cad钻孔地理信息系统建设方法

cad钻孔地理信息系统建设方法

【摘要】在当今信息化时代里,随着各种信息系统(包含地理信息系统)的建设,现在我们常常听到的国土空间规划,数字化中国等具有时代旋律的名词,其基础的部分就是数据库的建设,本文介绍了作为经济建设地质勘探,地质详要来源地地质钻孔的数据库结构的建设和实现方法,以及对数据库建设的一些建议。

【关键词】cad钻孔;数据库;地理信息系统;建设方法

在当今信息爆炸的年代里,随着数字化地球,数字化中国,国土空间规划,智慧城市地理信息系统等一系列规划和项目实施过程中,数据象征着财富,数据象征着创造财富和蕴藏财富的手段。我们处在数据推动经济,数据孕育未来,指导未来的年代,大数据显现的惊人优势并不亚于石油或煤炭带来的利益。20世纪80年代飞速发展的地理信息系统,GIS技术是一门综合性学科,结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学,是一项以信息为核心的地理信息管理系统应用技术,GIS涵盖两类数据:空间数据和属性数据,空间数据又可分为网格数据和向量数据,在地理学的基础系统上构建新的国土空间信息管理,利用新型的数据形式与技术方式实现对浩瀚如海的数据信息的综合分析管理而当今国土空间总体规划是国土空间发展、优化国土空间格局的基础性工程是对国土空间的开发、保护和整治所进行的全面安排和总体部署。是从空间开发功能的角度划分国土空间类型、制定空间发展或均衡政策的手段,其基础就是数据,分为现状数据、规划数据、管理数据和社会经济数据四种数据类型,而钻孔数据也属于现状数据的一个分支,是基础性、公益性的地质信息,是对过去地质工作者珍贵成果的重新整理,利在当代、功在千秋。钻孔数据库是地理信息系统的重要组成部分,政府部门可以利用这些数据完善地理信息(GIS)公共平台建设,积极利用信息技术探索地理信息服务社会的新模式,通过云计算机技术和信息技术共享平台,完善地理空间基础共享信息,在线服务等智能便利的利民手段。

1.地质钻孔资料的现状

多年来地质工作者在地质勘探地质普查过程中一个重要的手段就是钻探,用钻机从地表向下钻进,在地层中形成圆柱形钻孔,以鉴别和划分地层。可从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样、土样进行分析研究,用以测定岩石和土层的物理、力学性质和指标,以及矿产产状、品位与储量,其完整的资料包含钻孔设计指导书、岩芯照片、综合柱状图、完工剖面图、五大类型表格及目录,以前资料的保存方式主要是图纸,文字,表格等装订成册的纸质资料这种数据管理方式不仅占用空间,而且随着保存年限的增加会出现退化褪色,质地变脆,加之使用时来回折叠容易破损,很容易造成成果的丢失,后来计算机的发展资料保存为表格、矢量图、JPG、PDF等电子格式,这种保管方式,不适合现代信息的管理,无法实现数据共享,无法提供决策支持,更不适合地理信息系统(GIS)的形成和管理,所以必须对钻孔进行数据录入,形成一个科学的,全面反映钻孔实景的数据库,方便对钻孔数据管理和检索,为管理部门提供科学的管理方法,为技术人员提供快速的查阅手段。也是为了钻孔地理信息系统的建立打好坚实的基础。

2.钻孔数据库的结构

建立数据库的目的是为了更方便数据属性管理,便于关键数据的查询检索和共享,为信息化建设提供保障,地质钻孔数据库中包含:A.钻孔基本信息:钻孔类别、三维空间位置、孔号、开孔和终孔日期、设计方位角、设计孔深、柱状图比例尺、实际孔深、实际方位角、实际倾角、实际孔深、终孔三维坐标、施工质量、编录质量、探矿技术员、水文编录员、地质编录员、质量检查员、编录和施工单位、数据录入员、钻孔回次进尺、样品长度岩心长度。B.钻孔地质综合表:分层号、起始和终止孔深、厚度、岩心长度、采取率、岩石名称、花纹代码、地层单位、层位、地质描述、接触关系、简易水文、标志面名称、标志面孔深、标志面夹角、编录人、编录日期、检查人、检查日期。C.钻孔孔深校正及弯曲度测量数据表:测量次序、记录孔深校正孔深、误差、误差率、测量孔深、天顶角、方位角、测量方法。D.钻孔基本化学分析和组合分析表:样品编号、起孔深、止孔深、岩石名称、样品长度、岩心长度、岩心直径、样品重量、实验室号、样品分析结果、组合分析号、组合分析结果。这些丰富地质钻孔数据信息为国民经济的发展,矿产资源的开发利用、城市规划地质找矿、地下空间的开发利用、地质环境的保护,重大工程建设、地质科学的研究等提供大量的真实数据。

3.数据库录入的方法与改进方法

建国以来一代一代的地质工作者为了祖国的繁荣和富强,进行了大规模的地质探矿和地质勘探普查,形成了海量的钻孔资料,这些宝贵的钻孔资料是数据库建立的数据源,数据库录入前,应该对已有的地质资料进行收集整理筛选,从已建设好的钻孔图表数据库和重要地质钻孔结构化属性数据库中,选取有三图一表(工程布置图勘探线剖面图。钻孔柱状图样品分析表)的电子图件,结合地质工作现状和工作程度,依据代表性、特殊性、规模性等原则选取包括矿产地质、水文地质、工程地质、煤田地质等类型钻孔项目,对钻孔录入人员进行专业培训,选取具有地质勘查和矿产勘查、计算机信息技术、物探水工环地质、测绘、地图制图学与地理信息工程、资料档案管理和知识产权等专业技术人员;同时进行保密规则培训和保密责任的签署,规范录入数据库的各种规范细节。本文介绍的是依据柱状图和样品分析表的钻孔数据录入方法。对一个钻孔项目来说,首先应该找到其成果资料中电子文件登记表,找到相应的钻孔柱状图和分析表,然后用相应的软件编造录入。现在的柱状图电子文件一般dwg文件格式,一般形成软件是AUTOCAD和MAPGIS软件,AutoCAD软件是由美国欧特克有限公司(Autodesk)出品的一款自动计算机辅助设计软件,可以用于绘制二维制图和基本三维设计,具有完善的图形绘制功能。同时具有强大的图形编辑功能,MapGIS是在享有盛誉的地图编辑出版系统的MAPCAD基础上发展起来的,可对空间数据进行采集、存储、检索、分析和图形表示。MAPGIS包括了MAPCAD的全部基本制图功能,可以制作具有出版精度的十分复杂的地形图和地质图。同时,它能对地形数据与各种专业数据进行一体化管理和空间分析查询,从而为多源地学信息的综合分析提供了一个理想的平台。在钻孔属性库录入中,最耗时间的是钻孔分层进尺和采取率和地质部分的岩性描述,为了提高工作效率,可以嵌入trueTable软件,实现在AutoCAD和Excel间互导表格,将AutoCAD中的任意表格或文本输出到Excel;当然,在编辑录入的过程中,为了入库时规范,每层岩性描述中不能有空格和回车键,要对采集的数据进行编辑,要多用Excel中的函数命令,节省数据库的录入时间,提高工作效率。利用地质钻孔数据采集系统完成数据录入以后,要对录入的数据和图件进行定期的自查,并对自查结果建立相应的检查记录,并保证自查率做到百分之百,同时定期的安排采集工作人员的互查,并做到互查率百分之百,同时记录互查结果,项目进行同时,项目负责人定期对数据录入结果进行抽查,保证数据录入的完整性和数据录入的正确性,对抽查的结果作细致的记录,以保证整个地质数据库数据的正确性与完整性,正确真实反映地质钻孔的全貌,钻孔数据库的形成,虽然是比较繁琐的工作,但是一劳永逸的工作。

4.数据库数据值得修改的地方

数据库地理位置,是用空间三维坐标表达的,我们在建库过程中发现钻孔的地理坐标大多是1980年西安坐标系,少部分是1954年北京坐标系,我们知道,我国使用的测量坐标系有以下四种:A.北京54坐标系:为参心大地坐标系,大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基椭球为基础,并与前苏联1942年坐标系统进行联测,经局部平差后产生的大地坐标系。B.西安80坐标系:该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇,位于西安市西北方向约60公里。C.2000国家大地坐标系:随着社会的进步,国民经济建设,国防建设和科学研究等需要,迫切需要原点位于地球质量中心的坐标系统作为国家大地坐标系,采用地心坐标系统,有利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新,测定高精度大地控制点三维坐标,2008年7月1日,中国全面启用2000年国家大地坐标系,简称为CGS2000,即ChinaGeodeticSystem2000。Z轴指向BIH1984.0定义的协议极地方向(BIH国际时间局),X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点,Y轴按右手坐标系确定。D.1985国家高程标准:我国于1956年规定以黄海(青岛)的多年平均海平面作为统一基面,叫“1956年黄海高程系统”,为中国第一个国家高程系统。我们国家于2008年了2000国家大地坐标系(CGCS2000),但是由于历史原因,目前所采用的坐标系以1954年北京坐标系和1980西安坐标系为主。基础测绘要求采用CGCS2000。2018年12月14日,自然资源部宣布自2019年1月1日起,全面停止向社会提供1954年北京坐标系和1980西安坐标系基础测绘成果。2000国家大地坐标系更能满足航天、海洋、气象、水利、建设、规划、地质调查、国土资源管理等领域的多种需求。所以建议在数字化过程中,最好转换为2000国家大地坐标系,适应自然资源部的向社会提供CGCS2000测绘的要求。

参考文献

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作者:徐敏 单位:安徽省地质测绘技术院