具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力,可管理多达数千幅地图;

——采用矢量数据和栅格数据并存的结构,两种数据结构的信息可以有效、方便地互相转换和准确套合;

——具有功能较齐全、性能优良的空间分析功能,以及拓扑空间查询和三维实体叠加分析能力;

——提供开发函数库,可方便地进行二次开发;

——提供与ARC/INFO和INTERGRAPH的接口;

——具有自定义的灵活的报表输出功能;

——有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言PostScript接口,可输出符合地图公开出版质量要求的图件。

它的初步应用已经在一定程度上证明了系统的巨大市场潜力。

2地学信息系统将在“九五”计划中有一个较大的发展

2.1需求

在全球信息化的热潮中,在中国加快国民经济信息化步伐的形势下,对地学信息系统的发展也提出了新的需求。

——1995年全国地矿工作会议决定“九五”实施地矿工作信息化工程。这项工程的目标是:到2000年,基本实现地矿工作主流程的信息化。在地质勘查、地矿行政管理和地质资料管理三方面基本普及电子信息技术,建成一批骨干信息系统,大量应用和重点开发一批计算机辅助工具,培养一支新型的熟悉电子信息技术的地矿工作队伍,把地矿工作的工作方式,管理方式与成果质量推向世界先进水平。促进具有技术优势、有市场前景的技术成果的产业化。

——区域地质调查是一个国家长期的战略性的基础地质工作。我国正在实施的1:5万区域地质调查截止1995年底,累计完成1∶5万填图面积140万km2,约3250幅图,仅覆盖全国面积的14.6%。“九五”期间,将有800多幅的填图任务。

——为了合理开发和利用地下水资源,减轻地质灾害,地质矿产部启动了两个项目,一是在全国600个县开展1:10万的地下水资源开发与利用调查,二是在17个省开展1:50万的地质灾害调查。

——全国地质资料馆保存着我国自本世纪初以来的重要地质资料,包括85000份各类地质报告,装满整个六层楼,排架7000m。有些资料由于时间久远或纸张质量问题,破损很严重。迄今为止,修复这些报告的费用已近2000万元。采用光盘存储技术是解决这个问题的既合理又可行的方法。

2.2主要开发项目

(1)计算机辅助1:5万区域地质填图系统

计算机辅助1:5万区域地质填图系统项目的目标是在3“S”技术的基础上,开发一套应用系统并建立相应的工作流程,实现这项基础地质工作从野外数据采集、室内数据管理、信息综合处理及彩色地质图件的输出全过程的计算机化。项目已开始实施。

(2)计算机辅助1:10万水资源调查和1∶50万地质灾害调查系统

此项目的目的是要为这两项调查工作提供计算机辅助数据采集、管理和分析评价的工具,建立相应的信息系统。

(3)计算机辅助矿产资源评价系统

矿产资源评价是地矿工作的一项基本任务。该项目的目标是在工具型地理信息系统的基础上,结合固体矿产资源评价的理论方法,利用GIS对空间数据的强大管理和分析功能,研制出面向找矿专家的,能够在实践中推广应用的辅助决策系统。

(4)矿产勘查开发管理系统

矿产勘查和开发管理是地矿部的另一项基本职能为了加强矿产资源勘查管理,促进地质勘查开发的科学管理,地质矿产部决定在基础地质调查、工程地质调查、环境地质调查和矿产资源勘查管理中实施区块管理,并于1995年6月颁布文件,规定了区块划分和编号的方法。该项目就是为这项管理工作提供计算机辅助的工具。具有区块的登记、统计汇总、空间查询等功能,可实现地质矿产勘查管理工作的计算机化。

(5)地质资料光盘存储系统

目前,正在研究地质报告数字化的标准、管理软件,进行具体技术路线的试验。

(6)多媒体辅助教学系统

由于地学研究对象本身的复杂性,使得这个领域虽然定量研究的程度不断提高,但目前多数领域中定性分析仍占主导地位。直观对研究过程和成果的表示很重要。这就决定多媒体技术在地学领域内会大有作为。美国地调所早在90年代初期就已开始采用多媒体技术进行成果的展示。立项开发的两个项目是宝石学多媒体辅助教学系统和石油地质与油藏工程的多媒体教学系统。

2.3实现上述目标的关键

(1)技术:GIS、GPS、RS、野外数据采集技术、多媒体技术等;

(2)标准化;

(3)应用开发;

(4)培训;

(5)协调与管理。

⑷ (一)地质调查成果主要类型

1.地学图件

包括地质图、地球物理、地球化学、遥感图像等各类图件。地质图是地质调查机构最主要的产品之一。随着经济与社会的不断发展,人们对地质图的要求不断提高;同时由于地质科学理论不断更新,地质调查技术不断进步,地质图需要及时更新与换代。

根据用户的需要,可以利用基础数据资料生成众多类型的专题图件。

2.地学数据库

由于信息技术的发展,传统以纸介质为载体的地质调查产品逐步发展为纸介质产品与数字化产品共存,并建立了相应的数据库,例如,各种比例尺的地质图数据库、矿产地数据库、地球化学数据库、地球物理数据库、全国地质年代数据库等是地学信息服务的重要产品,地质工作程度较高的国家往往拥有包括多专业、海量数据的各类数据库。

3.矿产资源报告

各国地质调查机构都承担国内外矿产资源分析、预测研究任务,为国家经济建设和社会发展的决策提供依据。例如,美国地质调查局每年都要出版《Minerals Yearbook》、《Mineral Commodity Summaries》等。

4.系列出版物和专题报告

发达国家的地质调查机构一般非常重视宣传自己的研究成果,包括阶段性研究成果,及时出版各类专题报告、专着、论文。为了宣传地学基础知识,还编写地学科普读物。例如,美国地质调查局采用情况通报(Fact Sheets)、公开文件报告(Open-File Reports)、通告(Circulars)、展板(Posters)、论文(Papers)等形式发布成果;加拿大地质调查局有公开文件(Open Files)、当前研究(Current Research)、通报(Bulletins)、综合报告(Miscel1aneous Reports)、论文(Papers)、经济地质报告(Economic Geology Reports)和论文集(Memoirs)等平台提供研究成果;英国有《Earthwise》、《Earthworks》等刊物。

⑸ 浅议国家地质资料数据中心建设

于瑞洋

(全国地质资料馆,北京100037)

摘要 本文阐述了建立国家地质资料数据中心的历史背景、建设目标与指导原则、初步构型等。

关键词 国家地质资料数据中心;建设

1 建立国家地质资料数据中心的历史背景

1.1 信息技术的发展为地质资料数据管理与服务提供了新的手段和技术

地质工作是国民经济可持续发展的前期工作和基础工作,从某种程度上看地质工作的各个环节,无论是生产、科研还是管理,从本质上讲都是某种信息采集、保存、处理、研究和应用的过程。因此在地质工作中,从各种地质信息数据采集到室内数据保存、整理、分析和解释,再到最终成果的存储维护、管理使用和制图出版以及科学管理和决策等诸多方面,无不与现代信息紧密相连。现代信息技术的迅速发展以及其在各个领域的广泛应用,为现代地质工作提供了新的技术和手段,现代信息技术不仅改变了地质工作的手段和方式,拓宽了地质工作领域和内含,同时也改变了地质工作成果的内容和形式,现在的地质成果除了传统的可以用纸介质反映的文字、图件外,还有以电磁介质和光电介质存储的各种数据库、应用程序等,特别是在地质大调查工作中,地质基础数据信息的获取、管理、服务无不体现着现代信息技术的身影,随着分布式数据库技术、WebGIS技术、跨系统跨平台的数据交换与传输技术、网络技术待的应用,地质资料数据的管理和服务正在向不同层次、不同类别以及不同机构之间协同服务发展。

1.2 建设国家地质资料数据中心的政策背景

为加强地质资料的管理,充分发挥地质资料的作用,国务院2002年3月19日颁布的《地质资料管理条例》中要求建立地质资料信息系统,在2003年1月3日国土资源部发布的《地质资料管理条例实施办法》中明确指出由国土资源部组织建立地质资料信息系统,此后,国土资源部组织实施了一批地质资料信息化工作。在2006年颁布的《国务院关于加强地质工作的决定》(国发[2006]4号)中指出“地质资料是地质工作服务社会的主要载体。建立健全地质资料信息共享和社会化服务体系,加快利用现代信息技术,建设国家地质资料数据中心和全球矿产资源勘查开采投资环境信息服务系统”。在最近发布的《全国地质勘查规划》中也明确提出开展国家地质资料数据中心建设工作,并提出“建立实用、高效的地质资料采集、加工、处理、存储机制,完善国家地质资料数据资源的建设管理,实现全国地质资料数据的统一、协调和规范,搭建现代化的存储、管理软件和硬件支撑环境”的目标任务。所有的政策法规为开展国家地质资料数据中心建设提供了良好的环境。

1.3 地质资料在国民经济发展中的价值得到充分体现

地质资料数据是各种地质工作的最终成果,是成千上万地质工作者的劳动结晶,具有形成成本高、应用范围广、可反复利用、经济社会效益潜力巨大的特点。新中国成立以来,我国已累计投入地勘费5000余亿元,形成了大量的地质资料数据,通过对丰富的地质资料利用,为国民经济和社会发展作出了重大贡献。美国地质调查局研究表明,即使按最小价值计算,地质图的价值是填图成本的25~36倍。大庆石油管理局近年来通过对100多口井资料的开发利用,扩大了石油储量2亿吨,为国家节省勘探费用30亿元。在增强综合国力和实现国民经济可持续发展的当今社会,地质资料数据的服务领域日趋广泛,从矿产资源勘察到地球科学研究,从基础设施建设到国家重点工程建设,从增强国防建设到保护生态环境都需要地质资料数据提供基础信息。在我国社会主义现代化建设和社会主义市场经济体制的建设中,地质资料发挥着日益重要的作用。

1.4 建立国家地质资料数据中心的技术已基本成熟

现代信息技术的迅猛发展,特别是各种先进的网络技术、高性能的信息存储技术、分布式数据库技术、WEBGIS技术、跨系统跨平台的数据交换与传输技术的广泛应用,为地质资料数据的不同层次、不同类别、不同机构以及不同区域的共享与服务成为可能。同时,近年来国土资源部和中国地质调查局大力推进地质资料的信息化、数字化建设,建立了包括1:20万地质图空间数据库和化探数据库在内的几十个大型基础数据库,新形成的地质资料数据全部汇交电子文档,原来的纸质资料在国土资源部和中国地质调查局支持下,全国地质资料馆正在组织图文地质资料数据库建设,这些工作成果形成了非常丰富的地质资料数据资源,为国家地质资料数据中心的建设奠定了坚实的基础。

2 我国地质资料数据管理现状

2.1 组织管理机构

2.1.1 全国地质资料管理机构及组织情况

目前,我国地质资料由国务院和省(区、市)地质矿产主管部门两级行政管理,设立了政府所属的地质资料馆藏机构及委托保管机构,负责保管向国家汇交的地质资料。在基层地勘单位,由地质资料(档案)馆(室)保管原始、实物和成果地质资料。全国的地质资料管理已形成政府管理与基层地勘单位管理相结合的管理体制。

2.1.2 全国地质资料馆藏机构及组织情况

目前,我国地质资料馆藏机构大体上包括两种,一种是政府所属的馆藏机构,此类机构主要由全国地质资料馆和各省地质资料馆组成;另一种是实行委托保管的馆藏机构,此类机构主要由各行业、工业部门自己成立的馆藏机构。

全国地质资料馆前身是地质部资料司,成立于1952年。目前,全国馆主要由资料收整室、资料馆藏室、资料服务处三个处室组成,承担地质资料的接收、保管、服务工作。

中国地质调查局是地质调查资料主管单位,中国地质调查局发展研究中心(全国地质资料馆)(以下简称“发展中心”)及其下属国土资源实物地质资料中心、局六大地质调查中心(天津、沈阳、南京、宜昌、成都、西安)是资料的管理单位。

2.2 馆藏情况

2.2.1 全国地质资料馆及省级地质资料馆馆藏情况

目前全国地质资料馆馆藏纸质资料约11万种,电子资料数据量超过4.6TB,这部分资料以矿产勘查类为多数,占总量60%,地质科学研究、物化遥勘查、水工环勘查和区域调查各占13.5%,11.6%,8.5%和6.1%。电子资料包括电子文档、数据库、数字化图文地质资料、测绘数据(购买或交换形成)等。

2.2.2 中国地质调查局资料管理部门馆藏情况

中国地质调查局各资料管理单位馆藏各类资料累计约26万种,其中成果地质调查资料4000多种,此外还收藏了大量的其他地质资料、地质科技档案、地形图、地质参考文献等。

除了传统的地质资料外,由中国地质调查局组织实施的各类基础地质数据库也在发展中心保管,目前,发展中心保管的数据库包括全国矿产地数据库、全国或分省的1:500万、1:250万、1:50万、1:25万、1:20万、1:5万系列比例尺数字地质图空间数据库、区域地球化学数据库、1:20万自然重砂数据库、钻孔地质数据库、全国同位素地质测年数据库、图文地质资料数据库、地质资料目录数据库等。

2.3 存在问题及分析

2.3.1 馆藏机构数字资源不足

电子文档汇交问题严重。一是汇交率低;二是汇交质量较差,没有按照格式标准的要求进行汇交、汇交内容不齐全。经过多年努力,特别是地质大调查项目的开展,地学数据库建设取得重要进展。但海量数据信息的汇交管理和服务工作,面临着严峻的挑战。需要长周期建设的数据库,其阶段性成果的汇交和服务,目前没有明确的规定。

全国地质资料馆开展多年的图文地质资料数据库建设进展缓慢,全国地质资料馆仅完成约2.2万种,还有大量的地质资料需要数字化。馆藏机构数字资源不足,难以利用现代信息技术开展服务,影响了服务效率和服务水平的提高。

2.3.2 资料数据共享技术与服务水平亟待提高

地质资料数据的共享和社会化服务是地质工作者的长期愿望,但由于管理体制和技术上的原因,地质资料数据共享技术与服务水平的提高步履维艰。最近几年,中国地质调查局在这一方面做了大量工作,一批重要的基础地质资料数据初步实现了社会化共享,向社会开放了部分公开性地质成果资料,取得了良好的社会效益。

尽管在应用网格技术实现地质资料数据共享方面取得了突破性进展,但仅仅是初步的;总体上看,地质资料数据的服务共享、技术水平还有待于提高。现有的服务方式包括手工方式、离线方式、等待用户上门方式、会议推广服务等方式。服务范围小、服务手段落后、服务成本高、服务周期长、效率低下、数据服务内容简单,资料数据共享服务是个别的、不系统的、数据的公开程度和数据共享的广泛性还十分有限。

2.3.3 馆藏机构基础设施条件差,队伍力量薄弱,加工处理能力不强

近年来,国土资源部及各省(市、自治区)国土资源管理部门越来越重视地质资料馆藏机构设施的建设。但是,全国大部分省(市、自治区)地质资料馆藏机构的基础设施条件较差,特别是提供网络服务的信息服务设施欠缺,大大降低了服务质量和水平。作为地质资料服务国家级别的全国地质资料馆面临无独立服务场所的窘境。

地质资料数据的现代化管理和社会化服务对从业人员的素质要求较高,需要一些综合性人才进行服务,这是由基于现代信息技术的社会化服务趋势决定的。但由于编制和经费的限制,全国地质资料保管与服务机构的工作人员相当缺乏,人员的年龄与专业结构不是特别合理,学历和专业也有一定程度的限制,计算机方面的人才尤其短缺。这种现状大大制约了社会化服务的开展,阻碍了社会化服务的进程,降低了地质资料的利用率,削弱了地质资料所能产生的社会效益。

受资料馆工作人员数量、素质等自身条件的限制,难以深入开展地质资料的综合研究。对需求调研不够。现有的成果不能及时向社会发布,加工处理等相关需求不能及时满足,服务水平低,只能维持日常工作,不能适应现代信息技术给资料工作带来了的巨大变化。

2.3.4 数据资源分散,需从国家层面上进行数据整合与协调

地质资料数据是全国地勘行业数万(鼎盛时期达数十万人)地质工作者长期野外调查、勘查的成果,其生产过程的地域性和行业性特点,决定了生产、管理是分散的。地质资料数据分布于包括中国地质调查局在内的全国地矿行业,冶金、有色、石油、煤炭、建材、化工、核工业、武警黄金指挥部等产业部门。传统条块分割的体制决定了海量的地质资料数据基本上只为本行业、本部门或单位所拥有和使用,行业之间、部门之间的数据共享存在着管理上、体制上的障碍,造成工作的低水平重复和大量资源的浪费。

2.3.5 资料数据共享机制有待建立与完善

许多地质资料数据涉及保密问题,有关保密的规定没能形成一套有效的密级升降与解密的评估体系,限制了资料数据作用的有效发挥;对地质资料数据管理工作缺乏应有的定位和科学评估体系;法规体系不健全导致社会约束力不强,缺乏有效的共享机制,使得地质资料数据的生产者、拥有者、管理者、用户的责、权、利关系不明,各方权益得不到合理保护,资料数据共享的积极性不高,共享观念淡薄,数据的知识产权得不到保护,对于共享数据的分类、有偿服务的原则、涉及数据服务的若干单位之间的关系、数据更新与维护的机制等有关数据服务的基本问题尚需解决。

3 国家地质资料数据中心建设的总体目标与指导原则

3.1 总体目标

国家地质资料数据中心建设的总体目标是:以各类地质工作所形成的地质资料数据为核心,以实现地质资料数据社会共享为导向(目标),以现代信息技术为手段,按照统一的标准和规范,建立具有地质资料数据收集、保管、综合研究与分析和社会化服务等功能的国家级地质资料数据中心管理体系,实现国家地质资料数据的一体化组织管理与社会共享,推进地质资料数据开发利用,为国土资源管理、国民经济建设和社会发展,提供基础数据信息和交换平台。

3.2 指导原则

国家地质资料数据中心的建设是一项长期的系统工程,在其建设过程中应遵循“以需求为导向,以应用促发展;统一规划,分步实施;软硬件环境同步实施,软件适当超前;由易到难,急用先行”的指导原则。

4 国家地质资料数据中心建设初步构想

4.1 地质资料数据中心机构构想

4.1.1 全国地质资料数据中心构成

目前我国地质资料数据管理模式为两级馆藏机构,特殊地质资料执行委托保管,根据现行的地质资料数据管理模式,全国地质资料数据中心应由多个地质资料保管单位构成,在全国范围内建立由“中心(国家级)——分中心(省级、行业、专业)”组成的地质资料数据中心管理体制,既要由实质的地质资料数据管理与服务机构(即单位实体)又要由通过网络等现代信息技术联通的虚拟的地质资料数据目录、信息中心,地质资料数据中心实体负责地质资料数据收集、保存和开发服务等工作。

国家地质资料数据中心的建设应依托全国地质资料馆,建立包括国土资源实物地质资料中心等单位在内的核心层;充分利用现代信息技术,建立由省级、行业及各专业地质资料数据中心等单位组成的外围层;形成国家级地质资料数据交换与信息共享体系。

4.1.2 国家地质资料数据中心的机构构成

国家地质资料数据中心的核心业务是地质资料数据的管理和服务,在业务方面至少应由下面几部分构成:

地质资料数据情报机构:收集地质资料与数据形成与管理信息,同时收集数据中心无法直接保管的地学资料与数据的形成、保管、管理与服务方面的信息。

地质资料数据收集保管机构:收集和保管数据中心所管理的各种地质资料与数据,并对地学数据进行维护与更新。

地质资料数据加工与服务机构:根据社会需求对数据中心保管的资料与数据进行加工处理,并向社会提供公益性服务。

地质资料数据综合研究机构:根据国民经济的发展对地质资料与数据的需求开展综合研究,为国民经济的持续发展提供技术支撑。

行政管理机构:保证国家地质资料数据中心的正常运行。

辅助机构:为各项业务工作提供辅助保障工作。

4.2 国家地质资料数据中心建设的工作内容

国家地质资料数据中心建设是项系统工程,涉及的内容和部门很多,具体来说至少包括下面几方面的工作。

4.2.1 基础设施的建设

地质资料数据的社会化服务与资源共享需要一个良好的软硬件环境,地质资料信息的社会化服务需要一个良好的软硬件环境,这就必须进行基础设施的建设工作,不断完善地质资料信息管理机构的设施和功能,从根本上改善地质资料信息服务环境和服务设施。在基础设施建设方面应从地质资料信息的接收、验收、整理、存储、保管、服务等功能方面考虑所需要的设施和设备需求,保证管理机构能真正地发挥其各项功能。

4.2.2 数据资源建设

数据中心的所有业务均是围绕地质资料数据开展的,数字资源是开展社会化服务的重要基础,是数据中心生存和发展的重要保障,只有具备充足的数据资源,才能有力地促进地质资料数据的社会化服务。因此,应按照统一标准、重点突出、急用先行的原则,加快加强地质数据资源建设,基本完成主要资源的数字化原始积累,规范资源建设、运行管理、维护更新、研究应用和社会化服务体系,搭建现代化的资源存储、管理的软件和硬件支撑环境,建立高素质的管理、业务队伍。

4.2.3 标准化建设

国家地质资料数据中心是我国地质资料与地学数据交流的平台和纽带,缺乏标准化就无法实现资料数据的交换和真正的资源共享,因此,必须加强国家地质资料数据中心、地区地质资料数据分中心(省级)、行业分中心和专业分中心数据交换与共享方面的制度与标准的建设,建立健全相关的政策法规、技术标准和工作规范,实现全国地质资料数据的统一、协调和规范化管理。

4.2.4 资料数据共享平台建设

国家地质资料数据中心是我国地质资料数据社会化服务的窗口,没有共享平台,众多的资料数据将无法通过数据中心向社会提供服务。因此需要从国家层面上进行对各种资料数据进行整合、协调与管理,通过各部门、单位之间的数据资源整合,实现优势互补,变分散、独立、局部的数据资源为完整的、系统的和整体的国家资源,建立共享平台,实现跨部门、跨行业、跨学科、跨地区的数据共享与服务,使数据资源得到增值。在统一标准、统一规范的基础上,通过网络链接各个地质资料数据中心的门户和服务平台,最终形成一个依托公共网的、虚实相结合的多级地质资料数据共享交换网络体系,为全国地质资料数据的网络化管理和公共服务提供支撑,为提供一站式的服务和管理打好基础。

4.2.5 地质资料数据管理理论研究

我国地质资料数据管理已经过五十余年的发展和演变,随着地质工作的发展,特别是现代信息技术在地质工作中的应用,地质资料与数据管理呈现出许多新的特点,需要有新的管理方法和理论来指导。通过管理理论的研究,科学地指导我国地质资料数据管理事业的发展。

⑹ 地理信息系统与地图数据库的区别是什么

(一)地理信息系统(Geographic
Information
System或
Geo-Information
system,GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。位
置与地理信息既是LBS的核心,也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中,代表为某个地点、标志、方位后,才会被用户认识和理
解。用户在通过相关技术获取到位置信息之后,还需要了解所处的地理环境,查询和分析环境信息,从而为用户活动提供信息支持与服务。
地理信息系统(GIS,Geographic
Information
System)是一门综合性学科,结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学,已经广泛的应用在不同的领域,是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,随着GIS的发展,也有称GIS为“地理信息科学”
(Geographic
Information
Science),近年来,也有称GIS为"地理信息服务"(Geographic
Information
service)。GIS是一种基于计算机的工具,它可以对空间信息进行分析和处理(简而言之,是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析)。
GIS
技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。
(二)地图数据库(cartographic
database)是以地图数字化数据为基础的数据库,是存储在计算机中的地图内容各要素(如控制点、地貌、土地类型、居民地、水文、植被、交通运输、境界等)的数字信息文件、数据库管理系统及其它软件和硬件的集合。

⑺ 数据库技术

在地质资料数据库建设方面,我国已基本建成全国地质资料馆馆藏资料目录数据库,已完成全部馆藏40%的图文地质资料数据建库工作,已完成地质调查成果资料中文目录数据、地质调查项目档案目录数据、地学图书期刊类文献标题和摘要数据建库工作,并已提供社会化服务。在区域地质图空间数据库建设方面,完成了全国1:20万、1:50万、1:250万、1:500万比例尺数字地质图空间数据库建设。1:5万比例尺数字地质图空间数据库建设已完成800幅的建库工作。在区域水文地质、工程地质、环境地质图空间数据库建设方面,完成了全国区域水文地质调查1:20万、1:50万和1:600万比例尺数字水文地质图空间数据库建设。全国1:5万比例尺重点城市及经济开发区水文地质、工程地质、环境地质综合地质空间数据库建设工作,正在持续开展地下水资源动态监测数据库建设工作。在基础地质数据库建设方面,完成了中国地层数据库、全国1:20万比例尺自然重砂数据库、全国同位素地质测年数据库、全国岩石数据库建设工作。

地质数据共享与服务方面,伴随地学基础空间数据库建设,我国也相继开展了地学信息应用服务工作,如科技部组织了中科院,以及土地、测绘、地矿、林业等国土资源相关科研部门实施了我国21世纪国土资源可持续发展地学空间信息共享示范项目。中国地质调查局及在京主要直属单位、六个地区级地调中心及部分省级地调院建立了自己的网站,并普遍用于发布单位简介、工作动态和专业领域的工作,以及成果通报、标准规范、出版物等基本信息,部分单位开展了网上信息服务(中国国土资源航空物探遥感中心开展了工程技术服务),支持在线信息反馈。中国地质调查局及所属单位还提供成果的目录信息查询、期刊与部分图件的浏览及以图像形式的下载;提供的科普信息主要涉及地质遗迹与地质公园、地质灾害(地面沉降等)、矿物世界、宝石、恐龙乐园、地球知识、生态农业(土壤、肥料、质量、污染、微量元素、植物栽培等);极少数单位开展了工程咨询等服务。目前提供的主要地学数据库的服务仍是离线服务。部分网络在线服务所采用的技术大部分都采取基于Web的B/S架构,html协议,服务器端主要以关系型数据库存储和组织数据,以ASP等技术实现网络化数据检索。

⑻ 地质学图谱库属于什么数据库

就是地质类知道的数据库,有各种比例尺的地质图空间数据库、同位素地质测年数据库、重砂数据库、水文地质图数据库、地质资料管理数据库等等,只要内容是地质资料的数据库都是地质数据库的一种。

⑼ 地质空间数据库建设

一、内容概述

在地质制图技术手段的变革中,真正具有革命性的是与数字式地质图生产模式相关的技术进步,涉及从野外地质工作直至最终成果提交的全过程。建立国家数字式地质空间数据库,是推行这种新工作模式的总体目标和必然结果。为此,各国都下大力气狠抓数据库设计、建设和不同类型数据库的联网,大力推进地质制图的标准化,除了对符合现代要求的现有数据进行数字式信息提取之外,还积极创造条件把数字式工作方式延伸到最基础的野外工作环节。GIS的产生、发展与机助制图系统存在着密切的联系,两者的相同之处是基于空间数据库的空间信息的表达、显示和处理。GIS包含了机助制图系统的所有组成和功能,并且GIS还有数据处理分析的功能。它用空间数据库和属性管理地质数据,包括了图形数据及属性数据,并可对二者的数据进行空间分析和空间查询。GlS技术是数据库技术、图形图像处理技术和数据分析与处理技术的综合,在地质制图及多学科研究数据的处理、集成、模拟、显现乃至成果图件的编绘等方面,都起着不可替代的作用。通过数字式地质图生产模式的推行,可以使反映新认识、新成果的新数据得以及时输入数据库并与原有的数据资源融为一体,既能以常规纸图的形式输出,也能以数字产品的形式输出,必要时还能根据用户的要求以非标准的专用产品形式输出。GIS的出现及其在地学领域应用的深入,使地质图作为地学研究的基础图件,正在告别纸质时代,进入数字化时代(姜作勤等,2001;王永生,2011)。

二、应用范围及应用实例

在国际上,美国、英国等国在20世纪80年代开始进行国家空间数据库的建设。1992年,美国国会通过了《国家地质填图法案》,要求开发一个国家地质数据库(NGMDB),该数据库涵盖了地质学、地球物理学、地球化学、地质年代学和古生物学等地质领域。从1997年起,美国地质调查局(USGS)和宇航局(NASA)建立了全国统一的分类标准和数据标准,并开始进行地质图的数字化工作。至今已完成了占国土面积一半以上区域的地质数据数字化工作,并建立了数据库。

在国际上,对1∶100万国际分幅地质图编制与更新工作非常重视。俄罗斯从1999 年正式开始第三版(第三代)1∶100 万国家地质图系列编制和出版工作,并且专门制定了《俄罗斯联邦1∶100 万国家地质图系列编制和出版规范》,英国、法国、南非、印度、蒙古、朝鲜等也编制出版了全国1∶100万地质图件或专业图件,美国和加拿大编制出版了部分地区1∶100万地质图件或专业图件,意大利在2003年新出版了第五版1∶100万意大利地质图。

巴西1∶100万地质图由46幅按国际标准分幅的地质图幅拼接而成。这些图幅组成了数字地质信息库,通过地质信息系统来操作管理。这些地质图数据是在野外工作、卫星图像解译、采样、同位素测年等工作基础上,通过对数据的编辑、分析、综合以及说明获得的。资料截止于2003年年底,由巴西地质调查局完成。他们出版了41张包含46幅地质图幅的电子光盘。

在巴西1∶100万国际分幅地质图的基础上,南美地质编图委员进行了南美洲1∶100万地质及矿产资源图的编制工作。南美洲1∶100万地质及矿产资源图由92幅标准图幅组成,其中包括了巴西的46幅。阿根廷、巴西和乌拉圭地质调查局在修正更新了1∶100万地质底图并结合了航天TDM雷达图像,共同完成了该项工作。

印度地质调查局在20世纪70~80年代编制了一套1∶100万地质图集,包括了28个图幅。近年来又陆续编制了AraValli地区1∶100万岩石层位图,Kolar Schist Belt 1∶100万综合地球物理及地质图,Madhya Pradest 1∶100万地质矿产图(2幅),Chhattisgarh1∶100万地质矿产图,喜马拉雅1∶100 万地质图(45 幅),印度及周边地区1∶100 万地震构造图(42幅)。

目前,“planet earth”在2007~2009年的International Year计划中提出了“透明地球”方案,并已经开始着手实施,目的在于提供不同比例尺的动态的、可以交互操作的覆盖世界范围的数字地质图。该计划拟采用双重结构来操作。第一层由UNESCO、IYPE、IUGS、CGMW、ISCGM、ICOGS组成的执行委员会来负责。第二层由各参与国家、调查机构和组织来运作。

该计划已经确定了由3个部分组成,这3个部分的图层都可以通过像Google Earth那样的动态地图浏览器被广大用户应用。前两个部分是为更大比例尺图层服务的介绍性图层,由CGMW提供:第一层(“25 G”)建立在GCMW世界1∶2500万地质图基础上;第二层(“5 G”)建立在大陆和大洋1∶500万地质图基础上。这两个图层将根据简单的图例在地质内容上进行相互协调。第三层“1 M”由英国地质调查局(BGS)开始进行,又被称为“One Geology”计划,这个图层是由各参与国地质调查局提供的1∶100 万地质图组成的。不同地质数据间的重叠和不连续问题将由GeosciML(计算机图形接口数据模型及编码)软件来解决。同时,这些地质数据是动态的,可以随时进行更新。由英国地质调查局(BGS)发起并于2007年3 月12 日~16 日在Brighton召开了会议讨论并正式启动该计划。

三、资料来源

姜作勤,张明华.2001.野外地质数据采集信息化所涉及的主要技术及其进展.中国地质,28(2):36~42

王永生.2011.地质资料信息服务集群化产业化政策研究.中国地质大学(北京)博士学位论文

⑽  地质信息管理和地学信息系统

地质信息管理和地学信息系统所涉及的内容包括地学数据库、地理信息系统和多媒体的应用、地学模拟、计算机辅助矿产勘查评价、矿产资源评价、钻孔编录、信息系统、国际互联网在地学中的应用、地学文献和图书馆问题等。

1)数据的集成与综合

对多源地学信息进行综合分析解释是目前地学研究发展的重点。人们经过近30年的努力,现已建立了各种地学数据库和信息系统。但由于这些数据库是由不同用户、为不同目的、在不同时间建立的,因此在数据的内容、质量、所采用的标准和数据格式等方面都存在着差异。如何利用这些现有的数据资源,对多源地学信息进行综合分析已成为目前必须解决的问题。

2)多媒体与网络

多媒体系统是把正文、图形、图像、视频和语言等五种传播信息的媒体综合运用在一个系统中。由系统对这些媒体的信号进行综合处理和传输,是当前计算机工业的热点之一。在地学领域,由于研究对象本身的复杂性,使得这个领域中虽然定量研究的程度不断提高,但定性分析仍占主导地位。因此,有必要用多种技术手段对所获取的信息进行对比、分析,并用以推断未知。因此,在地学领域内,多媒体技术在信息表达、成果展示和辅助教学等方面都有着广阔的发展前景。从90年代开始不少发达国家已将多媒体技术用于地学研究。

计算机网络是计算机技术与通讯技术相结合的产物。国际互联网INTERNET已成为国际重大地学研究项目如1989年开始的全球变化研究等和许多国家地质调查机构发布信息的主要途径。美国地质调查局于1993年6月在INTERNET上开通了它的WWW服务器。90年代初,加拿大地质调查局也开始通过INTERNET提供地学信息的存取服务。日本地质调查局正在将他们开发的有关地学数据库与INTERNET相连,也采用了WWW服务器方式向用户提供信息服务。

3)地质统计学

地质统计学方法以空间数字信息为处理对象。它萌芽于20世纪40年代,发展于60~70年代,而完善于80~90年代。传统的统计学不考虑观测点的空间关系,而地质学研究的恰恰是各种观测点的空间关系。为此,地质统计学发展了变差函数、体积-方差关系和克里格法等自己的基本工具。80~90年代,地质统计学迅速从单变量领域进入多变量领域。

现代地质统计学最重要的组成部分包括D.G.Krige创立的克里格法,De Wijs提出的体积-方差关系,G.Matheron建立的地质统计学理论,D.Myers在多元统计学方面的重大贡献,以及A.G.Journel对非线性地质统计学的实用性研究等。80年代,地质统计学方法被广泛计算机化。我国推出的KPX矿产普查评价系统包含有完善的地质统计学软件(李裕伟,1998)。