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自然资源“一张图”体系下的地质矿产管理平台设计与实现

2023-12-22 65 上传者：管理员

摘要：在建设自然资源“一张图”的大背景下，很多城市地质矿产信息化建设程度不足，导致在“一张图”建设体系中，缺乏地质矿产方面的内容。本文利用先进的技术，对地质矿产信息化管理进行了需求分析，构建了地质矿产数据库，搭建了地质矿产信息管理平台，实现了地质矿产成果展示管理、地质灾害管理、压覆重要矿产分析以及地质矿山资料管理等功能，并将平台接入“一张图”建设体系，为建设项目用地预审业务办理提供服务，对深入自然资源融合管理具有重大意义。

关键词：
“一张图”
信息平台
地质
地质矿产
自然资源
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地质矿产是自然资源的重要组成部分，地质是指地球的成分构造和土壤的质地；矿产泛指一切埋藏在地下，可供人类利用的天然矿物或岩石资源[1]。《自然资源部信息化建设总体方案》提出：立足已有基础，统筹整合土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息的信息化资源，运用新一代信息技术，通过完善、优化和创新，建设自然资源“一张图”,但目前地质矿产信息化建设严重不足，大量地质矿产数据还采用纸质人工管理，即便搭建了系统也主要为了满足地质档案馆的数字化要求，未实现网络服务和自然资源管理融合[2]。因此，利用现有的先进技术，提高地质矿产信息化水平，推动自然资源“一张图”进一步发展，是构建自然资源统一规划管理的新型智慧城市建设的重要条件[3]。本文首先对地质矿产信息化需求进行调研；其次，依据地质矿产数据标准规范，对地质矿产数据进行统一的、标准化的收集、整合、处理、入库和共享，构建地质矿产数据库；第三，搭建地质矿产信息管理平台，实现相应的业务功能；第四，将平台接入自然资源“一张图”系统建设中，并与土地资源审批业务关联，实现业务上的一体化办理，对深入自然资源融合管理具有重大意义。

1、需求分析

1.1 地质矿产数据管理规范化需求

地质矿产数据涉及多个部门，管理分散，数据标准和空间标准不一致，具有海量、多源、类型多样以及多维等特点。借助“一张图”系统中已完成的土地资源数据整合、入库和共享标准规范，构建统一标准的地质矿产数据标准体系，从而实现地质矿产成果数字化、信息服务共享和交换规范化[4]。

1.2 地质矿产业务管理需求

在自然资源“一张图”系统建设体系下，地质矿产业务管理需求与土地资源用地预审阶段的需求相关联，实现在“一张图”上地质矿产与土地资源业务一体化协同管理，即在用地预审阶段业务活动包含地质灾害评估分析、压覆矿查询报告等。地质矿产业务管理需求包括地质灾害业务管理需求和矿产资源业务管理需求。地质灾害业务管理需求包含对市区地质灾害评估单位和评估资质管理、建设项目灾害级别评估核定管理及地质灾害特征点和隐患点管理；矿产资源业务管理需求是对各矿产、地质勘察单位汇交的矿产资源信息化管理，包括矿产资源储备管理、矿产权可视化管理及压覆矿审批业务管理。

2、总体设计

2.1 建设内容

根据对平台需求分析的梳理，平台的建设内容包括3个方面：一是构建符合自然资源“一张图”管理的地质矿产数据管理标准规范。通过对地质矿产档案管理规范、地质矿产档案汇交规范、土地资源数据整合、入库和共享标准规范的深入研究，总结制定符合需求的标准规范，从而实现地质矿产资料信息化管理，为其他城市开展地质矿产资料管理提供参考。二是构建地质矿产数据库。在地质矿产管理标准规范的指导下，研究并设计数据库组织模型，实现地质矿产资料的收集、汇交、整合、处理、入库和共享，满足自然资源“一张图”系统对地质矿产数据的统一管理。三是搭建地质矿产信息管理平台。通过对平台进行框架和功能设计，利用地理信息系统(Geographic Information System, GIS)、云计算等技术，开发地质矿产信息管理平台，实现地质矿产数据资源展示、地质灾害评估核定及压覆矿审批业务管理等功能，并接入自然资源“一张图”系统中，服务于建设用地预审业务，有效遏制了矿产资源违法开采等行为，提高了自然资源部门对地质矿产数据的管理水平。

2.2 框架设计

为实现地质矿产资源的信息化、科学化管理，需统筹兼顾，对地质矿产数据统一、标准化处理后，建立融合基础地理信息、地质矿产数据、多媒体等多源集成数据库，并利用先进技术，搭建地质矿产信息管理平台，实现地质矿产业务管理和地质矿产资料服务共享，并接入自然资源“一张图”系统，为自然资源融合管理提供服务。平台基于面向服务架构(Service-Oriented Architecture, SOA),采用浏览器/服务器模式(Browser/Server, B/S)开发，框架设计包括6部分内容：基础设施层、数据层、服务层、应用层、用户层以及标准规范和信息安全体系[5]。平台框架设计如图1所示。

图1 框架设计示意图

基础设施层是平台实现的物理基础，包括硬件、软件和网络，如服务器设备、存储设备、GIS软件、数据库软件、自然资源云及电子政务外网等；数据层是通过对多源异构数据的整理，在统一的空间基准下，对数据进行标准化处理，构建地质矿产数据库，并可以将数据发布成服务或者制作成专题图应用；服务层是在开放地理空间信息联盟(Open Geospatial Consortium, OGC)标准下为平台提供功能和数据服务，包括政务服务和公共服务，政务服务有地质矿产业务办理服务、资料管理服务、地质环境监测服务等。公共服务有地图服务、数据服务、空间查询、空间统计等；应用层是为用户提供功能使用的窗口。通过平台，实现对地质矿产资源展示、地质灾害管理、压覆矿分析、地质资料档案管理等，并与自然资源“一张图”系统对接，为自然资源审批业务提供服务；用户层是平台使用部门，有自然资源部门、地质档案馆、地质部门、政府其他部门以及建设公司等；两侧是保障平台稳定运行的标准规范、信息安全保障体系以及运维保障体系。

3、数据库设计

3.1 建设内容

地质矿产数据库包括基础地理信息数据、地质数据、矿产资源数据、多媒体数据以及元数据等。其中基础地理信息数据包括地形图、影像、行政区划、地理实体等数据；地质数据包括基础地质调查规划图、地质灾害点分布、地质灾害防治规划、地质灾害危险性评估及地质灾害监测等数据；矿产资源数据包括矿产资源分布、矿产资源开发利用现状、矿产资源开采分区、矿产资源开采规划、采矿权登记、矿产资源潜力评价、矿产资源监测、矿业权核查及建设用地压覆矿等数据[6];多媒体数据包括在地质矿产工作过程中采集、记录和制作的各种文档、音频、图片及视频等数据；元数据是各类数据的描述信息，包括基础地理元数据、地质元数据、矿产资源元数据及用户管理元数据等。地质矿产数据库建设内容如图2所示。

图2 地质矿产数据库建设内容示意图

3.2 数据处理和建库

在自然资源统一规划和管理的背景下，利用多源异构数据融合管理方法对地质矿产数据进行梳理、处理和建库，建立合理的地质矿产数据框架，解决原有数据版本混乱、标准不一致、数字化低等问题。多源异构数据融合建库流程如图3所示。具体包括3个步骤：数据分析梳理、数据标准化处理及数据入库。数据分析梳理是对地质矿产数据资源规划和整合、数据库设计等相关规范进行梳理，明确数据处理建库中的内容、重点和难点，理解相关标准规范的技术要求；数据标准化处理是根据标准规范对需加工的数据进行整理和处理，主要操作有数据格式转换、坐标转换、统一数据结构和编码、数据属性完善及元数据采集等；数据入库是对处理好的数据进行质检，确保数据无误后，建立索引、数据字典，并利用FME软件执行数据入库模板，将成果导入数据库中。

图3 多源异构数据融合建库流程示意图

4、平台实现

为了更好地管理地质矿产资源和与其他系统对接集成，平台采用模型—视图—控制器( Model View Controller, MVC) 设计，以Eclipse 平台作为开发平台，采用Java、JavaScript语言[7]。GIS相关功能开发采用ArcGIS Server以及ArcGIS API for Java Script。平台包括五大核心功能：地质矿产资源展示、地质灾害管理、矿产资源管理、档案管理及平台对接管理。平台功能结构如图4所示。

图4 平台功能结构示意图

4.1 地质矿产资源展示

地质矿产资源展示实现了在统一的参考系下，以大比例尺地形图、影像图作为底图，叠加地质矿产专题数据进行二维图文一体化展示，通过地图，可以直观地查看到地质灾害隐患分布、矿产资源分布等信息。地质矿产资源展示主要功能有地图基本操作、图层控制、空间查询和空间统计。地图基本操作是对地图的通用操作，包括平移、全图、放大、缩小、量算及收藏等[8];图层控制是对地质矿产数据库发布的数据图层展示方面的管理，可以通过上一层、下一层等控制数据图层的叠加顺序，还可以设置透明度，实现数据对比；空间查询实现模糊查询，只需输入概要地质矿产点名称，便可以快速在地图上定位和高亮显示，除此之外，还可以进行行政区划和自定义查询。空间统计包括一般统计和高级统计。一般统计按照名称、行政区划或者自定义统计，高级统计可以根据地质矿产资料的属性信息组合进行统计，统计结果以图表形式展示，还可以导出统计报表[9]。

4.2 地质灾害管理

地质灾害管理包括地质灾害基本信息管理和地质灾害评估管理。地质灾害基本信息管理实现了对地质灾害的评估单位名录、评估合同资质备案、隐患点及群测群防等信息的管理，主要包括对信息的浏览、增加、修改、删除及保存等，便于自然资源管理人员对地质信息、单位全面掌控，从而更好地服务于地质灾害的治理工作；地质灾害评估管理包括评估级别核定和评估查询。评估级别核定是对城市的建设项目进行地质灾害评级，生成地质灾害评估核定分析报告，服务于工程建设项目用地预审阶段审批工作。具体流程如下：一是建设单位在平台上申请地质灾害评估核定分析任务，并填写相关资料，如建设单位信息、建设项目范围线等；二是自然资源相关部门进行审批，审批通过，利用平台进行合规性分析；三是分析建设项目的范围线和地质灾害复杂程度图层重叠区域，根据“地质复杂程度”和“建筑项目重要程度”值大小，判断地质灾害评定级别；四是生成地质灾害评估核定分析报告，提供给建设单位。地质灾害评估级别核定流程如图5所示。

图5 地质灾害评估级别核定流程示意图

4.3 矿产资源管理

矿产资源管理包括矿业权管理和压覆矿产管理。矿业权管理是平台上实现采矿权现状、探矿权现状、矿产资源储量、采矿权登记等信息展示、查询、统计、编辑、更新及报表生成；压覆矿产管理是对城市的建设项目进行压覆矿分析，生成压覆矿查询报告，服务于工程建设项目用地预审阶段审批工作。具体流程如下：一是由建设单位提交申请压覆矿产查询任务单，并提交建设项目的用地范围线。二是自然资源部门进行审批，审批通过后，进行分析，根据项目坐标范围和外扩安全保护距离与矿产资源分布范围进行空间位置叠加分析，分析其是否与上述图层存在重叠情况，并输出叠加分析成果。三是对没有叠加冲突的建设项目区域，自动生成压覆矿查询结果，并签发电子章。四是生成压覆矿查询报告，提供给建设单位。

4.4 地质矿产档案管理

地质矿产档案管理包括地质矿产资料汇交管理和共享管理。地质矿产资料汇交管理实现了地质灾害评估数据、地质工程勘察数据、矿产资源数据等资料的汇交，业务流程是自然资源地矿处人员接收资料档案后，在平台上发起资料汇交任务单，填写资料汇交任务单的相关信息，信息确认无误后，添加电子签章，并生成任务汇交处理单号，汇交工作完成。档案资料内容共享管理是将数字化的档案资料进行共享，实现在线查看地质矿产资料档案的目的。

4.5 平台对接管理

平台以面向服务架构为核心，基于OGC标准，建立了相应的数据和功能服务接口，提供地质矿产资源和功能的共享能力[10],实现与自然资源“一张图”系统、工程建设项目审批系统及档案管理系统的对接，从而让地质矿产管理更加融入自然资源管理体系中。

5、结束语

在建设自然资源“一张图”的大背景下，本文研究了地质矿产信息管理平台的建设，一是制定标准规范，对地质矿产资源信息进行梳理、整合及处理，构建了地质矿产数据库。二是立足于服务自然资源工程建设项目审批管理，开发地质矿产信息管理平台，一方面实现了地质矿产数据的“一张图”展示；另一方面，为工程建设项目用地预审工作提供地质灾害评估分析和压覆矿查询报告，对自然资源融合管理具有一体的参考意义。平台也存在一定的不足需要改进，如目前只实现地质矿产资料的利用和共享，缺乏关于地质资料知识内容的提取；平台仅实现地质矿产数据二维地图可视化展示，缺乏三维可视化展示。下一步，将在地质矿产资料深入挖掘、地质矿产数据三维可视化、自然资源审批等方面进一步完善，从而更好地为自然资源“一张图”的实际业务提供服务。

参考文献:

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[5]刘同文,潘宝玉,于广婷.基于电子政务云平台的地矿业务应用系统构建[J].北京测绘,2016,30(6):49-52.

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[8]崔海波.新时期政府整体性空间治理的理论与实践:以长沙市工程建设项目审批改革为例[J].规划师,2020,36(12):25-30,37.

[9]吴飞宇.基于 GIS 的“多规合一”信息平台构建与探讨[J].城市勘测,2019(1):29-32.

[10]余启义.厦门市自然资源一体化信息平台建设[J].北京测绘,2021,35(7):932-936.

文章来源:宋振华.自然资源“一张图”体系下的地质矿产管理平台设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2023,46(12):90-93+97.