Situación actual y desarrollo del sistema de información en geociencias del Ministerio de Geología y Recursos Minerales

(División de Ciencia y Tecnología, Departamento de Ciencia y Tecnología, Ministerio de Geología y Recursos Minerales, Beijing 100812)

El sistema de información geocientífica es la base de la modernización de las geociencias y un importante parte de la infraestructura nacional de información. El desarrollo del Sistema de Información en Geociencias del Ministerio de Geología y Minas se inició a finales de los años 1970. Después de casi 20 años de arduo trabajo, se han creado varias bases de datos geocientíficas y se han desarrollado de forma independiente el sistema automatizado de exploración y evaluación de minerales sólidos KPX y el sistema de edición y publicación de mapas geológicos en color MAPCAD. Estos dos sistemas han sido promovidos y aplicados en todo el país. MAPCAD informatiza todo el proceso de mapas geológicos en color, desde la recopilación, edición y modificación de datos, pruebas, separación de colores hasta la producción de placas y películas en una computadora, cambiando fundamentalmente el modelo de trabajo tradicional. Al mismo tiempo, el software del sistema de información geográfica básico MAPGIS, basado en herramientas, fue desarrollado por sí mismo. Actualmente, se están implementando una serie de proyectos de investigación de aplicaciones MAPGIS, que incluyen evaluación de recursos minerales, estudio de recursos hídricos, evaluación de peligros geológicos, estudio geológico regional, evaluación del uso de la tierra, red integral de tuberías, etc.

Este artículo consta de dos partes: la primera parte explica la situación actual y las características de los sistemas de información geocientífica, y la segunda parte analiza el desarrollo futuro de los sistemas de información geocientífica.

Sistema de información geográfica; base de datos; cartografía asistida por ordenador; sistema de información geográfica

Situación actual y características de 1

1.1 Una serie de geociencias. bases de datos y sistemas de información.

La construcción del sistema de información del Ministerio de Geología y Recursos Minerales se inició a finales de los años 1970. En 1979, el Centro de Computación de Beijing emprendió el desarrollo de una base de datos geoquímica 1:200.000. Después de casi 20 años de esfuerzos, se han establecido más de 100 bases de datos de geociencia en los campos de geología, geofísica, geoquímica, evaluación de recursos minerales, entorno geológico, exploración minera y gestión del desarrollo, entre otros campos. Incluye principalmente: Base de datos nacional de reservas minerales NMRD, Base de datos nacional geoquímica NGCHRD, Base de datos nacional de gravedad y elevación NGED, Base de datos nacional aeromagnética ARMD, Sistema de información de prospección MAGAD, Base de datos nacional de estratigrafía STRL, Base de datos de perforación y geología del petróleo PGDH, Sistema de gestión de la biblioteca geológica nacional NGLMS, Biblioteca geográfica simplificada 1:500000 FGGI, biblioteca de software básico de geociencias del Ministerio de Geología y Recursos Minerales FGSL, diccionario de bases de datos de geociencias GDBD. Los principales parámetros de estas bases de datos se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Principales bases de datos de geociencias

1.2 El sistema automatizado de exploración y evaluación de minerales sólidos KPX ha logrado resultados escalonados.

Con el fin de cambiar el modelo tradicional de trabajo manual de exploración y evaluación de minerales sólidos, el Ministerio de Geología y Recursos Minerales, con la asistencia del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, estableció el sistema automatizado KPX para la exploración y evaluación de minerales sólidos. evaluación en 1989. El sistema incluye cinco subsistemas: perforación de campo y recopilación de datos de pozos de exploración, gestión de datos, delimitación de yacimientos, cálculo de reservas y dibujo de mapas de exploración. Sus funciones principales son las siguientes:

——Desarrolló un diccionario de datos de evaluación de exploración mineral estandarizado y un formato de recopilación de datos;

-El sistema puede generar automáticamente patrones de leyenda;

——Dibujar histogramas complejos de pozos;

——Admite métodos tradicionales y geoestadísticos para la evaluación de recursos minerales: método de bloques, método de perfil, método kriging;

- El sistema se ejecuta en PC plataforma.

Este sistema se ha utilizado ampliamente en más de 30 proyectos provinciales y de oficina en todo el país, mejorando enormemente la eficiencia del trabajo.

1.3 El sistema de edición y publicación de mapas geológicos en color asistido por ordenador MAPCAD está cambiando fundamentalmente el modelo de trabajo tradicional.

El mapa es la principal forma de trabajo geológico y un medio importante para servir al desarrollo social y económico. Tiene un estatus y un papel especiales en el campo de las geociencias. Utilizando métodos manuales tradicionales, publicar un mapa de colores de complejidad media requiere más de una docena de procesos y puede llevar un año o más. Esta situación dificulta la satisfacción de las necesidades de los mapas geocientíficos actuales en diversos campos del desarrollo económico nacional.

MAPCAD es un software de aplicación a gran escala con derechos de autor independientes y 350.000 líneas de frases. Fue desarrollado con éxito por la Universidad de Geociencias de China (Wuhan) en 1993.

Por primera vez, este sistema ha computarizado todo el proceso de elaboración de mapas geológicos en color, desde la entrada, la edición, el procesamiento de la información, la corrección de pruebas, la separación de colores, la colocación de la pantalla hasta la producción de películas en planchas en una microcomputadora común. Puede generar varios mapas geológicos, incluidos. los mapas geológicos en color más complejos, cumpliendo con la precisión y calidad de la publicación pública. Este es el primer y hasta ahora único sistema de publicación electrónica de mapas geológicos en color de China ampliamente utilizado en el mercado. En septiembre de 1994, el primer mapa impreso en color, el Mapa Geológico de Yunnan de escala 1:3,5 millones, pasó la prueba de aceptación como mapa de prueba. Los expertos en geología, cartografía, cartografía, publicación de mapas, cartografía por computadora y otros campos coinciden en que MAPCAD puede cumplir plenamente con los requisitos de publicación de mapas geológicos en color en términos de color, precisión y capacidad para expresar detalles.

(1) Funciones y características de MAPCAD

-Basado en Windows, desarrollado en lenguaje c, la interfaz de usuario es amigable y fácil de usar;

- Con la entrada del escáner, el medio de entrada principal es la entrada del digitalizador, que puede aceptar datos de DBASE, Foxbase y otras bases de datos, y tiene métodos completos de corrección de errores y errores;

——Tiene una definición dinámica de atributos intuitiva y práctica y funciones de edición y datos multimedia, capacidades de administración de múltiples atributos de varias estructuras de datos;

——El sistema de administración de la base de datos de mapas tiene poderosas capacidades de empalme, administración, visualización, itinerancia y recuperación entre mapas flexibles y convenientes. y puede administrar hasta miles de mapas;

-Utilizando la estructura de datos vectoriales y datos ráster, la información de las dos estructuras de datos se puede convertir y anidar con precisión de manera efectiva y conveniente;

-Análisis espacial con funciones completas y excelentes funciones de rendimiento, así como consultas de espacio topológico y capacidades de análisis de superposición de entidades tridimensionales;

-Proporciona una biblioteca de funciones de desarrollo para facilitar el desarrollo secundario;

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-Tiene capacidades completas de unidad periférica y la interfaz PostScript del lenguaje de descripción de páginas estándar internacional puede generar mapas que cumplen con los requisitos de calidad de publicación de mapas y tiene una función de generación de informes flexible y personalizable.

(2) La promoción y aplicación de MAPCAD ha logrado un gran éxito.

La práctica de la cartografía digital ha demostrado la enorme superioridad de las nuevas tecnologías sobre los métodos manuales tradicionales:

——Reducir el proceso de publicación de mapas geológicos en color de 12 a 5;

-Mejorar significativamente la tasa de generación: para mapas nuevos, es de 3 a 5 veces más rápido que los métodos tradicionales, y para mapas revisados, es de 10 a 20 veces más rápido;

Reducir costos: en de media, se reduce en un tercio 1;

-Compartir datos: los datos digitales se pueden reutilizar.

Actualmente, la aplicación de este sistema está cada vez más extendida. Desde su lanzamiento a principios de 1993, se han instalado más de 700 juegos de este sistema en varias regiones del país (excepto el Tíbet y la provincia de Taiwán) y se han exportado a Corea del Norte. Cubriendo más de 20 campos de aplicación, no solo involucra campos geológicos como geología y minerales, petróleo y carbón, sino que también incluye transporte, ferrocarriles, planificación y gestión urbana, desastres y medio ambiente, turismo y otros campos. Se han generado miles de mapas geológicos en color utilizando este sistema. Incluyendo el primer lote de atlas nacionales producidos utilizando tecnología de mapeo digital, como el Atlas de uso de la tierra del distrito de Dalian Ganjingzi, el Atlas de suelos de la provincia de Hebei, el Atlas de carreteras nacionales, el Atlas geofísico y de geología regional marina de China, etc. 1: Se han completado 120.000 Atlas geofísico de China y Atlas de minerales de China. El "Atlas Geológico de China" está en producción.

Los perfiles geológicos de la provincia de Altai-Taiwán y Guangzhou-Balavin producidos para el Proyecto Internacional de Perfil Geológico Global de la Litosfera fueron bien recibidos por expertos nacionales y extranjeros en conferencias internacionales.

Se completó el "Plan Maestro Nacional de Uso de la Tierra", el "Mapa de Grados de Desertificación de la Sección China del Puente Continental Euroasiático", el "Mapa Nacional de Distribución de Recursos Hídricos Superficiales" y otros mapas de resultados de proyectos nacionales importantes; El 30º Congreso Geológico Internacional produjo el "Mapa de estructura de olas de China", el "Mapa geológico de mineralización no metálica de China" y el "Mapa hidrogeológico de Asia (sexta edición)" a escala 1:500.000. Entre ellos, el formato más grande son 9 mapas geológicos euroasiáticos ultraabiertos a escala 1:5 millones.

La aplicación de este sistema ha impulsado enormemente el progreso tecnológico en la edición y publicación de mapas en color. Se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos.

——En el modo de trabajo tradicional de topografía y cartografía, las tareas repentinas de topografía y cartografía se pueden completar a una velocidad inimaginable. La Tabla 2 son algunos ejemplos típicos.

Tabla 2 En tareas de dibujo repentinas, crea una alta velocidad que es inimaginable con los métodos tradicionales.

——Se ha logrado un gran avance al cambiar la forma tradicional de publicar mapas geológicos en color. La tecnología de cartografía digital se ha utilizado ampliamente en la cartografía geológica, especialmente en la producción de mapas de estudios geológicos regionales a escala 1:50.000. El estudio geológico regional es un trabajo geológico básico estratégico a largo plazo en mi país, y los mapas geológicos regionales son la principal manifestación de los resultados del trabajo. Hay cientos de mapas pendientes de publicación. Después de investigaciones y pruebas, el departamento competente decidió utilizar MAPCAD, estudió el flujo del proceso utilizando tecnología digital y creó una biblioteca de leyendas, patrones, líneas, símbolos y códigos de color. Actualmente se han elaborado al menos 100 mapas geológicos digitales.

La aplicación de nuevas tecnologías ha propiciado la formación de nuevas industrias. A finales de julio de 1996, más de 50 empresas utilizaban MAPCAD para producir diversos mapas digitales.

1.4 Las perspectivas de desarrollo y aplicación de los sistemas de información geográfica son prometedoras.

Es bien sabido que los SIG son una poderosa herramienta para los expertos en el campo de las ciencias de la tierra. Utilizando SIG, los expertos pueden integrar, gestionar y analizar eficazmente información geológica, geofísica, geoquímica, de teledetección y otra información geológica de múltiples fuentes para resolver diversos problemas geológicos.

La práctica del desarrollo y la aplicación de SIG en el país y en el extranjero nos ha hecho darnos cuenta claramente de los conocimientos únicos de los SIG para cambiar el modelo de trabajo tradicional de las geociencias y sus enormes perspectivas de aplicación. A principios de 1989, en un seminario sobre desarrollo y aplicación de tecnología gráfica celebrado por el Ministerio de Geología y Minas en Wuhan, los expertos en desarrollo y aplicación de tecnología gráfica del ministerio acordaron por unanimidad desarrollar un SIG con derechos de autor independientes. En junio de 1995, se desarrolló con éxito el software SIG MAPGIS. Sus principales características son las siguientes:

-Basado en Windows, desarrollado en lenguaje C, la interfaz de usuario es amigable y fácil de usar;

-Cuenta con métodos de entrada principales como escáner entrada y entrada del digitalizador, y puede aceptar datos de bases de datos como DBASE y Foxbase, tiene métodos completos de corrección de errores y errores;

——Funciones dinámicas de definición y edición de atributos intuitivas y prácticas y capacidades de gestión de atributos para datos multimedia y múltiples estructuras de datos;

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——El sistema de administración de bases de datos de mapas tiene poderosas capacidades de empalme, administración, visualización, itinerancia y recuperación entre mapas flexibles y convenientes, y puede administrar hasta miles de mapas;

-Utiliza datos vectoriales y La estructura de datos ráster, la información de las dos estructuras de datos se puede convertir y anidar con precisión de manera efectiva y conveniente;

——Tiene completo- Funciones destacadas y excelentes de análisis espacial, así como consultas de espacio topológico y capacidades de análisis de superposición de entidades tridimensionales;

-Proporciona una biblioteca de funciones de desarrollo, que puede facilitar el desarrollo secundario;

-Proporciona interactúa con ARC/INFO e INTERGRAPH;

- Tiene una función de salida de informes personalizada y flexible

- Tiene capacidades completas de controlador periférico y una interfaz PostScript en lenguaje de descripción de página estándar internacional; y puede generar mapas que cumplan con los requisitos de calidad de publicación de mapas.

Su aplicación preliminar demuestra en cierta medida el enorme potencial de mercado de este sistema.

Durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", los sistemas de información geocientífica tendrán un gran desarrollo.

2.1 Demanda

En el auge de la informatización global y el ritmo acelerado de informatización de la economía nacional de mi país, se han planteado nuevas demandas para el desarrollo de sistemas de información geocientífica.

-La Conferencia Nacional de Trabajo sobre Geología y Minerales de 1995 decidió implementar el proyecto de informatización de geología y minerales durante el período del Noveno Plan Quinquenal. El objetivo de este proyecto es básicamente lograr la informatización de los principales procesos del trabajo geológico y minero para el año 2000. Básicamente, popularizar la tecnología de la información electrónica en la exploración geológica, la gestión de minerales geológicos y la gestión de datos geológicos, construir una serie de sistemas de información centrales, aplicar ampliamente y centrarse en el desarrollo de una serie de herramientas asistidas por computadora, cultivar un nuevo equipo de trabajo geológico y mineral que sea familiar. con tecnología de la información electrónica, y Los métodos de trabajo, los métodos de gestión y la calidad de los resultados del trabajo sobre recursos geológicos y minerales se han llevado al nivel avanzado del mundo.

Promover la industrialización de logros tecnológicos con ventajas tecnológicas y perspectivas de mercado.

——El estudio geológico regional es el trabajo geológico básico estratégico a largo plazo de un país. Al final del estudio geológico regional nacional 1:50.000, se habían completado mapas 1:50.000, que cubrían un área de 14.000 km2, y alrededor de 3.250 mapas, que cubrían sólo el 1,4% del área nacional. Durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", se realizarán más de 800 tareas de topografía y cartografía.

——Para desarrollar y utilizar racionalmente los recursos de aguas subterráneas y reducir los desastres geológicos, el Ministerio de Geología y Recursos Minerales ha lanzado dos proyectos. Uno es llevar a cabo un desarrollo y utilización de 1:654,38 millones de recursos de aguas subterráneas. encuesta en 600 condados de todo el país; la otra es que en 17 provincias se llevaron a cabo 15.000 estudios de peligros geológicos.

——El Archivo Geológico Nacional conserva datos geológicos importantes de China desde este siglo, incluidos 85.000 informes geológicos de diversos tipos, que están apilados en 6 pisos y tienen 7.000 metros de largo. Algunos materiales se dañan seriamente debido al tiempo o a problemas de calidad del papel. Hasta ahora, el coste de arreglar estos informes ha sido cercano a los 20 millones de dólares. El uso de tecnología de almacenamiento en disco óptico es una forma razonable y factible de resolver este problema.

2.2 Principales proyectos de desarrollo

(1) Sistema de cartografía geológica regional 1: 50.000 asistido por ordenador

Sistema de cartografía geológica regional 1: 50.000 asistido por ordenador El objetivo El objetivo del proyecto es desarrollar un sistema de aplicación basado en tecnología 3S y establecer los flujos de trabajo correspondientes para realizar la informatización de todo el proceso de este trabajo geológico básico, desde la recopilación de datos de campo, la gestión de datos en interiores, el procesamiento integral de información y la salida de mapas geológicos en color. El proyecto ya ha comenzado su implementación.

(2) Estudio de recursos hídricos 1:654,38 millones asistido por computadora y sistema de estudio de desastres geológicos 1:500.000.

El objetivo de este proyecto es proporcionar herramientas de recopilación, gestión, análisis y evaluación de datos asistidos por ordenador para estas dos encuestas, y establecer los sistemas de información correspondientes.

(3) Sistema de evaluación de recursos minerales asistido por ordenador

La evaluación de recursos minerales es una tarea básica en el trabajo geológico y minero. El objetivo de este proyecto es desarrollar una herramienta auxiliar para los expertos en prospección que pueda promoverse y aplicarse en la práctica basándose en el sistema de información geográfica basado en herramientas, combinado con los métodos teóricos de evaluación de recursos minerales sólidos y utilizando el poderoso sistema de gestión de datos espaciales. y funciones de análisis del sistema de toma de decisiones.

(4) Sistema de gestión de exploración y desarrollo de minerales

La gestión de exploración y desarrollo de minerales es otra función básica del Ministerio de Geología y Recursos Minerales. Con el fin de fortalecer la gestión de la exploración de recursos minerales y promover la gestión científica de la exploración y el desarrollo geológico, el Ministerio de Geología y Recursos Minerales decidió implementar la gestión de bloques en estudios geológicos básicos, estudios geológicos de ingeniería, estudios geológicos ambientales y gestión de exploración de recursos minerales. , y en junio de 1995, estipuló que se introducirían métodos de división y numeración de bloques. Este proyecto es una ayuda informática para esta labor de gestión. Tiene las funciones de registro de bloques, resumen estadístico y consulta espacial, que pueden realizar la informatización de la gestión de exploración geológica y minera.

(5) Sistema de almacenamiento en CD de datos geológicos

Actualmente estamos estudiando la normativa y el software de gestión para la digitalización de informes geológicos y el ensayo de rutas técnicas específicas.

(6) Sistema de enseñanza asistido por multimedia

Debido a la complejidad de los objetos de investigación en geociencias, aunque el grado de investigación cuantitativa en este campo mejora constantemente, la mayoría de los campos todavía dependen de análisis cualitativo. La intuición es importante para expresar el proceso y los resultados de la investigación. Esto determina que la tecnología multimedia logrará grandes logros en el campo de las geociencias. Ya a principios de la década de 1990, el Servicio Geológico de los Estados Unidos comenzó a utilizar tecnología multimedia para mostrar sus resultados. Los dos proyectos son el sistema de enseñanza multimedia de gemología y el sistema de enseñanza multimedia de geología del petróleo e ingeniería de yacimientos.

2.3 Clave para lograr los objetivos anteriores

(1) Tecnología: GIS, GPS, RS, tecnología de recolección de datos de campo, tecnología multimedia, etc.

(2) Estandarización;

(3) Desarrollo de aplicaciones

(4) Capacitación

(5) Coordinación y gestión; .