王永志,林 燕,李景朝,郭 佳
(1.吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院,教育部地球探測重點實驗室,吉林 長春 130026;2.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心, 北京 100037;3.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心地質(zhì)信息技術(shù)實驗室,北京 100037;4.中國煤炭地質(zhì)總局航測遙感局,陜西 西安 610054;5.北京信息科技大學(xué), 北京 100192)
全國礦業(yè)權(quán)實地核查工作主要分成兩個階段,即野外實測和室內(nèi)整理。礦業(yè)權(quán)實地核查數(shù)據(jù)整理是野外實測工作的延續(xù),它根據(jù)野外實測成果和已有資料進行室內(nèi)整理,采用各種軟件工具為每一個被核查的礦業(yè)權(quán)編制一組成果數(shù)據(jù)。此次核查工作涉及全國除臺灣省外31個省(市、區(qū)),遍及2800多個縣,約15萬個礦業(yè)權(quán)。為保證核查成果數(shù)據(jù)質(zhì)量,項目辦研究制定了《全國礦業(yè)權(quán)實地核查數(shù)據(jù)采集與整理技術(shù)要求》和《全國礦業(yè)權(quán)實地核查數(shù)據(jù)驗收技術(shù)要求》等一系列標(biāo)準(zhǔn)[1-3],為成果數(shù)據(jù)的格式與內(nèi)容提供了統(tǒng)一的規(guī)范;研發(fā)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)驗收、數(shù)據(jù)管理與分析等系統(tǒng)與軟件工具,保證了成果數(shù)據(jù)可信、可管、可用,為后續(xù)應(yīng)用打下良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
礦業(yè)權(quán)登記庫是在各級國土資源管理部門中保存礦業(yè)權(quán)的數(shù)據(jù)庫[4-5],并配有相應(yīng)的管理系統(tǒng)。本著突出重點、易于實現(xiàn)的原則,從礦業(yè)權(quán)登記庫中提取出許可證號、礦種、所在行政區(qū)等部分重點數(shù)據(jù)項,再增加少量與核查特性相關(guān)的數(shù)據(jù)項,組成本次礦業(yè)權(quán)核查的屬性數(shù)據(jù)內(nèi)容。另外,為每一個礦區(qū)增加了一幅完整的勘查工程或開采工程平面圖、一個基本情況說明、一張對照表、一個圖件說明。礦區(qū)平面圖包括了礦業(yè)權(quán)邊界線、邊界面、拐點、鉆孔、采區(qū)、巷道、采剝面等能體現(xiàn)礦業(yè)權(quán)實際空間位置及其特性的一些主要空間要素。圖1給出了全國礦業(yè)權(quán)實地核查成果數(shù)據(jù)模型,它由礦業(yè)權(quán)登記庫(采礦申請登記、勘查項目登記)、礦業(yè)權(quán)核查庫(采礦權(quán)核查、探礦權(quán)核查)、標(biāo)準(zhǔn)化詞表、輔助規(guī)則庫等幾大部分組成,其中核查庫占主導(dǎo)地位;與每一條核查記錄對應(yīng)的還有單個礦業(yè)權(quán)核查成果數(shù)據(jù),它包括屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)兩大類,其中屬性數(shù)據(jù)包括核查對照表、礦業(yè)權(quán)基本情況說明,而空間數(shù)據(jù)則包括圖件基本說明、CAD或MapGIS、ArcGIS、PDF等。將單個礦業(yè)權(quán)按照行政區(qū)進行匯總,再加以相應(yīng)的基礎(chǔ)地理、基礎(chǔ)地質(zhì)圖等,則會形成各級礦業(yè)權(quán)成果數(shù)據(jù)(全國、分省、分市等)。
圖1 礦業(yè)權(quán)核查數(shù)據(jù)模型
全國礦業(yè)權(quán)實地核查信息系統(tǒng),主要包括在線月報、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)驗收、數(shù)據(jù)庫管理與分析等四個大部分,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又分為屬性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。圖2給出了全國礦業(yè)權(quán)實地核查信息系統(tǒng)的總體功能框圖。
圖2 信息系統(tǒng)總體功能框圖
1)在線月報子系統(tǒng):主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護、增加月報護、月報基本查詢、月報詳細顯示、月報修改、月報刪除、匯總統(tǒng)計、匯總分月對比、進度排名等子功能。
2)屬性數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng):主要包括采礦業(yè)權(quán)登記庫的導(dǎo)入、查詢、清空、導(dǎo)出等,礦業(yè)權(quán)核查數(shù)據(jù)的錄入、導(dǎo)入、查詢、修改、刪除、生成對照表、導(dǎo)出等,基本情況說明錄入、查詢、生成,圖件基本說明的錄入、查詢、生成、導(dǎo)出,等等(礦業(yè)權(quán)包括采礦權(quán)、探礦權(quán))。
3)空間數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng):主要實現(xiàn)指定礦業(yè)權(quán)空間數(shù)據(jù)的繪制,包括繪制地理信息(主要有控制點、居民地、公路、鐵路、水系、政區(qū)等面線要素及相應(yīng)注記等)、探礦權(quán)信息(包括探礦權(quán)邊界、探礦權(quán)拐點和注記、勘探線和注記、鉆孔和注記、探槽、探井、探峒、填圖區(qū)域,等)、采礦權(quán)信息(包括采礦權(quán)邊界、采礦權(quán)拐點和注記、井口及注記、巷道及注記、采區(qū)面及注記、采剝面及注記、采空區(qū)面及注記等)、數(shù)據(jù)處理(地形底圖歸帶、原始測量點處理、規(guī)范化測量數(shù)據(jù)展點、高程點輸出、空間要素規(guī)范化檢查、查找錯誤圓、輸出分類數(shù)據(jù)DXF、Shapefile數(shù)據(jù)分要素輸出、創(chuàng)建打印用DWG等),以及項目管理、特殊區(qū)信息、輔助功能等其他功能。
4)核查數(shù)據(jù)驗收子系統(tǒng):主要實現(xiàn)對礦業(yè)權(quán)成果數(shù)據(jù)的屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的兩類檢查,列出問題的同時給出修改建議,屬性數(shù)據(jù)檢查主要包括基數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)項值有效性、外鍵關(guān)聯(lián)、坐標(biāo)有效性及坐標(biāo)差等內(nèi)容檢查,空間數(shù)據(jù)檢查主要包括區(qū)域坐標(biāo)與空間邊界一致性、面與線吻合性、Shapefile格式數(shù)據(jù)顯示正確性、要素屬性值有效性等方面的檢查。
5)數(shù)據(jù)庫管理與分析系統(tǒng):主要包括單個礦業(yè)權(quán)的入庫、查詢、修改等基本管理功能之外,還包括多種查詢與分析功能,其中屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和空間數(shù)據(jù)查詢功能較多。①屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析:主要包括按行政區(qū)劃統(tǒng)計、按礦種統(tǒng)計、按發(fā)證類別統(tǒng)計、按取得方式統(tǒng)計、按經(jīng)濟類型統(tǒng)計、按開采方式統(tǒng)計采礦權(quán)、按勘查階段統(tǒng)計探礦權(quán)、按發(fā)證類別與礦種統(tǒng)計、按經(jīng)濟類型與省份統(tǒng)計、按發(fā)證類別和開采方式統(tǒng)計、按礦種和省份統(tǒng)計、等等,每個統(tǒng)計均對采礦權(quán)核查、探礦權(quán)核查或二者兼有分別進行統(tǒng)計;②空間數(shù)據(jù)查詢:主要包括空間數(shù)據(jù)瀏覽、空間要素與屬性一致性、采礦權(quán)圖層要素查詢、探礦權(quán)圖層要素查詢、采礦權(quán)屬性與空間交互、探礦權(quán)屬性與空間交互、按礦種形成全國分布圖(點狀采礦權(quán)、點狀探礦權(quán)、面狀采礦權(quán)、面狀探礦權(quán))、全國礦業(yè)權(quán)分布圖(點狀采礦權(quán)、點狀探礦權(quán)、面狀采礦權(quán)、面狀探礦權(quán))、全國礦資源分布圖、礦業(yè)權(quán)空間定位、采礦權(quán)單礦權(quán)數(shù)據(jù)顯示(CAD、ArcGIS、MapGIS、PDF、圖件基本說明、對照表、礦業(yè)權(quán)基本情況說明、礦業(yè)權(quán)屬性等)、探礦權(quán)單礦權(quán)數(shù)據(jù)顯示等。
圖3描繪了全國礦業(yè)權(quán)實地核查信息系統(tǒng)的組成,以及各子系統(tǒng)之間的關(guān)系??梢郧宄目闯?,各子系統(tǒng)之間順序關(guān)系和并行關(guān)系,以及其他系統(tǒng)與本系統(tǒng)的聯(lián)系(如“礦政管理一張圖”雖不屬于本系統(tǒng),但是與本系統(tǒng)之間存在著銜接關(guān)系)。月報系統(tǒng)貫穿了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)驗收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及一部分深度應(yīng)用。
圖3 信息系統(tǒng)組成與子系統(tǒng)關(guān)系
全國礦業(yè)權(quán)實地核查信息系統(tǒng),總體分為四個階段、四個系統(tǒng)(圖4)。四個階段是數(shù)據(jù)采集與整理、數(shù)據(jù)驗收、數(shù)據(jù)匯總與深度應(yīng)用,四個系統(tǒng)是月報系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)驗收系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。四個階段相互銜接、互為源與目標(biāo):數(shù)據(jù)采集與整理(數(shù)據(jù)驗收、數(shù)據(jù)匯總、深度應(yīng)用),即數(shù)據(jù)采集的結(jié)果作為數(shù)據(jù)驗收階段的數(shù)據(jù)源,通過數(shù)據(jù)驗收的數(shù)據(jù)又作為數(shù)據(jù)匯總階段的數(shù)據(jù)源,深度應(yīng)用數(shù)據(jù)來自全國礦業(yè)權(quán)核查數(shù)據(jù)庫。
圖4 信息系統(tǒng)總體架構(gòu)
圖5給出了系統(tǒng)技術(shù)框架要。本系統(tǒng)基于企業(yè)級分層結(jié)構(gòu)設(shè)計,它是數(shù)據(jù)采集、驗收、管理等多個系統(tǒng)的技術(shù)框架合集,空間數(shù)據(jù)采集使用Visual C++基于CAD進行二次開發(fā)編程實現(xiàn),數(shù)據(jù)驗收與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用Visual Studio 2008的WinForm(C#)基于ArcGIS進行二次開發(fā)實現(xiàn)的。在數(shù)據(jù)庫管理與分析系統(tǒng)中,還加入了基于面向服務(wù)SOA的搭建模式,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成與共享[6-7]。即包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、Web服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)訪問層、數(shù)據(jù)庫層。應(yīng)用層由用戶通過圖形界面與系統(tǒng)進行通信,向系統(tǒng)發(fā)出請求或由系統(tǒng)顯示執(zhí)行結(jié)果;業(yè)務(wù)組件是具體實現(xiàn)用戶發(fā)出的各種請求的重要組件,由屬性數(shù)據(jù)組件、空間數(shù)據(jù)處理組件組成,其中空間數(shù)據(jù)組件具體在完成具體的功能時需要調(diào)用ArcObjects組件實現(xiàn);通過ADO.NET等數(shù)據(jù)引擎實現(xiàn)業(yè)務(wù)組件中屬性數(shù)據(jù)的各種查詢、統(tǒng)計等功能,而由ArcSDE具體實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)處理組件與后臺數(shù)據(jù)庫的交互;網(wǎng)絡(luò)層是網(wǎng)絡(luò)傳輸層,它可是廣域網(wǎng)也可以是局域網(wǎng),取決于數(shù)據(jù)庫的部署情況;后臺數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源泉,主要由一個大的數(shù)據(jù)庫組成(Oracle,也可以使用小型數(shù)據(jù)庫),由它可以衍生出若干個小的數(shù)據(jù)庫,甚至可以分離出單個礦業(yè)權(quán)的各種數(shù)據(jù)。本數(shù)據(jù)庫可以Web服務(wù)組件與其他數(shù)據(jù)庫或系統(tǒng)進行交互。
圖5 系統(tǒng)技術(shù)框架
全國礦業(yè)權(quán)實地核查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)放到全國各省實地核查承擔(dān)單位,由室內(nèi)整理人員完成數(shù)據(jù)采集,由于采集軟件符合一線測量人員的操作習(xí)慣,提供自動生成對照表、自動按標(biāo)準(zhǔn)生成要素、配置圖式符號、輸出圖件等便捷功能。最突出的特點之一是,能夠?qū)崿F(xiàn)CAD格式采集數(shù)據(jù)一鍵無損轉(zhuǎn)換成符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的ArcGIS Shapefile格式成果數(shù)據(jù),突破了傳統(tǒng)采用FME、ArcToolbox等工具進行轉(zhuǎn)換的費時費力且難以避免數(shù)據(jù)丟失的做法,不但極大地減少的工作量,還從根本上保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量。圖6為系統(tǒng)主界面。
核查成果數(shù)據(jù)驗收全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合圖面檢查、計算機檢查、人機交互檢查三種方法。數(shù)據(jù)驗收軟件從多個角度對成果數(shù)據(jù)進行檢查,實現(xiàn)了許多短時間內(nèi)人工難以實現(xiàn)的工作(如加載并檢查每一個礦業(yè)權(quán)的每一個Shapefile數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)驗收過程中發(fā)現(xiàn)并解決的問題有20大類、累計達450萬個錯誤項,系統(tǒng)自動生成需要人為查看、判斷的圖片近160萬張,為數(shù)據(jù)修改提供參考。數(shù)據(jù)采集和驗收軟件同時下發(fā),強調(diào)數(shù)據(jù)整理人員自檢及交叉檢查,在省級數(shù)據(jù)驗收時嚴(yán)格遵循致命性錯誤“一票否決”制度。省級核查成果數(shù)據(jù)按照驗收專家的意見修改之后,還要進行復(fù)核,復(fù)核合格方可進行成果驗收。這種多級數(shù)據(jù)驗收機制有效的保證了核查成果數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
圖6 系統(tǒng)主界面
全國礦業(yè)權(quán)實地核查數(shù)據(jù)整理相關(guān)技術(shù)要求和軟件系統(tǒng),在全國除臺灣省外31個省(市、區(qū))的核查中全面推廣,廣泛使用,完成了約15萬個礦業(yè)權(quán)核查數(shù)據(jù)的整理、采集、驗收、匯總、管理等工作,數(shù)據(jù)總?cè)萘考s700GB,成果已于2010年底通過國土資源部驗收。通過對核查成果數(shù)據(jù)多角度的統(tǒng)計分析,加深了對我國礦業(yè)權(quán)分布特征的全面了解。在實地核查數(shù)據(jù)整理過程中,形成的一套完整的、成熟的數(shù)據(jù)質(zhì)量保障體系,得到了各級領(lǐng)導(dǎo)的認可,為同類其他全國性專項的開展起到了示范作用,并提供豐富的經(jīng)驗。
目前,核查成果已在礦業(yè)權(quán)登記庫的更新與換證、地質(zhì)找礦突破戰(zhàn)略行動、礦政管理“一張圖”、國土資源“一張圖”等方面展開了深度應(yīng)用,并取得了喜人的階段性成果。通過不斷發(fā)揮其主動為經(jīng)濟發(fā)展與社會進步服務(wù)的公益性作用,挖掘其應(yīng)有的社會價值,創(chuàng)造出更大的貢獻。
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[2] 全國礦業(yè)權(quán)實地核查項目辦公室.全國礦業(yè)權(quán)實地核查數(shù)據(jù)采集與整理技術(shù)要求[R].中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心,2009.
[3] 全國礦業(yè)權(quán)實地核查項目辦公室.全國礦業(yè)權(quán)實地核查數(shù)據(jù)驗收技術(shù)要求[R].中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心,2009.
[4] 國土資源部信息中心.采礦權(quán)登記數(shù)據(jù)交換文件技術(shù)說明[R].2009.
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