地质空间数据库建设

如题所述

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

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