第14卷第2期2008年6月地质力学学报
JOURNA L OF GE OMECHANICS
V ol 114N o 12Jun.2008
文章编号:100626616(2008)022*******
收稿日期:2008204207
基金项目：中国地质调查局地质大调查项目(1212010511501)和科技部项目(G 992A 2012d 20202)资助。
作者简介：柯学(19842)，女，硕士，主要从事区域地质编图及地理信息系统的研究与应用。E 2mail :tadpole -keke @
hotmail 。
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1∶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[1]
。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[2]
。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
[3]
，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[4]
。
Map GIS 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1∶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
111　编图设计
全国1∶100万地质图数据库包含了64幅1∶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、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。
地理新资料
1∶100万地
形图数据
数据预处理点、线编辑
拓扑处理
投影变换1∶
100万地理底图
套合
1∶100万
地质图
数据预处理点、线编辑拓扑处理
1∶50万
地质数据地质新资料
地理、地质全要素图数据检查
1∶100万地
质图数据库
图1　1∶100万地质图数据库工作流程图
Fig 11　Main flow chart of the 1∶1M geological map database
112　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1∶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。113　地理空间数据预处理11311　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[5]
。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
[6]
。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。11312　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C overage 格式，首先要将数据格式转换为MAPGIS 的Wl 、Wt 、W p 格式，在Map GIS 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
7
81第2期柯　学等：基于M APGIS 建立地质图数据库的方法
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。
1∶100万地理底图数据库
F47E49境界图层交通图层格网图层地貌图层
水系图层
其它图层
居民地图层
N52    　……………………………………
图2　地理底图的数据库结构
Fig 12　S tructure of the geographic base map database
表1　地理底图数据库图层(以J50幅为例)
T able 1　Layers of the geographic base map database (take Sheet J50for exam ple )
地理要素图层名称
图层内容描述
境界LJ50BOUND 本层包括境界，政区和海岸线等，以及海区名称、岛屿名称等注记居民地
水系交通
地貌
文化要素地理格网
LJ50RESIP 本层表示居民地真形LJ50RESIT 本层表示居民点
LJ50NRIVER
本层主要包括河流以及河流名称等注记LJ50RIVER 本层包括湖泊以及湖泊名称
LJ50SPRING
本层包括井、泉等，以及井、泉的名称注记LJ50RAI L 本层包括铁路、铁路桥等LJ50ROAD 本层包括公路、小路等LJ50CON
本层包括等高线LJ50PASS 本层包括山口LJ50SE A 本层包括海深线LJ50CORA L
本层包括珊瑚礁等LJ50DAM 本层包括长城等LJ50G RID
本层包括经纬网
11313　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:
ψ1≈ψS +30′(实际应用时，确定为ψ1=ψS +30′
)ψ2≈ψN -30′(实际应用时，确定为ψ2=ψN -30′
)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±0103%，最大面积变形值为
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±0106%。
11314　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1∶100万地质图数据库是采用Map GIS 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[7]
。
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。211　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1∶50万数字地质图、1∶250万中华人民共和国数字地质图、1∶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1∶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
T able 2　Attribute structure of the sur face element 字段名类型宽度
(字节)小数位说明
①I D 数值型8图幅代码加顺序号
②TY PE 数值型2面元类型③C O LOR -NO 数值型4标号⑤
FI LL -NO
数值型4填充图案号⑤FI LL -C O LOR
数值型
4填充图案颜号
⑥FI LL -HEIGHT 数值型42填充图案高度⑦C ODE1数值型6地质年代代码⑧C ODE2数值型6岩石名称代号⑨SY M BO L 字符型40地质代号
λυUNIT NAME
字符型80名称 λϖDESCRIPTI ON
字符型
254
描述
表3　地质界线及断层的属性结构
T able 3　Attribute structure of the geological
boundaries and faults
字段名
类型
宽度
(字节)说明①ID 数值型8图幅代码加顺序号②TY PE 数值型2分类码③LSTY 1数值型4线型码④LSTY 2数值型4辅助线型码⑤CODE1数值型4断层编码
⑥CODE2数值型6G B958299编码
⑦ATTR 字符型20线元性质⑧
NAME
字符型48名称⑨DESCRIPTION
字符型
254
描述5
212　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,G B958299区域地质图图例，科技部“地球科学数据库系统(W DC D )”项目中1∶200
9
81第2期柯　学等：基于M APGIS 建立地质图数据库的方法
  　表4　点元属性结构
T able 4　Attribute structure of the point element 字段名
类型宽度
(字节)说明①ID 数值型8图幅编码加顺序号
②TY PE 数值型2分类码③CODE1数值型6点元代码④
SY M BO L 数值型4点元符号编码⑤LONGIT UDE 字符型10点元位置经度⑥LATIT UDE 字符型10点元位置纬度
⑦
DESCRIPTION
字符型
254
描述
万中国地质图库,1∶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(210版,2001112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;
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。4
01227
┇┇┇┇┇┇┇┇岩石
侵入岩
中性侵入岩类辉石闪长玢岩
图3　全国1∶100万国际分幅地质图
数据库编码结构图
Fig 13　C oding structure of the 1∶1M geological
map database of China
全国1∶100万国际分幅地质图数据库采用6位编码，由大类码，一级、二级、三级代码组成，例如401227代表辉石闪长玢岩。第一
数据库编辑软件
位是大类码，二、三位为以及代码，第四位是二级代码，最后两位为三级代码(图3)。213　空间数据与属性数据的连接
属性库建成后，必须和空间数据连接起来，才能形成完整的1∶100万地质图数据库。由于每一个图形要素的I D 码都是唯一的，所以选用I D 码将属性数据与空间数据关联起来。
3　数据检查和更新
311　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。312　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、标号、花纹符号一致；检查拓扑关系等。
(2)人工抽查
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