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C. 鑽孔基本信息資料庫建設及其意義
劉向東1張立海1趙立鴻2高 立2
（1. 國土資源實物地質資料中心；2. 江蘇省地質調查研究院）
摘 要 地質鑽孔基本信息資料庫建設，是全國重要地質鑽孔資料庫建設的第一步。嚴格規范建庫流程，建立鑽孔基本信息資料庫數據關系和框架結構，開發運行軟體，設置查詢、統計、匯總等多種功能，突出實用性、人性化，強調一切為方便用戶服務。在全國地質鑽孔基本信息清查工作的基礎上，利用計算機信息技術，使鑽孔基本信息系統化、標准化和數據化，完成鑽孔基本信息資料庫建設。
關鍵詞 地質鑽孔 基本信息資料庫 數據採集系統 標准化 工作建議
1 引言
鑽孔資料是地質調查、資源評價最重要的原始成果，即是原始地質資料最重要的組成部分，是岩心不可缺少的屬性說明資料，是成果地質資料中主要成果來源的基礎性資料。國外發達國家應用現代高新技術和先進的管理模式建立了各類地質礦產基礎資料庫，開展了網上元數據和目錄發布，並提出了一站式服務的理念。新的形勢要求我們必須改變傳統的地質資料管理模式，充分利用先進的信息管理技術和手段，建立國家級各類地質礦產基礎資料庫，實現地質礦產信息管理的資料庫化、網路化，提高信息的使用效率和水平[1，2]。
2011 年，根據《地質資料管理條例》的規定和《國土資源部關於印發 <推進地質資料信息服務集群化產業化工作方案 > 的通知》（國土資發 [2010]113 號）關於建設重要地質鑽孔資料庫的要求，國土資源部辦公廳下發《關於開展鑽孔基本信息清查工作的通知》（國土資廳發 [2011]31 號），要求在全國開展地質鑽孔基本信息清查工作，旨在基本查清我國地勘單位保管的地質鑽孔基本信息，基本掌握我國地勘單位保管的地質鑽孔類型、分布及數量，初步建立全國地質鑽孔基本信息資料庫，為制訂全國地質鑽孔資料庫建設方案提供依據[3，4]。
2 鑽孔基本信息資料庫
為適應今後地質工作對鑽孔數據的應用，保障未來地質鑽孔資料庫建設的順利部署，在全國地質鑽孔基本信息數據清查工作中，需要對其基本數據進行信息化、規范化處理，依據所掌握的全國地質鑽孔資料自身特點，首先要建立全國地質鑽孔基本信息資料庫。
2.1 建庫原則
鑽孔基本信息資料庫是展示全國地質鑽孔基本信息清查最新工作成果的計算機信息管理系統。服務對象為整個地質系統的專業人員、領導決策層、地質資料專業研究人員和野外地質工作者。這就要求地質鑽孔基本信息資料庫的框架結構和軟體系統突出實用性、人性化，強調一切為方便用戶服務。資料庫應具備查詢、統計、匯總等多種功能，窗體式表達，達到直觀、查詢快捷；內部實施數據動態管理，能隨時修訂、及時更新；軟體運行系統兼容性強，有利擴展改造，數據結構合理，最終符合關系型通用資料庫要求。
2.2 資料庫類型
為便於地質鑽孔基本信息清查工作的數據採集，並考慮到本次全國地質鑽孔基本信息清查並未涉及鑽孔資料的空間數據、圖形屬性數據等內容，因此選用日常辦公通用的 MS Access 格式資料庫作為後台管理資料庫，提供多種存儲結構和存取方法，針對不同的應用任務選定合適的物理存儲結構（包括文件類型，索引結構和數據的存放次序等）、存取方法和存取路徑。目前建設的《全國地質鑽孔基本信息資料庫》屬於單機版資料庫類型。這種類型資料庫專門為移動的單台計算機設計，結構和運行軟體相對簡單，庫容量小。但保密性強、建設目的專一，特別方便移動辦公和野外地質人員使用。隨著移動存儲技術的發展，單機版資料庫會越來越重要。
2.3 數據分割
依據已有地質鑽孔基本信息數據資料實際，並根據地質鑽孔基本信息清查工作產生的數據特徵，將數據文件分割為三種數據表。
第一種，鑽孔資料保管單位基本信息表。描述地質鑽孔資料保管單位相關信息，包括保管單位名稱、組織機構代碼、最高資質等級、上級單位名稱、所屬行業部門、通訊地址和通訊方式等。
第二種，項目基本信息表。描述地質工程施工中形成相關地質鑽孔的地質項目相關信息，包括項目名稱、項目類型、工作程度或比例尺、主要礦種等。
第三種，鑽孔基本信息表。具體描述地質鑽孔的相關信息，包括鑽孔編號、名稱、類型、坐標系、坐標、深度、施工單位，以及相關原始檔案和岩心等實物地質資料的保存狀況等。
2.4 邏輯結構
在地質鑽孔基本信息資料庫建設中採用分布式資料庫系統，概念模型用實體—聯系圖（簡稱 E-R）表示，地質鑽孔基本信息數據採集按實體進行：保管單位信息表—項目基本信息—地質鑽孔基本信息。以保管單位（組織機構代碼）—項目名稱作為數據表的關聯主鍵，查詢檢索相應數據信息。
地質鑽孔基本信息資料庫三種數據文件之間的邏輯關系。「組織機構代碼」為第一、第二種數據文件的主關鍵字，「項目名稱」為第二、第三種數據文件的關鍵字，保管單位基本信息數據與項目基本信息數據為 1∶n 關系，項目基本信息數據與地質鑽孔基本信息數據也為 1∶n 關系。
3 資料數據採集標准化
3.1 數據源選擇
源數據採集對象為地勘單位保管的除油氣以外的區域地質、礦產地質、水文地質、工程地質（大型以上項目）、環境地質、災害地質勘查等形成的地質鑽孔基本信息。實現全國地質鑽孔基本信息數據採集、入庫、整理和分析研究，數據採集和入庫規范化與標准化。
地勘單位以地質工作項目為單元，清查地質工作項目施工的鑽孔，逐個鑽孔填報信息表。只清查鑽孔的最基本信息，不清查每個鑽孔的詳細原始編錄內容、測試數據等。地質項目工作中收集的鑽孔資料不在清查范圍內[5]。
3.2 數據構架
根據《國土資源部辦公廳關於開展鑽孔基本信息清查工作的通知》（國土資廳發 [2011]31 號）的要求，構建全國及各省（區、市）地質鑽孔基本信息數據構架，見圖 1。
圖 1 地質鑽孔基本信息數據構架
3.3 數據採集流程
根據《國土資源部辦公廳關於開展鑽孔基本信息清查工作的通知》（國土資廳發 [2011]31 號）的要求和鑽孔資料保管單位工作內容，依據《固體礦產勘查地質檔案立卷歸檔規則》（DZ/T0222—2004）、《原始地質資料立卷歸檔規則》（DA/T41—2008）和《地質資料檔案著錄細則》（DA/T23—2000）等標准，編制鑽孔資料保管單位鑽孔基本信息清查工作步驟，鑽孔資料保管單位亦可根據本單位成果地質資料和原始地質資料的歸檔保管情況，優化和改進工作步驟，擬定本單位鑽孔基本信息清查工作流程。
為了便於鑽孔資料保管單位採集鑽孔基本信息清查數據，各單位可利用「地質鑽孔基本信息數據採集系統」的生成工作表功能，生成 excel 格式工作表。各單位可以通過以下兩種方式採集、上報鑽孔基本信息數據：
第一種方式是，嚴格按照屬性項填寫說明在 excel 工作表中錄入數據，最後導入到「地質鑽孔基本信息數據採集系統」中，生成「ACCESS 資料庫」文件上報。
第二種方式是，手工填寫工作表，然後再逐條錄入到「地質鑽孔基本信息數據採集系統」中，使用採集系統「數據管理」中的「數據備份」功能，生成「ACCESS 資料庫」備份文件上報。
4 資料庫建設和軟體開發
4.1 開發平台
資料庫或信息管理系統的發展方向是實現不同學科、不同行業、不同層次資料庫的聯網對接，達到廣泛的信息共享。鑽孔基本信息資料庫建設和軟體開發，既要考慮到行業發展和資料庫擴展改造，也要考慮適應不同數據採集者和用戶的計算機設備、使用軟體和操作水平參差不齊的情況。這就要求資料庫開發軟體具有最普遍兼容性。
地質鑽孔基本信息資料庫具 C/S 結構，採用通用的 MS Access 作為後台資料庫管理系統。為保證資料庫編程的規范化，界面製作美觀大方，採用廣泛應用的 Microsoft Visual Basic 6.0 編程語言。用戶端不須安裝專門運行軟體，直接通過 Microsoft Access2003 以上打開資料庫，方便用戶查詢、修改。對用戶設備配置要求也較低，安裝 Windows 2000、Xp，以及 Windows 7 的 PC 計算機均可使用，滿足流動辦公的需要。
4.2 編程規范化
這是資料庫軟體開發的最基本保證，決定資料庫建設能否順利完成和今後擴展改造。主要內容包括編程語句、編碼的規范化，如語句長度、注釋，常（變）量定義、命名等；各類欄位名稱、性質、代碼和位元組的統一；資料庫結構構造、查詢窗體、查詢方式的規范化，以及數據錄入、存儲和流通是否符合關系型通用資料庫要求[6]。
4.3 資料庫建設流程
採用數據表單形式開發數據採集界面，提供數據列表形式瀏覽所錄入的數據內容。錄入數據不合要求時，系統會給出提示信息；錄入各種代碼項時，有詳細的代碼列表供用戶選擇；錄入時間項時，提示信息會自動顯示；數據採集界面上輸入完數據後，數據入庫前進行數據檢驗，不符合要求的數據記錄無法入庫，保證數據安全性及數據完整性。在數據採集完成之後，實現數據的統計檢索功能。數據查詢分兩種形式：基本查詢和可視化查詢。
系統直接讀取 Access 格式的地質鑽孔基本信息資料庫，全國地質鑽孔基本信息資料庫建設流程，如圖 2 所示。
圖 2 全國地質鑽孔基本信息資料庫建設流程圖
5 系統框架結構與功能設置
5.1 系統框架結構
全國地質鑽孔基本信息數據採集系統，主要實現數據維護、備份以及統計、應用，滿足全國地質鑽孔基本信息清查階段的數據處理需求，實現全國地質鑽孔基本信息數據的入庫、查詢、統計、分析、報表等基本功能，建成全國地質鑽孔基本信息資料庫，其框架結構見圖 3。
圖 3 全國地質鑽孔基本信息數據採集系統結構
5.2 主要功能
全國地質鑽孔基本信息數據採集系統適用於全國范圍內地質鑽孔基本信息數據清查工作；系統設計實現數據入庫、數據查詢、數據統計、數據報表、數據管理、數據字典、數據修改和生成工作表 8 個方面主要功能，此外還有視圖、幫助等輔助功能，見圖 4。
圖 4 全國地質鑽孔基本信息採集系統功能界面
數據入庫。數據入庫是系統的主要功能之一。打開數據入庫表單界面，有三種方法：一是利用主菜單，二是利用主窗體的系統工具欄，三是利用導航窗格。系統數據入庫（添加或編輯）採用表單方式。
數據查詢。數據查詢是全國地質鑽孔基本信息數據採集系統基本的功能。打開數據查詢界面，有三種方法：一是利用主菜單，二是利用主窗體的系統工具欄標簽，三是利用導航窗格。「全國地質鑽孔基本信息數據採集系統」提供了基本查詢和可視化查詢兩種數據查詢方式。
數據統計。數據統計是全國地質鑽孔基本信息數據採集系統的重要功能之一。利用此功能，可以便捷地進行數據統計。系統打開數據統計界面有兩種方法：一是利用主菜單，二是利用導航窗格。系統共提供 10 種數據統計方式，包括按保管單位統計、按行業部門統計、按項目類型統計、按比例尺統計、按工作程度統計、按礦種統計、按項目工作時間段統計、按勘查資質等級統計、按鑽孔深度段統計和按礦區統計。
數據報表。全國地質鑽孔基本信息數據採集系統提供保管單位基本信息報表、項目基本信息報表和鑽孔基本信息報表三種報表列印功能。以「鑽孔基本信息報表」列印為例，選擇【鑽孔基本信息報表】，系統彈出「數據報表輸出」界面，用戶可以選擇要列印的欄位，預覽後即可執行列印操作。
數據管理。全國地質鑽孔基本信息數據採集系統提供5種【數據管理】功能，包括數據導入、數據導出、數據備份、數據恢復和數據追加。
數據字典。全國地質鑽孔基本信息數據採集系統【數據字典】是本軟體的重要功能之一，利用此功能，用戶可以進行數據結構和單元格內容設置。
數據修改。鑒於保管單位基本信息表、項目基本信息表和鑽孔基本信息表之間，是以「組織機構代碼」和「項目名稱」作為關鍵字進行聯結的，在修改時，需要三者相互關聯。全國地質鑽孔基本信息數據採集系統在試運行後，根據各省建議增加了【統改組織機構代碼】和【統改項目名稱】功能，用戶可根據需要進行統改。
生成工作表。為便於用戶准確填報鑽孔資料基本信息，系統在試運行後，根據各省建議，增加了【生成工作表】功能，生成 excel 格式工作表，用戶可以通過以下兩種方式填報數據：
一是用戶嚴格按照屬性項填寫說明在 excel 表中錄入數據，最後通過【數據導入】功能將 excel 工作表數據按要求導入到系統中。
二是用戶手工填寫工作表，然後再將手工填寫的工作表數據逐條錄入到系統中。本系統同時提供方便快捷的數據記憶、提示錄入方式。
6 資料庫建設進展及其意義
6.1 工作進展
截至 2012 年 2 月，全國省級地質資料管理部門累計清查館藏資料 187690 檔，涉及 36226 個地質工作項目，從館藏資料中共清查出 519570 個鑽孔。據統計，全國共參加地質鑽孔基本信息清查的地勘單位1087 個，清查出有鑽探工作量的項目 26007 個，鑽孔數量共計 575615 個。目前，全國已完成 427772 個信息完整的鑽孔基本信息建庫工作。
6.2 資料庫建設意義
地質鑽孔基本信息資料庫建設，是全國重要地質鑽孔資料庫建設的第一步，是具有開創性的研究工作。近年來，我國一直致力於鑽孔資料庫建設方面的研究工作，也發布了固體礦產鑽孔資料庫工作指南等標准。但是，這些新成果未能得到全面推廣，嚴重阻礙了鑽孔資料庫建設進程。隨著時間的推移，地質工作單位及工作者積累了大量新資料，亟待進行新一輪鑽孔資料的收集、整理和研究工作。
目前，我國地質資料管理與研究人員比較匱乏，少數在職人員既要承擔多個項目的工作重擔，還要努力鑽研，促進行業發展。同時，科研、地調工作的深入開展，要求新起點、新突破、新水平，迫切需要通過挖掘鑽孔資料的內在信息來發揮其作用。我國在 20 世紀 50 ～ 60 年代參加工作的老地質專家均過了退休年齡，他們在工作中形成的地質資料尤其是鑽孔資料急需搶救、保護。嚴峻的人才形勢迫使盡快建立鑽孔資料庫。建設全國范圍的地質鑽孔基本信息資料庫，是一項意義深遠的基礎工程，為今後國家開展重要地質鑽孔資料庫建設工作奠定了基礎。
參 考 文 獻
[1] 吳沖龍 . 計算機技術與地礦工作信息化 [J]. 地學前緣，1998，5（1-2）343 ～ 353.
[2] 李兵，陳旭瑞，胡俊峰等 . 基於 GIS 的地質資料庫系統：研究現狀和發展趨勢 [J]. 地球物理學進展，1998，17（3）532 ～ 539.
[3] 國土資源部礦產資源儲量司 . 推進地質資料信息服務集群化產業化工作方案 [EB/OL].http：//www.mlr.gov.cn/zwgk/zytz/201008/t20100806_732080.htm，2010-08-06.
[4] 國土資源部礦產資源儲量司 . 國土資源部辦公廳關於開展鑽孔基本信息清查工作的通知 [EB/OL].http：//www.mlr.gov.cn/zwgk/zytz/201105/t20110519_867600.htm，2011-05-19.
[5] 國土資源部礦產資源儲量司 . 鑽孔基本信息清查工作指南 [EB/OL].http：//www.mlr.gov.cn/zwgk/zytz/201107/t20110713_900372.htm，2011-07-13.