Construcción de un sistema de información de gestión de datos geológicos de un solo mapa basado en la plataforma MAPGIS

Ma Feng, Liu Yuchao y Yang Shuchang

(Museo de Información Geológica de Tianjin)

Resumen Utilice la plataforma MAPGIS, la base de datos ACCESS y la base de datos ORACLE para establecer mapas base geográficos , Base de datos espacial y base de datos de atributos de datos geológicos originales, datos geológicos resultantes e información de datos geológicos físicos, desarrollar análisis estadístico de datos geológicos, dibujo de mapas geológicos, modelado de cuerpos geológicos tridimensionales y otras funciones, y construir una gestión de datos geológicos en un solo mapa. Información basada en la plataforma MAPGIS Sistema para realizar la integración de datos geológicos para promover el desarrollo secundario y la utilización social de los datos geológicos.

Palabras clave datos geológicos integración de datos sistema de información gestión de una imagen

0 Introducción

Los datos geológicos formados en el trabajo geológico se dividen en datos geológicos originales y resultados Datos geológicos y los datos geológicos físicos se gestionan y proporcionan para su uso por parte de las instituciones recolectoras. Los Archivos Geológicos de Tianjin recopilan casi 3.000 archivos de datos del área de Tianjin. El más antiguo fue "Geología cerca de la montaña Panshan", formado en 1931. Los datos geológicos de la colección son enormes, pero la información está dispersa. Para facilitar el uso de los prestatarios, en los últimos años se ha llevado a cabo una gran cantidad de trabajo de gestión de archivos, se ha creado una base de datos de catálogo de datos geológicos, se ha llevado a cabo un almacenamiento digital de datos geológicos y se ha creado un sistema de navegación de resultados geológicos. sido desarrollado.

Con el rápido desarrollo de la construcción urbana, la demanda de datos geológicos se ha vuelto cada vez más urgente. En el pasado, tomaría mucho tiempo proporcionar datos geológicos, lo que era difícil de cumplir con los requisitos de trabajo en los nuevos tiempos. era. Esto requiere que organicemos, resumamos e integremos datos geológicos pasados ​​para que podamos proporcionar datos geológicos de manera oportuna, rápida y precisa. Con base en este propósito, combinado con el actual desarrollo tecnológico de los sistemas de información geográfica y los resultados del trabajo de geología urbana de Tianjin, se propuso una idea para la construcción de un sistema de información de gestión de un solo mapa para los datos geológicos de Tianjin. Es decir, sobre la base de la plataforma MAPGIS, se realiza la gestión integrada del almacenamiento, navegación y utilización de la información de datos geológicos.

1 Estructura del sistema de información de gestión de un mapa para datos geológicos

1.1 Composición de la información de datos geológicos

Establecer un sistema de información de gestión de un mapa para datos geológicos, deben estar centralizados La información de todos los datos geológicos en la colección se divide principalmente en cuatro aspectos: información del mapa base geográfico, incluidos mapas base geográficos e imágenes de sensores remotos, datos geológicos resultantes, incluidos informes de resultados y mapas; , incluidos estudios de campo, perforaciones, información básica sobre todos los trabajos geológicos, incluidas pruebas, prospección geofísica, prospección geoquímica y observación, los datos geológicos físicos registran principalmente fotografías, imágenes y otra información del objeto físico; Esta información se almacena mediante el establecimiento de bases de datos de atributos y bases de datos espaciales. La estructura de datos de un gráfico de datos geológicos se muestra en la Figura 1.

1.2 Clasificación profesional de la información de datos geológicos

Basado en los estándares de clasificación de datos geológicos en los requisitos de descripción de la base de datos del catálogo de datos geológicos, combinados con el progreso del trabajo geológico de Tianjin y la situación real. situación de la utilización de datos geológicos, aquí El sistema divide los datos geológicos en diez categorías según las especialidades geológicas: geología básica, geología de ingeniería, hidrogeología, geología ambiental, geología de minerales sólidos, geología geotérmica, geofísica, geoquímica, teledetección y otros.

Figura 1 Una estructura de datos de imagen de datos geológicos

2 Construcción de la base de datos

2.1 Selección de la plataforma de construcción de la base de datos

La base de datos está dividida en la base de datos de atributos y la biblioteca de atributos espaciales. La base de datos de atributos se construye utilizando el software de base de datos ACCESS, ampliamente utilizado, la base de datos de atributos espaciales se construye utilizando la plataforma del sistema MAPGIS, que es el más utilizado en el sistema terrestre nacional, es familiar para los profesionales y se ha utilizado en archivos gráficos. de los resultados de estudios geológicos anteriores; los datos de atributos formados y los datos espaciales. Utilice la gestión de almacenamiento del software de base de datos ORACLE en el servidor.

2.2 Construcción de bases de datos espaciales

La base de datos de gráficos espaciales incluye una base de datos geoespacial básica y una base de datos espacial de información de resultados geológicos.

El mapa base geográfico utiliza los datos geográficos básicos 1:1 millón, 1:50.000 y 1:10.000 de Tianjin como base de referencia espacial, y se complementa con datos actuales de acuerdo con la base geológica y geográfica. Estándares de compilación de mapas. Después de un mapeo y un resumen completos, se establece la capa geográfica básica de este sistema. Los datos espaciales se dividen en capa de sistema hídrico, capa de carreteras, capa ferroviaria, estrato residencial y capa de división administrativa. Durante el funcionamiento del sistema, el mapa base adopta un método de visualización jerárquico para mostrar diferentes precisiones de ubicación geográfica en diferentes escalas para lograr la coordinación entre la belleza visual y la precisión del trabajo.

Con base en el mapa base geográfico, en el sistema de edición gráfica de MAPGIS, ingrese las coordenadas geográficas de cada punto de trabajo geológico para formar los datos espaciales del área de trabajo; ingrese la información del elemento geológico de varios mapas geológicos; para formar datos espaciales de resultados geológicos. Los datos espaciales se almacenan en tres estructuras de archivos del sistema MAPGIS: punto (*.WT), línea (*.WL) y superficie (*.WP). Los elementos gráficos, tipos de líneas, colores y patrones de la base de datos espacial se compilan de acuerdo con los estándares de mapeo geológico y mineral correspondientes. Los elementos gráficos y patrones recién agregados que no tienen especificaciones estándar se numeran y comentan de manera uniforme.

Las imágenes de teledetección utilizan fotografías de satélite con una resolución espacial de 0,6 metros. Superpóngalo con el mapa base geográfico en el sistema y utilícelo para comparar entre sí.

2.3 Construcción de la base de datos de atributos

La base de datos de atributos incluye una base de datos de información geográfica básica y una base de datos de información geológica.

La base de datos de información geográfica básica almacena información de atributos de regiones administrativas, límites administrativos, áreas residenciales, transporte, ríos, lagos y otros elementos naturales y sociales.

La biblioteca de atributos de información geológica almacena información y datos geológicos originales obtenidos o recopilados directamente a través de instrumentos, análisis de laboratorio u observaciones de campo durante estudios geológicos. Incluyendo los datos originales del estudio y observación geomorfológica, los datos originales de perforación y excavación de zanjas y varios datos de prueba, las instalaciones de monitoreo de hundimiento del suelo y los datos originales obtenidos en el estudio de peligro geológico, los datos originales del monitoreo de aguas subterráneas, los datos originales del pozo geotérmico. monitoreo y estudio geoquímico ambiental. Datos originales de muestreo de suelo, agua subterránea y agua superficial obtenidos del proyecto. Datos originales de exploración geofísica, datos geológicos físicos y datos de resultados agregados. Se diseñó una serie de tablas de datos de ACCESS para descomponer la información geográfica básica y la información geológica en cada tabla. Por ejemplo, en la categoría de diseño geológico básico, diseñamos la tabla de situación básica de los pozos geológicos de lecho de roca, la tabla estratificada de los pozos geológicos de lecho de roca, la información básica de los pozos geológicos del Cenozoico, la tabla estratificada de los pozos geológicos del Cenozoico y el esporopolen del Cenozoico. Las tablas de datos de pozos geológicos, las tablas de combinación de microcuerpos de pozos geológicos cenozoicos, las tablas de datos de resultados de datación de pozos geológicos cenozoicos, etc. están vinculadas orgánicamente a las tablas de datos profesionales de ACCESS a través de claves primarias, como proyectos geológicos y pozos.

Tomando como ejemplo la especialidad de ingeniería geológica, los datos generados durante el trabajo de exploración incluyen principalmente tres aspectos: información básica de perforación, información de prueba de perforación in situ y datos de prueba de muestra de perforación a los que finalmente se envía el trabajo; Informe de exploración de ingeniería geológica. Con base en la situación real del trabajo de ingeniería geológica en Tianjin, inicialmente se establecieron 15 tablas de datos basadas en el software ACCESS, como se muestra en la Figura 2. La información de datos geológicos de ingeniería se almacena a través de estas 15 tablas de datos.

Figura 2 Diagrama estructural de la tabla de datos de perforación de geología de ingeniería

Entre estas 15 tablas, la información básica de perforación es la tabla principal y las otras tablas en la tabla de datos de prueba y los datos de prueba. La tabla son La subtabla, la tabla de información básica del pozo y la tabla de análisis de la calidad del agua de la muestra de agua están vinculadas a través del número de proyecto, y la tabla de información básica del pozo y otras tablas están vinculadas a través del número del pozo.

El informe de exploración, los dibujos y los archivos adjuntos presentados están en formato PDF y están asociados con el nombre del proyecto en la tabla de información básica de perforación.

3 Funciones del sistema de información de gestión de mapas de datos geológicos

3.1 Funciones básicas de operación SIG

Poder mostrar el mapa en el navegador y mostrarlo en el navegador Implementar operaciones básicas en el mapa. La visualización de mapas incluye la visualización de elementos geográficos y datos geológicos; las operaciones de exploración de mapas incluyen mover, acercar, alejar, actualizar, restablecer, medir distancias, medir áreas, controlar capas, etc.

3.2 Consulta de información de resultados y función de navegación

La consulta de información consiste en mostrar los resultados que cumplen con los requisitos dentro del rango de consulta mediante consulta de clic, consulta de círculo, consulta de rectángulo, consulta de polígono arbitrario, etc. Lista de atributos de objetos, y utilice la relación correspondiente entre gráficos y atributos para realizar consultas de datos y posicionamiento rápido de puntos geológicos. La navegación de información se basa en la consulta y, a través del complemento de visualización, puede navegar y ver rápidamente el informe de resultados; y archivos adjuntos de cada proyecto geológico. Fotografías y anexos.

3.3 Función de análisis estadístico de los datos

De acuerdo con los requisitos de las estadísticas de datos, se cuentan los datos en la unidad estadística. Los indicadores estadísticos incluyen el número de muestra, el valor máximo, el valor mínimo, y valor promedio, error cuadrático medio, coeficiente de variación, etc., los resultados estadísticos se pueden generar en un archivo de tabla, consulte la Figura 3.

A través de la función de análisis estadístico, se puede calcular la información estadística clasificada de datos geológicos en áreas o condiciones especificadas por el usuario, y se pueden generar los gráficos estadísticos correspondientes en forma de gráficos de curvas, histogramas, gráficos de dispersión, Gráficos circulares, histograma tridimensional, gráfico circular tridimensional, etc., consulte la Figura 4.

3.4 Función de dibujo de los mapas geológicos correspondientes

Dibujo del plan de ubicación de los pozos: extraiga la ubicación de los pozos y la información de clasificación de los pozos a través de la base de datos geológica de ingeniería, y combine las ubicaciones de los pozos y la clasificación de los pozos. información que refleja el área de trabajo La información del pozo se proyecta en el mapa base geográfico para formar un mapa de posición en planta del pozo

Preparación de diagramas de columnas y diagramas de sección transversal: según lo seleccionado por el usuario; Los pozos y las plantillas prefabricadas, de acuerdo con un determinado estilo de trazado estándar, generan automáticamente histogramas de pozos para cada especialidad;

Figura 3 Gráfico de resultados estadísticos de los parámetros físicos y mecánicos de las capas de suelo geológico de ingeniería

Figura 4 Gráfico de salida del análisis estadístico de diversa información de datos geológicos

Preparación del mapa de contorno: genera automáticamente estratos dentro del rango especificado según la ubicación de perforación, la profundidad de enterramiento superior de la capa, la profundidad de enterramiento inferior de la capa, el espesor de la capa o otros datos relevantes y datos de perforación en la base de datos. Mapa de contorno;

Preparación de un mapa geológico de análisis integral: por ejemplo, cálculo del análisis de la calidad del agua de las aguas subterráneas del pozo, calculando la corrosividad de cada punto, de acuerdo con la edición. método de mapa de contorno, compilar mapas geológicos analíticos completos.

3.5 Función de visualización del modelo tridimensional

Primero, establezca un esquema de división estratigráfica macroscópica consistente con secuencias fijas en toda la región, y el sistema La secuencia estratigráfica regular El modelo adopta la tecnología de construcción automática de "perforación → sección → entidad estratigráfica", que puede establecer de forma rápida, automática y dinámica un modelo de estructura estratigráfica tridimensional dentro de un rango específico basado en perforación, sección y otros datos para problemas geológicos complejos. La computadora no puede establecer automáticamente un modelo tridimensional de un cuerpo geológico o estructura geológica basado completamente en datos como secciones, como un modelo geológico de lecho rocoso con desarrollo de fallas. Se utiliza un método de modelado interactivo basado en secciones transversales para dividir el espacio. múltiples secciones transversales en el área de modelado en múltiples celdas; la unidad más pequeña de modelado es cada celda. Se utiliza una serie de líneas de contorno cerradas en una sola celda para establecer un parche de superficie y luego la geometría espacial de todos los cuerpos geológicos en el. La celda se determina para formar una celda y finalmente fusionar los bloques geológicos de cada unidad para formar un modelo de cuerpo geológico completo.

El cuerpo geológico tridimensional formado se puede cortar de diversas formas, como sección plana, sección horizontal, sección oblicua, sección vertical de polilínea, sección combinada, etc., para mostrar las condiciones geológicas de la superficie de corte en tridimensional En el cuerpo geológico, se pueden crear perforaciones virtuales analizando la estructura estratigráfica y las propiedades encontradas durante la perforación y combinándolas con datos de perforación circundantes conocidos para obtener la estructura estratigráfica y las propiedades tal como se realiza el corte de túneles; en el cuerpo geológico tridimensional, y el sistema realiza el corte del túnel en el cuerpo geológico tridimensional de acuerdo con las instrucciones del usuario. Los parámetros establecidos de trayectoria (fluctuaciones arbitrarias) y sección transversal del túnel (rectangular, circular, arco) generan el corte. método del modelo de túnel. A través del corte del túnel y el cuerpo geológico, se excava el cuerpo geológico en el túnel, dejando solo la zona en la pared. Hay una cavidad del túnel litológico, el usuario puede cambiar la escena; De acuerdo con el camino y la perspectiva, deambule por el túnel y verifique los cambios en la distribución de los estratos en el túnel, consulte la Figura 5.

Figura 5 Representación de la itinerancia en túneles

4 Conclusión

Con el rápido desarrollo de la tecnología informática y los sistemas de información geográfica, el papel de la gestión y la toma de decisiones asistidas por ordenador -La fabricación seguirá aumentando cada vez más. Mediante la construcción de un sistema de gestión de un mapa de datos geológicos, la gestión de datos geológicos no solo funciona como un almacén, sino que vincula estrechamente la gestión de archivos y la gestión de resultados geológicos, logrando la integración orgánica y la agrupación de datos geológicos. El desarrollo secundario y la utilización de los datos geológicos. Los datos son de gran importancia.