山东省地质资料信息服务集群化产业化浅析

如题所述

韩 健

（山东省国土资源资料档案馆）

摘 要 本文简要介绍了国内外地质资料信息服务的研究现状，分析了地质资料信息服务存在的主要问题，通过以山东省地质资料信息服务集群化产业化系统为实例研究，包括系统建设、数据整理、技术文件说明等方面，分析产生的经济效益和社会效益，为地质资料信息服务集群化产业化提供一个研究例子。

关键词 地质资料 信息服务 集群化 产业化 实例研究

1 前言

为了提高地质资料的利用率，提高地质资料管理水平，最大限度地满足经济社会发展对地质资料的需求，为资源环境可持续发展提供地质基础信息支撑，根据国土资源部《关于印发〈国土资源信息服务集群化和产业化工作实施方案〉的通知》（国土资厅发 [2009]53 号），国土部储量司于 2009 年 6 月在郑州召开了“全国地质资料信息社会化服务专题研讨会”，会议研究了地质资料信息服务集群化和产业化专项研究初步思路及工作方案，并把上海、安徽、山东、湖北、湖南、青海六省（市）列为地质资料信息服务集群化和产业化试点省份。

近年来地质资料的利用和服务环境得到了较大的改善，但从总体来看，对照经济社会发展的新要求，我国地质资料信息服务仍处于较低的水平，还有许多差距，不能适应新形势的要求，主要存在以下问题：

1）地质资料信息开发、服务观念比较落后；

2）地质资料信息共享程度低；

3）现有地质资料信息数字化程度较低，开发层次不高；

4）地质资料信息综合集成程度低，市场开发很弱；

5）地质资料数据管理和服务能力较弱，政策标准不配套。

2 国内外研究现状及发展趋势

2.1 我国地质资料信息服务需求强烈

在新时期，随着世界经济全球化，我国的工业化、城镇化进程的推进，形成了一种倒逼机制，经济发展方式、资源配置方式和政府管理职能发生了深刻的变化。国家经济社会发展需要大量矿产资源的同时，也需要大量的基础地质资料信息，政府科学化管理也需要坚实的基础，这就给地质资料信息服务方式提出了新的更高的要求。

具体表现在以下几个方面。

2.1.1 国民经济和社会发展对地质资料需求日益增加

随着我国经济快速发展，尤其是为扩大内需，地质资料信息服务领域已大大扩展，正向信息化、精细化、专业化、大众化方向发展，成为国民经济和社会建设全过程不可或缺的基础资料。

2.1.2 提高能源保障能力，需要找矿突破

我国正处于经济快速发展时期，未来 20 多年，对矿产资源的需求呈刚性发展，日益旺盛。主要能源资源短缺现象严重，对外依存度居高不下并有扩大趋势，能源资源已经成为我国安全和经济社会发展的制约瓶颈，急需在新的领域、深度开展地质找矿，实现找矿大突破。

2.1.3 政府管理的科学化、规范化，需要坚实的地质资料信息基础

矿产资源调查评价、规划、管理、保护和合理利用是政府的重要职责，是一项系统性工作，需要有翔实的地质资料信息。经济社会发展的各部门科学化、规范化同样也需要大量地学信息、数据和基础资料作为支撑，以提高政策决策、措施制定和规划及时性和准确性。

2.1.4 地质资料信息服务模式有了新要求

随着网络技术和信息技术的发展，用户对信息的需求不再满足于单一的有形载体的馆藏信息服务，迫切需求内容全面、类型完整、形式多样、来源广泛的经过提炼加工的精、准、尖、新、专的信息。

2.2 国外研究现状及发展趋势

外国发达国家都十分重视通过网络管理和提供资料信息服务。建立先进的服务平台，使用最新的网络地图服务技术，采用分布式、动态的和可持续的模型，从参与国家的数据源中提供数码地图数据，而其数据则留在各个提供数据的国家，让各国及其公众能够分享数据资料。

国外市场经济国家地质资料信息化的发展趋势体现在以下几个方面。

2.2.1 国外地质资料信息化的覆盖面范围在逐渐扩大

随着经济社会发展，地质资料的信息化由最初的专业性服务向社会化的方向发展。地质资料的信息化工作由最初的基础地质资料的数字化到如今的航空遥感、磁法异常、地球化学调查、工程地质、水文地质等方面全面的信息化转变。

2.2.2 国外地质资料信息化、大众化程度逐渐增强

地质资料如果要体现其长久的生命力和服务功能，面向大众化则是其必然的经历路程。随着社会的发展，社会大众对与其息息相关的地质信息越来越急需，这就迫切需要政府服务机构提供这种必要的地质资料信息。

2.2.3 国外从事地质资料信息化的中介机构逐渐增多

市场经济国家的政府机构，大部分只对基础元数据进行信息的收集和组织发布；而更深层次的信息挖掘和数据加工功能，大多数由专业的技术公司来进行。它们针对不同信息需求单位的特定要求，在国家提供的基础数据上进行再加工，然后以此来收取一定的费用。这样既节省了政府的运行成本，又为信息需求单位提供有针对性的专业服务，形成了政府、信息需求者和中介机构共赢的局面。

2.2.4 注重客户信息反馈

市场经济国家的地质调查机构都十分重视客户的反馈信息。通过客户服务计划，开展客户服务活动和客户满意度调查，同时利用听证会这种形式，充分了解客户的需求，并根据客户的反馈信息调整未来的科学发展方向和新的重点研究领域。

3 实例研究

以金矿典型矿床为重点，深入开展地质资料信息服务集群化产业化研究，形成社会化服务产品体系及示范产品，为不同地区不同矿种的推广应用奠定基础。

通过对数据进行整合集成，并上载到系统中，形成地质资料集群化，完成地质资料信息服务集群化产业化管理系统开发，实现对数据的集成管理；通过对数据的应用分析，建立地质资料服务产品体系框架，根据数据整合集成要求编制典型矿产地质信息服务和管理系统建设技术指南。

3.1 数据库整合

3.1.1 数据整合内容

涉及整合的数据库地理坐标范围为：经度 119°56′00″—120°10′00″，纬度 37°24′00″—37°27′00″。具体包括：基础地理信息数据库、数字地质图空间数据库、钻孔地质数据库、资源储量空间数据库、物化探数据库。

3.1.2 数据整合要求

（1）数据格式。

最终空间数据格式为 ArcGIS Personal Geodatabase 格式数据；非空间数据格式（表格）为 ACCESSmdb。

（2）数学基础。

以度为单位的地理坐标系数据，大地坐标参照系为 1954 北京坐标系。

（3）要素分层。

待整合的数据库要素分层与命名应满足原始数据建库时所应用的标准或指南，具体如下表所示。

第八届全国地质档案资料学术研讨会文集

3.1.3 数据整合技术路线

数据整合技术路线主要包括：准备工作、数据源分析、数据源质量检查、图形编辑、属性编辑、投影转换、数据格式转换、数据入库等步骤，主要技术路线流程如图 1 所示。

图 1 数据整合流程图

（1）准备工作。

准备工作主要包括：人员、设备环境、软件、数据资料准备等。

（2）数据源分析。

数据整合人员接收到整合任务后，需要对原始数据进行分析，摸清数据的基本情况，如：原始数据采集软件、坐标系的大地基准、高程基准与投影方式、比例尺、要素分层、要素属性结构及内容、通过国家审核时间等情况。

（3）数据源质量检查。

数据整合人员在摸清原始数据的基本情况后，需要对数据进行整合前的质量检查，如：检查各要素的空间相互关系，是否存在自相交、打折点、重叠、悬挂线和伪节点等情况。从而了解数据情况，进一步明确数据整合的内容。

（4）图形编辑。

根据上一步形成的数据质量检查结果及处理意见，对整合数据进行编辑修改，主要是对点、线、面进行编辑、修改以及拓扑错误检查。

（5）属性编辑。

根据数据源质量检查的结果和处理意见，并参照原始数据建库时所应用的标准或指南对整合数据的属性结构、属性内容等进行修改完善。

（6）投影转换。

为统一数据坐标系统，需要将所有整合数据进行投影转换。所有坐标系统转换成以度为单位的地理坐标系数据，大地坐标参照系为 1954 北京坐标系。

（7）数据格式转换。

将检查合格的空间数据转换为 ArcGIS Personal Geodatabase 格式数据。

（8）数据入库。

将上述形成的数据成果，经过检查无误后逐一导入到最终成果数据库中。

（9）系列数据库成果。

最终形成满足山东省胶东地区金矿地质资料信息管理系统建设要求的数据成果，具体包括基础地理信息数据库、数字地质图空间数据库、钻孔地质数据库、资源储量空间数据库、物化探数据库。其中，空间数据格式为 ArcGIS Personal Geodatabase 格式数据；非空间数据格式（表格）为 ACCESS mdb。

3.2 管理系统建设

3.2.1 系统总体框架

系统整体体系结构遵循三层架构体系，包括数据层、逻辑层和应用层三个不同的应用层次；逻辑层又包括 GIS 服务层、系统功能层。各层具体功能描述如下：

数据库层：为系统提供基本的数据服务，包括元数据服务、空间数据服务以及数据接口。

GIS 服务层：提供底层 GIS 管理服务，实现对图形数据的发布、访问。

系统功能层：在开发接口之上封装一套统一开发接口，实现对底层数据的访问，提供细颗粒度的功能实现。

应用层：此层是系统主要应用模块，面向大部分用户，通过桌面来访问系统数据，进行查询、统计、分析等工作。

针对系统的业务应用程序，采用面向服务的体系结构（SOA），为用户提供山东省地质图空间数据、矿产地数据、物化探数据、钻孔地质数据、矿产资源储量空间数据等对外服务的功能。系统以 ArcGIS 作为 GIS 开发平台，Oracle 为数据库服务器，结合 WebServices 技术，实现对山东省各类地质资料数据的展示、查询、定位、统计、分析决策、更新等功能，为省国土厅档案馆的管理工作提供软件支撑。

系统总体结构如图 2 所示。

图 2 系统总体结构图

系统采用 B/S 结构组织模式，软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现，用户表现完全在 Web服务器实现；客户端只需要浏览器便可进行业务处理，这样就大大简化了客户端载荷，方便系统的维护与升级。

同时，在服务器端安装运营维护支撑管理系统，这样可以方便管理员配置用户权限，动态管理数据服务。

从系统数据收集加工及功能需求的角度分析，系统各逻辑部分的组成及各部分之间的相互关系如图3 所示。其中数据查询、数据定位、报表统计、决策分析、出图打印等模块在地质资料集群化产业化服务系统的展示端实现，权限控制和数据管理模块则在运营维护支撑子系统中实现，并利用公共的数据接口实现空间数据及属性数据的共享。

图 3 系统逻辑结构示意图

系统逻辑结构如图 3 所示。

3.2.2 系统设计思路

以金矿典型矿床为重点，深入开展地质资料信息服务集群化产业化研究，形成社会化服务产品体系及示范产品，为不同地区不同矿种的推广应用奠定基础。

2012 年在前期工作基础上，对数据进行整合集成，并上载到系统中，形成地质资料集群化，完成地质资料信息服务集群化产业化管理系统开发，实现对数据的集成管理，通过对数据的应用分析，建立地质资料服务产品体系框架。

3.2.3 系统实现

视图显示包括地图基本操作，其中鹰眼视图功能如图 4 所示。

图层控制包括可用服务、图层列表、添加服务，如图 5 所示。

地图定位包括矿产地定位、坐标定位、行政区定位、资料点定位、钻孔矿区定位，矿产地定位如图 7所示。

图 4 视图显示—鹰眼视图

图 5 图层控制示意图

图 6 图层控制树

图 7 矿产地定位

信息查询包括：点击查询（通过下拉菜单选择查询图层）、矩形查询（通过下拉菜单选择查询图层）、圆形查询（通过下拉菜单选择查询图层）、多边形查询（通过下拉菜单选择查询图层）、按行政区查询、复合条件查询、矿产地查询、资料点查询、钻孔数据、物化探数据查询等。

矿产地信息查询如图 8 所示。

报表统计包括：全省储量统计、区域储量统计、全省矿产地个数统计、全省资料点个数统计、全省钻孔个数统计、区域矿产地个数统计、区域资料点个数统计、区域钻孔个数统计，如图 9 所示。

金矿赋存度分析是通过分析耙区的地质图和物化探资料，分析其重力重磁异常，根据专家模型，计算出耙区金矿赋存度情况，并分为 1 ～ 5 五个等级，用来表示金矿赋存度，从而为地勘单位找矿提供成矿预测。

出图打印：包括矩形出图打印、全图打印，如图 10 所示。

图 8 矿产地查询

图 9 报表统计

图 10 出图打印

3.3 地质资料信息服务产品体系研究

地质资料信息产品是地质资料信息共享服务的核心内容之一。目前，提供服务的地质资料信息产品较为单一，难以满足广大用户特定的产品需求。大量的地质资料信息资源有待于深层次的加工和开发，转化为高附加值的产品。

针对目前全省地质资料数据分散存储的管理现状，提出“数据分散存储、服务逻辑集成”的集群化产业化数据服务系统模式。

用户通过系统自带或者引入的数据库数据进行自由组合，通过多层次多角度的叠合分析计算，产生自己感兴趣的结果和内容，从而达到一种应用服务。“山东省地质资料信息服务集群化产业化”的研究对象就是“焦家式”金矿。因此，提供的服务产品也是围绕矿产预测和深部找矿等方面进行，矿产预测可以查看落在地质图上感兴趣的钻孔资料，并对它的物化探资料和构造结构等进行叠合分析，得出它的矿产阙值，为以后矿产开发做好准备。深部找矿是运用 MICROMINE 软件，通过“焦家”金矿和“新城”金矿的钻孔分布情况和趋势，进行深部找矿，为政府和企业找矿提供依据。

3.4 重点成矿区带地质资料信息服务集群化技术指南研究

主要围绕地质资料信息集群、维护更新和多元化服务展开。在已收集和整理分类资料的基础上，提出地质资料信息收集、整理、整合的标准和规范；同时，对现有的管理软件和数据技术规范、标准进行分析研究，保证数据的规范性、统一性和共享。

4 社会效益、经济效益分析

通过成矿预测产品体系的产品服务，可以查看钻孔的物化遥资料和构造结构分析其异常，赋予其成矿阙值，可以预测钻孔周围存在矿体的可能性大小，为政府管理部门管理以及矿山企业进行开发提供技术依据，通过深部找矿体系的产品服务，进行三维地质建模和资源量估算，从而扩大地质找矿成果，提高矿山企业的服务年限，产生良好的经济效益和社会效益。

5 结语

通过地质资料信息服务集群化开发，为我国经济社会发展提供服务产品，形成一套可供全国推广的矿政管理模式和方法，为建立服务型国土资源管理部门和地质资料信息社会化服务提供良好的经验和工作开发模式。