21 空间数据库操作地质图空间数据库建库的过程是对各阶段数据尤其是编稿原图阶段的结构化和非结构化数据综合与解释的过程,是成果标准化以及提供专题服务的最直接体现。
空间数据库模型以中国地质调查局地质调查技术标准《数字地质图空间数据库》(DD2006 06)为依据。
数字地质调查系统为地质图空间数据库的无缝集成、融合和应用提供了可操作平台,地质人员可借助系统提供的一套完整的技术方法和工具,方便地对不同阶段的资料进行继承和综合分析。
系统自动提供空间数据库模板,其基本内容直接继承编稿原图或实际材料图。
21.1 地质图空间数据库建库基本技术路线与操作流程数字地质调查系统提供了与业务流程融合的建库模式(微工作流),把数据生产融入到生产一线, 对主要原始数据和主要最终成果数据库进行统一描述、统一组织、统一存储由地质人员自己在工作过程中逐步生产不同阶段的数据库和数据产品。
使项目人员可以从计算机技术的应用中体会到新技术带来的好处,形成新的工作模式,对提高研究精度、效率和成果的表现形式提供了重要的技术保障。
21.1.1 基于一体化建库模式的迭代建库解决方案地质图空间数据库建库过程是一个“认识—提高—认识—再提高”的过程。
地质人员在实际工作中需根据前人资料或项目验收专家组意见对已经连好的实际材料图或编稿原图进行修改。
当实际材料图或编稿原图发生改变时,从其继承主要信息的地质图空间数据库也需要同步更新,以保证不同阶段整理分析的数据尤其是空间信息的一致性。
因此在数字地质调查系统中采用“迭代”的思想,结合面向对象的第三代地质图空间数据库模型,利用“不同阶段数据模型的继承和传递的技术”将实际材料图、编稿原图等不同阶段数据库进行互通与继承,通过反馈、逐步完善《DD2006-06 数字地质图空间数据库》规定的建库内容(空间信息和属性信息)。
迭代过程如图21.1.1所示。
图21.1.1 基于数字地质调查系统的空间数据库迭代建库过程21.1.2 一站式建库流程对于地质人员而言,空间数据库中的要素类、对象类等是可以通过软件的一站式流程实现自动化提取。
在此基础上,地质人员修改完善建库内容,从而降低了建库过程的操作难度。
自动化步骤包括:(1)编稿原图的信息提取基本要素类,包括面、线、点要素类;(2)自动提取内图框线到内图框综合要素类;(3)根据填图单位基本信息表,自动给_Geopolygon和_Geoline的子类型;(4)自动给所有要素类数据赋要素类ID;(5)自动从地质体面实体要素类提取信息到对象类,根据填图单位基本信息表补充完善对象类的属性;(6)自动从地质界线提取断层对象类;(7)自动给断层编号字段加图幅编号;(8)动从内图框提取图幅基本信息;(9)自动从内图框提取图幅基本信息;(10)质量检查,包括:要素类与对象类的一致性、地质界线属性与图形参数一致性以及产状属性与图形参数一致性等检查。
具体流程见图21.1.2:图21.1.2 一站式建库流程说明如果是首次操作,建立空间数据库,其流程如图21.1.3:图21.1.3 首次建库一站式流程存在两种情况,需要更新数据库内容:(1)实际材料图、编稿原图信息改变;(2)填图单位信息表(地层单位信息表)修正。
数据库更新(一站式)流程如图21.1.4:图21.1.4 数据库更新(一站式)流程系统提供分步骤建库工具(图21.1.5),详见本章各节。
图21.1.5 分步骤建库流程21.1.3 基于数字地质调查系统的拓扑重建技术方案如果对实际材料图或编稿原图进行修改,重新拓扑造区,则原先的“地质界线”线文件、“地质体面实体”区文件的属性信息会丢失;空间数据库的基本要素类、对象类有可能发生改变。
这些改变有可能是局部的,如果无法提供自动化工具,则会在无形中增加地质人员重新整理的工作量。
因此数字地质调查系统提供了拓扑重建解决方案,将在建库流程中充分利用“区文件生成Label点”、“合并Label点”、“备份线属性和参数”、“还原线属性和参数”以及“增量继承与更新对象类”等工具,快速更新要素类(图形参数和属性信息)和对象类,在保证地质图空间数据库的要素类之间严格的拓扑关系一致性的同时,也实现了对象类的增量式更新过程。
地质图空间数据库的要素类之间要求严格遵循拓扑关系一致性,拓扑重建流程见图21.1.6所示。
图21.1.6 基于数字地质调查系统的拓扑重建流程21.1.4 数字地质图空间数据库建库工具支撑迭代建库流程数字地质调查系统为了解决建库技术流程中的可操作性问题,提供了一系列辅助建库工具,用于提高建库效率,并保证数据质量。
辅助建库工具主要包括以下5个方面:数据动态继承更新工具、属性信息管理工具、数据约束规则检查工具、制图表达与要素类属性融合工具、专题信息提取与服务工具等。
(1)数据动态继承更新工具:系统自动从编稿地质图继承地质体面实体、地质界线等空间实体到空间数据库基本要素类,自动从地质体面实体提取属性继承到沉积(火山)岩岩石地层单位、侵入岩岩石年代单位等对象类中,自动从地质界线提取属性继承断层对象类等技术过程。
其中,从编稿原图到空间数据库的继承过程中,实现了空间数据库要素类属性结构的标准化继承、编稿原图空间信息(点线区以及拓扑关系)的自动继承、编稿原图结构化公共属性的自动继承,同时通过扩展机制,允许通过交互配置方式实现对个别要素类的手工继承;从要素类属性到对象类的继承是一种增量式过程,允许增量式继承局部更新的要素类属性信息。
如图21.1.7所示,箭头左侧为编稿原图阶段的数据文件,箭头右侧为空间数据阶段的数据文件,通过自动继承工具实现了大部分要素类的空间信息和结构化公共属性的自动继承。
图21.1.7编稿地质图文件与空间数据库文件的对应关系(2)属性信息管理工具:通过该工具的应用实现了要素类从空间到属性以及从属性到空间的可视化管理,包括对基本要素类的属性信息、综合要素类的属性信息以及对象类的全局管理;提供批量修改属性的辅助工具,快速实现要素类的分类(子类型赋值),为对象类的自动继承提供正确的子类型编码。
此过程还提供开放的交换功能,可将要素类属性交换到excel等软件中进行属性的统改,并将修改后的属性导回要素类中。
(3)数据约束规则检查工具:针对地质体面实体、地质界线之间的空间信息拓扑一致性、要素类与对象类逻辑一致性等问题提供了有效的检查手段。
其中,要素类空间信息拓扑一致性检查工具自动判断地质体面实体要素类与地质界线要素类之间的拓扑关系是否满足要求,要素类与对象类逻辑一致性检查工具则检验地质体面实体要素类与沉积(火山)地层单位等对象类之间的关系与规则约束关系,并允许动态修正错误。
(4)制图表达与要素类属性融合工具:在地质图制图方面,强调图面表达要符合相关规范,对于空间数据库则强调要素类的空间信息的组织以及各要素类之间的严格拓扑关系。
如果二者能够融合,在生成要素类同时恰当地表达图面信息,则能同时满足地质人员读图和获取综合性成果信息的要求。
为保证了图面信息与属性信息的一致性,实现了空间数据库和制图表达两者之间的融合,DGSS提供地质体面实体的图面信息(图案、颜色等)和其要素类属性的匹配检查、地质界线的图面信息(线型、颜色等)要素类属性的匹配检查,以及产状的图面信息(图形符号等)和其要素类类型名称属性的匹配检查等工具。
(5)专题信息提取与服务工具:提供多个图幅数据的整合分析工具。
用户能方便灵活地进行空间数据库要素类的交互查询浏览,通过模糊检索手段实现从要素类要对象类、从对象类到要素类的信息获取过程,并生成专题图层,实现成果数据的共享与服务。
21.2 建库前的准备工作填写各类填图单元的描述信息、相关地层单位的接触关系和新老关系、图形参数等,目标是为信手剖面、实际材料图、编稿原图等的填图单元的图形参数赋值,空间数据库一体化建库流程提供规范化的信息。
选择菜单“工具”->“填图单位基本信息表”:21.3 更新编稿原图内容到空间数据库空间数据库的背景资料部分是从编稿原图继承而来的。
一般更新操作只需在编稿原图完成后执行一次即可,但如果编稿原图有新的内容增加,则需要再次更新。
打开编稿原图,选择菜单即可(图21.2.1)。
图21.2.2为编稿原图目录下的文件,选择需要复制到空间数据库目录的文件,按“确定”即可。
更新编稿原图内容到空间数据库菜单图21.3.2 选择需要更新的文件21.3 进入空间数据库操作环境打开空间数据库可以通过选择菜单和视图标签两种方式:1)菜单方式(图21.3.1)。
2)标签方式(图21.3.2)。
图21.3.2 空间数据库信息在“成果数据库”视图中表现相关建库工具见菜单以及工具箱:21.4 自动式继承要素类和对象类21.4 自动式继承要素类和对象类21.4.1一站式提取要素类和对象类信息在21.3节操作步骤后,即可进入空间数据库所有的操作。
选择菜单“空间数据库”->“空间数据库一站式流程”:如果是首次进行一站式流程操作,则直接自动提取要素类、对象类,生成后可浏览日志:如果是再次提取(数据库一站式更新),自动判断空间数据库文件夹中是否已经存在要素类、对象类,如果存在,弹出替换对话框,允许选择需要强制替换或者增量更新的要素类、对象类。
21.4.2 自动继承编稿原图到空间数据库要素类自动继承编稿原图到空间数据库要素就是把编稿原图的地质面文件和线文件的空间信息和属性信息自动继承到空间数据库标准规定的各个有关要素类(包括空间信息和属性信息)。
在所有空间数据库的操作,该步骤是基础,可以减少用户大量的工作和时间。
如果编稿原图未改变内容,该步骤只需操作一次即可。
按图21.4.1选择菜单操作即可,注意一定是在空间数据库的环境下才能操作。
该操作不但集成空间拓扑关系而且继承相应的属性。
当编稿原图的图层文件有批注字段时,可以选择“自动合并到空间数据库图层(批注字段优先)”。
图21.4.1自动合并文件到空间数据库图层菜单也可以根据实际情况,合并到某个要素类(图21.4.2)。
图21.4.2 合并某个基本要素类菜单21.4.3 自动继承要素类的属性信息到对象类21.4.3.1 自动继承基本要素类的属性信息到全部对象类可以通过把空间数据库的地质体面实体和地质界线要素类的属性信息自动地继承到对应所有的对象类中。
该步骤可以为用户减少大量的工作和时间。
按图21.4.3选择菜单操作即可,注意一定是在空间数据库的环境下才能操作。
该步骤是自动对所有的对象类进行操作。
图21.4.3 自动从地质体面实体提取全部对象类菜单继承过程有两种方式:①重新从要素类属性中提取对象类;②增量式操作过程(从要素类属性中提取原表中没有的信息到对象类),见图21.4.4。
图21.4.4 对象类提取方式21.4.3.2 自动继承基本要素类的属性信息到指定对象类该节的操作与21.4.3.1节操作意义相同。