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《中南大学》 2001年
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湖南省国土资源地学数据库模型与数据融合技术应用研究

邱冬生  
【摘要】: 二十一世纪是地学研究飞速发展的时代,地学空间信息获取手段的进一步改善、计算机的飞速发 展以及人造卫星的升空,使遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术日趋成熟,使得我们对有关我们所处的 星球以及周围环境、文化现象等史无前例的海量数据的处理成为可能。如何驾驭庞大信息为我们所用, 而不是被浩瀚的信息海洋所淹没,是个亟待解决的课题——从而数据融合技术应运而生。 数据融合(Data Fusion)概念产生于70年代,最初是以研究军事领域中对多源信息进行处理的理 论、技术和方法的一门综合性横断学科,它的产生、形成与发展,是现代科学技术,特别是高新技术迅 猛发展的产物。随着融合理论的不断完善与发展,使得数据融合成为许多学科的综合和应用,而形成一 个由许多传统学科和新兴工程领域相结合而产生的一个新的前沿技术领域,这也是地学领域的一个全新 的研究领域。数据融合技术的应用为地学数据的管理和分析提供了新的方法。改变了传统的评价决策过 程,为资源评价工作提供了新的工具和思路。 本文研究重点在于地学空间数据库模型的设计、数据融合技术研究、地学空间数据库信息系统的 开发以及信息系统在成矿预测中的应用等方面。针对地学数据特点,研究了GIS二次开发的多种开发模 式。选择了Arc/Info地理信息系统作为地学信息系统的二次开发平台,采用Arc/Info提供的开发环境 进行开发工作,建立地学信息系统。它是一个比较完善的地学信息系统,是常规的GIS信息所不能取代, 提供了各种比较复杂的分析功能,为地学现象的评价工作提供了一个重要手段。 具体研究内容如下: 第一章主要综合性论述地学信息与数据融合技术的研究进展,总结了地学空间数据信息系统的数 据来源、研究背景、研究目的和意义,规划了研究的主要内容等。 第二章主要研究了湖南省的自然地理概况、主要矿产资源分布、地质构造背景、区域地质背景以 及区域地球化学背景、为信息系统的分析处理和地学空间数据库的设计打下坚实的基础。 第三章主要研究地学空间数据库模型的设计。了解地学数据的特征以及地学数据的主要类别,然后 设计好数据库的结构,建立地学数据库框架。地学空间数据库的结构由属性数据和空间数据两部分组成, 属性数据通过大型数据库SQL Server来管理,而空间数据通过Arc/Info的内部数据库Info数据库进 行管理,空间数据与属性数据的分离,使得数据结构趋于合理。 第四章主要研究了数据融合技术国内外研究现状,探讨了数据融合技术的一般模型、基本原理、 技术研究、实现技术、常用方法以及GIS与RS的数据融合。 地学数据的融合主要表现在模型融合和信息融合两个方面。模型融合主要是因为空间数据之间的 数据格式各异,给信息的处理带来了极大的不便,解决多种空间数据模型的融合是近年来GIS应用系统 开发中需要解决的重要问题。而信息融合是由于不同测量手段、不同数据来源的地学数据受到多种因素 的影响,其不确定性常常存在,在对地学数据进行分析和识别时,如果仅对每一种信息作出独立的处理 或决策,其效果常常不够理想。因此有必要对这些不同来源的数据融合成对空间对象的一致描述。 第五章主要讨论了地学数据库信息系统的开发环境、系统总体设计、各功能模块的实现以及整个 信息系统的技术流程: 地学信息系统采用美国ERSI(Environmental System Research Institute)公司的Arc/Info地理 信息系统作为开发平台,使用高级开发语言开发出操作简单的、面向WINDOWS的地学信息系统。它是常 规的GIS信息所不能取代,提供了各种比较复杂的分析功能,用形象的图像数据取代了枯燥的字符数据, 对于地学现象的评价工作提供了一个重要手段。对于展开地质工作提供了良好的保障。地学信息系统的 功能设计上除了常规的空间信息查询外,还包括缓冲区分析、叠置分析、地学数据成图等功能。这在地 学领域是一个全新的概念。 第六章主要探讨了地学数据库信息系统在湖南省地质矿产预测中的应用,一个好的信息系统的最 终目的,就是它的应用。利用地学数据库信息系统的地质资料对湖南省的矿产资源进行分析预测研究, 充分发挥GIS的空间分析功能。 通过将地质成矿预测模型与GIS技术相结合,地学信息系统可以进行直观、动态的成矿预测处理, 从而使得用户根据自己预定成矿模式进行迅速的预测处理。系统根据所建立的成矿预测模型,对地学数 据进行预测分析,得到预测区范围,可以充分利用成矿地质条件和找矿标志以及专家的经验分析成矿条 件,通过计算机的高精度计算和GIS分析操作,达到成矿预测的目的,能够得到一些用人工的方法很难 划分出的地质异常地带,例如断裂控矿影响宽度带。从经济效益上讲,信息系统对于短期和长期项目的 应用很有价值的,与传统的方法相比,该系统可以更加迅速地对大量数据进行对比和分析,大大节约了 时间,缩短了研究周期,是矿产勘探者的有利助手。为进一步找矿工作提供了提供了一种新的思路。 系统提供了制图输出,
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