基于mapgis建立地质图数据库的方法
——以全国1：100万地质图数据库为例
柯学，丁孝忠，韩坤英，剧远景，庞健峰
(中国地质科学院地质研究所。北京100037)
摘要：随着国家信息化的迅速发展，新技术和新理论的不断进步，地质图数据库
的建立成为当前发展的趋势。利用GIS建立地质图数据库，便于地质数据的存储、
查询、分析和更新，为实现了信息共享奠定了基础。本文以全国l：100万地质图数
据库为例，从编图设计、资料准备、数据处理、投影变换、数据套合及接边、数据
库建立、数据检查及更新等几个方面介绍了应用MAPGIS平台建立地质图数据库的
方法。
关键词：地理信息系统；MAPGIS；地质图数据库；属性库
中图分类号：P5 文献标识码：A
0 引言
计算机技术和空间技术的广泛应用，促进了各专业学科的快速发展和交叉渗透。随着国
民经济建设和社会发展以及国家信息化的迅速发展，我国已建成一系列基础地理信息系统数
据库，这些国家级的数据库向全社会各类用户和各类专业信息系统提供了统一、权威的空间
载体，在国民经济建设、社会发展、国家安全和国防等方面发挥了十分重要的作用⋯。地质
图数据库的建立是当前发展的趋势，也是科学技术发展的需要旧]。利用GIS软件形成的不同
格式的地质图空间数据库，可以达到数据存储、查询、分析、检索的目的，实现了信息的共
享¨1，并且能对地质、地理资料及时更新，为广大地质工作者和地学用户提供最新、最准确
的全国性的地质图信息资料H。。
MapGIS软件是我国自主开发的地理信息系统软件平台，集数字制图、数据库管理及空
间分析为一体，在我国国土资源调查工作中广泛应用。本文以全国l：100万地质图数据库的
建设为例，讨论了在MAPGIS平台基础上建立地质图空间数据库的方法和步骤。
1 工作流程
1．1编图设计
全国1：100万地质图数据库包含了64幅I：100万国际标准分幅的地质图和地理底图，涵
盖了中国陆地部分的地质、地理内容，因此在建库前要制定编图细则，编制地理底图和地质
编图流程(图1)，制订实施方案，建立编图所需要的图式图例、色标和系统库等。系统库
包括了子图库、填充图案库、线型库和颜色色谱库，它将图形中的文字、图形符号、注记、
填充花纹及各种线型等抽取出来，单独处理，在编辑图形时就可以直接使用。根据编图需
要，设计系统库中的子图、图案、线型和色标，建立全国1：100万地质图的系统库是编图设
计中的一个重要方面。
1．2资料准备
全国1：100万地理底图及数据库主要是为建立全国1：100万国际分幅地质图数据库服
务，在地理内容的选取、数据库的结构等方面，充分考虑到地质图的特点和要求，采用国家
测绘局国家基础地理信息中心提供的2002版全国1：100万全要素地理数据作为建库的基本
数据，在此基础上进行综合制图和编辑，并补充、更新2002、2003、2004年的地理资料，主
要是省界、居民地、交通等地理要素内容。
全国1：100万国际分幅地质图数据库是以中国地质调查局1：50万地质图数据库(1999
年)为基础，充分吸收新的l：5万、1：25万区域地质调查资料和专题研究成果，按1：100万
分幅图的要求，进行必要的修改补充。
1．3地理空间数据预处理
1．3．1图层划分
图层(Layer)是用户按照一定需要或标准把某些相关物体组合在一起b】。为了将大量空
间数据存入计算机，首先要从逻辑上将空间数据抽象为不同的专题或层，如道路、居民地
等，一个专题层包含指定区域内地理地质要素的位置数据和属性数据№J。1：100万地理底图
数据库内的数据共分为7类要素：境界、水系、居民地、交通、地貌、文化要素和地理格网
(图2)，每类要素又可分为1—4个图层(表1)。1：100万地质图数据库内的数据根据国际相
关信息分类标准进行图层划分。
1．3．2数据处理
全国1：100万地理底图及数据库，采用国家测绘局国家基础地理信息中心提供的2002
版全国1：100万全要素地理数据库作为建库的基础数据。它的数据源是ArcGIS的Coverage格
式，首先要将数据格式转换为MAPGIS的嗣、Wt、Wp格式，在MapGIS平台上进行数据的
编辑、处理。作为全国1：100万国际分幅地质图数据库中的一个子库，它主要是为地质图数据库服务的，因此需要根据数据库的特点和地理底图的功能，在图面负载允许的情况下，尽
量给用户提供更多的信息。编辑原则以取舍、合并为主，舍去与地理底图无关的要素和内容
和植被要素等，并补充、更新2002、2003、2004年的地理资料，主要是省界、居民地、交通
等地理要素内容。
Table 1 Layers of the geographic base map database(take Sheet J50 for example)
地理要素图层名称图层内容描述
境界U50BOUND 本层包括境界，政区和海岸线等，以及海区名称、岛屿名称等注记
LJ50RESIP 本层表示居民地真形
居民地
LJ50RESrr 本层表示居民点
IJ50NRIVER 本层主要包括河流以及河流名称等注记
水系L150RIVER 本层包括湖泊以及湖泊名称
U50SPRING 本层包括井、泉等，以及井、泉的名称注记
u50RAIL 本层包括铁路、铁路桥等
交通
U50ROAD 本层包括公路、小路等
u50CON 本层包括等高线
k150PASS 本层包括山口
地貌
U50SEA 本层包括海深线
L150CORAL 本层包括珊瑚礁等
文化要素U50DAM 本层包括长城等
地理格网U50GRID 本层包括经纬网
1．3．3投影变换
1：100万地理底图是无投影的，经过处理生成有投影的地理底图数据，采用等角圆锥投
影，边缘纬线与中央纬线的变形的绝对值相等。投影中存在两条标准纬线，但不是指定的，
而是根据变形绝对值相等的条件确定的。两条标准纬线的近似值为：
妒。一九+30'(实际应用时，确定为驴l_讥+30，)
妒：一“一30"(实际应用时，确定为妒：=“一3∥)
投影后的纬线为不同半径的同心圆弧，经线为不同夹角的同心圆半径。投影后的长度变
形和面积变形的变化规律：在标准纬线上无变化，在两条标准纬线之间的变形为负值，在两
条标准纬线以外为正值。每幅图上最大长度变形值为±0．03％，最大面积变形值为4-0．06％。
1．3．4空间数据套合及接边
地理底图数据库与地质图数据库是分别编辑处理的，地理底图和地质内容必须准确套
合，避免出现重大误差。全国l：100万地质图数据库是采用MapGIS系统生成的标准图框，
最终套合到地理底图的标准图框，由于系统之间计算方法的不同产生了误差，导致了地质内
容与地理底图图框之间产生了缝隙，所以必须以标准图框为准重新建立拓扑关系"1。
由于地质图是分幅编辑存储的，相邻图幅间研究程度、综合取舍程度不同，图幅在拼接
时就出现地质界线不衔接、地质内容划分不统一等问题，因此，每幅图都要与相邻图幅进行
综合研究及接边处理，保证数据的完整性与一致性。
2 数据库的建立
GIS最大的特点就在于它不仅包含了图形数据，而且包含了属性数据，属性数据可以更
好的反映出图形要素的意义。因此，建立属性数据库是全国1-100万地质图数据库的建设重
点。地质图属性数据库是在数据库软件Access中完成的。
2．1编制属性表
全国1：100万国际分幅地质图数据库的属性表分为面元属性表、线元属性表和点元属性
表。在参考了全国l：50万数字地质图、l：250万中华人民共和国数字地质图、l：200万中国
西部(新疆、青海、甘肃、宁夏)地质图数据库，俄罗斯编制的1：100万国际分幅地质图和
l：250万俄罗斯数字地质图的基础上，分别设计了面元、线元、点元属性表。表2、表3、表
4分别是面元和线元的属性表结构。
表2面元属性结构表3地质界线及断层的属性结构
Table 2 Attribute structure of the$ul蕾ace element
宽度
字段名类型小数位说明
(字节)
① ID 数值型8 图幅代码加顺序号
② TYPE 数值塑2 面元类型
③ COLOR．NO 数值型4 色标号
⑤ 眦一NO 数值型4 填充图案号
⑤ 兀LL．COLOR 数值型4 填充图案颜色号
⑥ n【L一眦IGI仃数值型4 2 填充图案高度
⑦ CODEl 数值型6 地质年代代码
③ COD也数值型6 岩石名称代号
⑨ SYMBOL 字符型40 地质代号
⑩ UNⅡWAME 字符型舳名称
@ DEscRI阿0N 字符型254 描述
Table 3 Attribute slaucture of the geological
boundaries and faults
宽度
字段名类型说明
(字节)
图幅代码
① ID 数值型8
加顺序号
② TYPE 数值型2 分类码
③ UrrYl 数值型4 线型码
④ Urnj2 数值型4 辅助线型码
⑤ CODEl 数值型4 断层编码
⑥ CODE2 数值型6 GB958．99编码
⑦ ATIR 字符型20 线元性质
⑧ NAME 字符型48 名称
⑨ DESCRⅡ7nON 字符型254 描述5
2．2代码设计
全国1：100万国际分幅地质图数据库中地质要素的代码主要参考了全国1：50万数字地
质图，GB958-99区域地质图图例，科技部“地球科学数据库系统(WDCD)”项目中1：200万中国地质图库，l：250万中华人
民共和国数字地质图，地质图空间
数据库建设工作指南(2．0版，
2001．12中国地质调查局)。编制代
码时，主要遵循下列原则：
1唯一性：一个代码只表示
同一类要素，不能产生多义和重
复；
2继承性：尽可能继承和沿
用1：50万数字地质图中的代码；
3系统性：各类代码在数据
库的统一结构下，编制代码要有系
统规律；
表4点元属性结构
Table 4 Attribute structure of the point element
宽度
字段名类型说明
(字节)
① ID 数值型8 图幅编码加顺序号
⑦ TYPE 数值型2 分类码
③ CODEI 数值型6 点元代码
④ SYMBOL 数值型4 点元符号编码
⑤ LONCⅡ’UDE 字符型lO 点元位置经度
⑥ LAllTUDE 字符型lO 点元位置纬度
⑦ DESCRJPTlON 字符型254 描述
4扩展性：各类代码为今后的进一步扩展留有空间；
5实用性：在建库、检索时要简捷方便。
全国1：100万国际分幅地质图数据库采用4 0_t 2 盟
6位编码，由大类码，一级、二级、三级代码{ i i i
组成，例如401227代表辉石闪长玢岩。第一塞卓宝辉3'--
451 八13： q
位是大类码，二、三位为以及代码，第四位是岩矣霍
二级代码，最后两位为三级代码(图3)。羹碧
2·3空间数据与属性数据的连接
图3 全国l：100万国际分幅地质图
属性库建成后，必须和空间数据连接起
数据库编码结构图
来，才能形成完整的1：100万地质图数据库。
Fig．3 Co&rIg Btructu陀ofthe 1：1 M geol。gical
由于每一个图形要素的ID码都是唯一的，所mp database ofChi帕
以选用ID码将属性数据与空间数据关联起来。
3 数据检查和更新
3．1数据检查的主要内容
为了保证数据库的数据质量，在建库工作过程中要严格按照有关规定，严格进行分层、
编码和建立图元的属性库，保证图元之间的拓扑正确性，建立数据质量标准，确定数据质量
检查内容和方法。检查的项目包括空间数据精度、属性数据正确、逻辑一致性、图形质量、
文档资料等。
3．2数据检查的方法
数据检查可以利用计算机检查软件和人工抽查两种方法。
(1)利用计算机检查软件检查
利用软件对数据进行检查，是否存在重复图元和微小图元，判断其正确性；检查图层、
属性结构、属性字段的正确性；检查地质年代代码与地质代号、色标号、花纹符号一致；检
查拓扑关系等。
(2)人工抽查检查同一图层弧段和界线的套合，不同图层间的套合，主要是水系和地层，断层和地
层，断层和岩体，地层和岩体界线之间的套合关系；检查水体、海岸线、雪被与地质体边界
线是否重合；在喷墨图上检查地层之间、地层与岩体之间的压盖关系；在计算机上检查地层
之间、地层与岩体之间各图层的压盖关系；检查地理底图图廓的精度；检查地质体的图面表
示与属性内容一致；检查图幅内相关省、自治区、直辖市边界地区地质内容的接边；检查相
邻图幅之间地质、地理内容的接边；检查属性内容，属性表内容与图元编号一一对应。
(3)建立质量控制文档，记录补充、修改、更新的地质内容。
4 结论
(1)应用MapGIS建立地质图空间数据库，必须首先制定编图细则，建立统一的编图建
库流程，为编图和建库工作打下扎实的基础。在数据处理时，要保证数据质量，避免繁琐的
修改工作。
(2)在建立地质图数据库的过程中，对编图方法、编图理论、数据库技术等有了更深入
的认识和理解，建立了一套比较完善的1：100万地质图编图及数据库建立的技术流程和方
法，加快地质图的成图速度。
(3)地质图数据库需要不断更新和维护，及时反映我国近年来国土资源大调查中所取得
的地质调查、矿产勘查以及科研新成果。
(4)在今后的工作中，要结合网络地理信息系统，在互联网上发布地质图数据库，向社
会展示地质调查成果，方便地质工作者和地学用户进行数据查询检索，使信息资源在更大范
围内共享。
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雷达卡
发表于 2010-5-29 23:22
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