中 国 地 质 大 学
资 源 信 息 系 统
第一章 绪论
资源信息系统China University of Geosciences
目 录
第二节 地矿数据处理与资源预测评价技术2
第一节 地矿勘查数据采集与管理技术31
第三节 地理信息系统 (GIS)技术3
第四节 地质信息科学概述4
资源信息系统China University of Geosciences
资源勘查、开发以及地球科学领域各专业的工作过程，
从本质上讲都是信息的获取、处理、解释和应用的过程。
从野外数据采集到室内数据综合整理、数据管理、数
据处理、图件编绘、成果分析与解释、资源预测与评价，
再到工作成果的保存、管理使用和出版印刷，甚至资源
勘查开发工作的科学管理与决策等等，无一不与信息技
术紧密相连。
资源点源信息系统就是信息技术在资源勘查与开发领
域的一种综合性应用系统。与资源信息系统相关的信息
技术，涉及计算机应用和信息系统领域的诸多分支学科，
近年来发展十分迅速，令人目不暇接。这里仅就其中几
个主要方面的发展作些简单介绍。
第一章 绪论
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资源数据管理技术主要包括数据采集技术、关
系数据库技术、空间数据库 (图形库 )技术和信息
发送服务技术。
这些技术既是开发和建造资源信息系统的基础，
也是资源勘查开发与地球科学领域中一切计算机
应用的基础。
第一节 资源勘查开发数据管理技术
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一、资源勘查开发数据采集技术
资源勘查与开发的数据采集工作自动化程度，是
资源领域计算机应用的瓶颈问题。
由于资源勘查与开发数据具有多源、多量、多类、
多维和多主题特征 (吴冲龙,1998)，其采集和输
入方式不可能划一，需要具体问题具体解决。
根据数据来源，资源勘查开发数据主要有七类：
地球物理勘探与遥感数据；地球化学勘探数据；
野外观测数据；室内化验测试数据；地形地物的
三角测量数据；综合整理与图件数据。
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1,地球物理勘探与遥感数据
?基本上都是用仪器进行测量和记录的，但大
致可分为 人工读数记录, 模拟自动记录 和 数字自
动记录 三种方式。
?西方先进国家的地球物理勘几乎全部实现了数
字化自动记录，并且直接采用微机控制和接收；
各种航空、航天遥感数据则一开始就是采用数字
化自动记录的。
?我国各资源勘查开发部门在航天航空遥感、航
空物探和地震勘探数据的采集方面，也已全部实
现了数字化自动采集，但地面电法、磁法和重力
数据的采集不少仍沿用传统的手工方法。
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2.室内化验测试数据
主要来自化学分析、同位素分析、岩矿鉴定和
各种物理性质测试，其中包括大量的地球化学
勘探数据。
西方先进国家已经对其中的多数实现了模拟自
动记录或数字自动记录，少数仍停留在人工记
录的水平上。
我国除科研院所、高等学校和省局一级实验室
或测试中心引进的国外大型仪器设备具有自动
记录功能外，多数实验室仍保持手工记录方式
和手工入机方式。
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3.野外观测数据
包括区域地质调查及矿产地质、水文地质、
工程地质勘查的露头、坑探、槽探、钻探和
矿井、采坑等观测编录数据。
国外 80年代在沿用传统笔记本记录方式的同
时，对采集内容进行了标准化、定量化和代
码化，并制定出标准化表格，在野外按表格
填写，回室内由人工键入计算机。对于那些
不需要计算机处理的描述性信息，在野外仍
然用文字记入笔记本，回室内也不输入机内，
只作为技术档案保留，以备查询。
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到了 90年代初期，人们开始广泛使用掌上
机采集数据，其采集内容也在 80年代标准化、定
量化和代码化的基础上，作了进一步改进。掌上
机具有体积小、重量轻、电池寿命长、携带方便
的特点，可以使用 Windows-CE 开发的专用
软件来 采集野外属性数据，还能够接受全球定位
系统 (GPS—— Global Position System) 导航
仪提供的空间数据。其缺点是功能低、容量小，
不能装载数据库系统 (DBS— Data Base
System) 和地理信息系统 (GIS— Geographic
Information System)，难以采用“多 S”结合与
集成技术。
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从近年来计算机技术的发展情况看，功能强劲
的便携机有可能取代掌上机而成为野外数据采集
的主要工具。
便携机又称为膝上机或笔记本电脑，其体积稍
大于掌上机而具有微型机的全部功能，甚至 达到
了高档 PC机的水平。
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(MH)
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表 1-1 几种袖珍型便携机的规格和性能指标
机 型 体 积 重 量 CPU主频 内存容量 硬盘容量 电池时间
(mm3) (g) (M Hz) (M Byte) (G Byte) (小时 /次 )
联想 M20系列 254× 192× 30 1400 333 64 4.0/6.0 3.0
紫光 Ⅱ 型 280× 173× 35 1600 233 32~64 3.2 2.0
伦飞 600系列 270× 240× 33 1900 333/366 64~196 4.3 2.5
宏基 330系列 289× 218× 23.5 1800 333 32/64~256 4.8 3.0
CASIO 系列 210× 132× 25 825/870 233 32/64~96 6.0/8.0 6.0
IBM TP240型 260× 202× 25 1350 400 32/64/128 12~22 3.4
康柏 A-M300 229× 264× 23 1360 333 64~128 6.4 2.0
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这些便携机都可以装载 DBS和 GIS，能够存
贮和处理 RS,GPS和 DEM数据，内置电池一次充
电的使用时间最多已经可以达到 6个钟头，因
此有可能在野外直接使用, 多 S”结合与集成
技术进行数据采集和图件修编。
与此同时，野外数字录像和数字照相技术在
发达的西方国家也开始得到广泛应用，所录的
影像信息可以直接输入计算机内。
地球信息科学与技术发展的必然趋势是：采
用“多 S”结合与集成化装备来补充传统的“老
三件 —— 铁锤、罗盘、放大镜”, 彻底改变
野外数据采集方式的落后面貌。
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相比之下，我国目前的资源勘查野外数据
采集现代化水平比较低，基本上保持传统方
式，与国外 80年代中期相似。
但这个问题近年来也已经引起有关部门的
重视，开始组织力量就数据采集内容的标准
化、定量化、代码化和自动化问题，进行科
学研究、技术攻关和应用试点。目前已取得
了许多重要进展，只要坚持不懈地努力，有
望迅速赶上国际先进水平。
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全开方式的属性数据采集模块
数据项齐备、自适应性强
术语代码标准、共享性突出
可以事先设置表参数，用来提示输入
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能满足不同地区, 不同时代, 不同类型露头点位和钻孔岩心的
属性数据采集 (地质现象描述 ),并且提供 实时 查询与检索功能
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可以对扫描图象进行快速的半自动矢量化作业
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4.地形地物的三角测量
三角测量 数据是资源勘查开发的空间定位数
据。资源勘查与开发所使用的地形图，通常是
测绘部门提供的。
某些区域例如矿区、勘查区、工程施工区的
大比例尺地形图，以及某些地质点、探槽、探
洞、钻孔、坑道、矿井的位置和高程数据和图
形，还是需要自己测量和绘制的。
以往测量数据的获取，在地面和井下 主要靠
肉眼仪器观测、读数和手工记录，在空中 主
要靠感光摄影和人工选点、转点、量测象片坐
标或模型坐标。
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当前，由于全球定位系统 (GPS)的引进，已经有
可能实现全部测绘数据采集的自动化。
GPS是美国国防部为了满足其军事部门对海、陆、
空高精度导航、定位和定时的需要而建立的一种卫
星定位与导航系统。
用 GPS同时测定三维坐标的方法，将测绘定位技
术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静
态扩展到动态，从事后处理扩展到实时 (准实 )定位
与导航，从而大大地拓宽了它的应用范围和在各行
各业中的作用。
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在空中，利用机载 GPS和 RS (Remote Sensing —
遥感 ),GIS,DPS(Dijitel Photograph System— 数
字摄影测量系统 ) 及 ES (Expert System— 专家系统 )
的集成化技术，可以实现全自动空中 三角测量；
在地面，利用手持 GPS导航仪和误差校正 仪 (差分
仪 )配合，也可以自动获取高精度的位置 (水平误差
cm级 )和高程数据 (垂直误差 dm级 )。但如果仅采用手
持 GPS导航仪单机游走方式，则水平和垂直误差在
30m 左右，而且漂移方向带有显著的随机性，目前
只能满足小比例尺的资源调查工作需要，暂时不能满
足大比例尺资源调查和开发的需要。
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5.各种勘查资料的综合整理
是获取数据的重要渠道。综合整理包括原始资
料的分类归并、分析套合、数据融合、数据转换、
计算处理和图件编绘，等等。
综合整理也有手工方式、人机交互方式和全自
动方式之分。一般地说，除了图件之外，采用各
种方式整理得到的数据，通常仍用同种方式记录
保存或输入计算机内保存。
图件是资源勘查与研究成果的主要载体。采用
机助编绘或计算机全自动编绘的图件，其数据可
直接转存到图形库中，不存在采集和入库问题；
采用手工编绘的图件，特别是以前的旧图件，数
据输入计算机较为麻烦。
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能否准确、迅速而方便地采集旧有资源勘查
与开发图件及公用地理底图的图形数据，是实现图
件计算机管理和计算机辅助编绘的关键环节。
目前国内外均采用手扶跟踪矢量数字化方式或自
动扫描栅格数字化方式，或自动扫描栅格数字化加
屏幕矢量化方式，来实现这些图形数据的采集。
第一种方式效率太低；第二种方式仅适合于遥感
影象图、照片和分版单色地图；第三种方式可用于
处理其它复杂图件，例如区域地质图和某些地面和
井下专项地质图，但输入后的处理工作很繁杂。
因此，图形数据采集技术有待进一步解决。
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二、资源数据库与图形库技术
数据库 (Data-Base)是实现有组织地、
动态地存储大量关联数据、方便多用户访
问的计算机软硬件资源所组成的系统。
它具有数据充分共享、支持交叉访问
以及应用程序高度独立的特点，不仅能够
有效地存贮、管理和检索数据，而且能够
辅助各种实际系统的建模和模拟。
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建库的必要性
?在资源勘查开发过程中所获取的数据资料具有长
期、反复使用的价值，因而有长期保存的必要；
?这些数据在获取时的代价昂贵，又适用于不同勘
查开发目的、对象和阶段，因而又有共享的必要。
?这两种必要性的存在，使得资源勘查开发数据和
图件资料成为国家的宝贵财富，需要采用计算机技
术加以妥善管理。
?因此，资源数据库和图形库的建设不但成为资源
信息系统的核心问题，而且成为资源工作信息化工
程的核心问题，受到各国政府部门和勘查开发单位
的极大重视 (Johnson et al,1991)。
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在美国，联邦地调所 (USGS)从六十年代起投入了
巨大的人力、物力和财力，经过 30多年，先后建立
了 1500多个重要数据库，例如美国资源库、全国煤
炭数据库、全国水文数据存储检索系统、海洋地质
数据库、地球化学与岩石学分析数据库等等。
在这些数据库中存放了全美国数万个矿床和矿点
信息、数十万处钻孔和野外露头的观测数据。 USGS
还建立了全国数字制图数据库 (NDCDB)，存入了全
美国数万幅简化地理底图。
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英国地调所 (BGS) 也先后建立了陆地钻孔数
据库、水文钻孔数据库、全国重力库、全国地
球化学库、石油数据库、近海研究数据库、世
界矿山数据库、工业矿产评价库、世界矿产品
年度生产情况库、世界地磁数据库、地震灾害
数据库、矿产地质索引库等等。
其中，海洋数据库也存贮了数百个海上钻孔
数据和几十万 km 的地震测线数据。英国国家测
绘局还将 1/1250,1/2500和 1/10000的地形图
30000余幅，全部数字化输入计算机内，向全社
会提供商品化服务 (David,1990)。
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澳大利亚数据库建设比美国和英国稍迟几年，但经过 20多
年的努力，已建成可供实际应用的重要数据库数百个。
其中可以直接给用户提供数据的国家级库有：国家石油勘
探数据索引、石油储量数据库、石油 生油岩数据库、石油
地层数据库、孔隙度和渗透率数据库、岩心和切片实验数据
库、矿产数据库、国家重力数据库、航空磁测和ｒ测量数据
库、全球地震观测数据库、有关地下水的钻孔地层数据库、
水文地质数据库、水文测井数据库、全澳地学填图数据库、
岩石地球化学数据库、同位素地质年代数据库、风化层地形
图库、构造地质数据库、全澳地层数据库和地学图件库等等。
澳大利亚新南威尔士洲国土部土地信息中心也建成了地籍
管理数据库、地名数据库、人口调查数据库、地理底图数据
库和土地评价数据库，等等。
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我国资源数据库与图形库建设起步较晚，目前
仍处于初级阶段。
原地质矿产部曾于 1986年对全国资源信息系统
的建设作出了规划，将目标定为,到 2000年基
本上实现主要地矿成果资料的存储、管理和使用
的计算机化，大幅度降低地质报告和地质成果图
存放、修复费用，提高资料的利用率和可信度，
利用计算机系统功能，节省查找和翻阅资料的时
间，更有效地发挥以往地矿成果的作用”。
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根据总体方案，该系统共包括 12个子系统,77
个国家级数据库和若干个模型库、方法库。
由地质矿产部信息研究院牵头，各司局、省局
和有关单位参与，经过 15年的努力，已经建成
各种综合数据库和基础数据库数以百计。
据统计，至 1995年底为止，单是地矿部正式投
入运行并且可以提供用户查询检索的地矿数据库，
就有 10大类 189 个。
其内容几乎涉及资源勘查工作及其管理的各个
方面，其分布几乎遍及全国各省局、勘查单位、
科研院所和大专院校。
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? 按专业内容分类，建库情况大致如下：
(1) 固体矿产勘查类：矿点 (矿床 ) 数据库,1
／ 20万区调数据库，侵入岩地质数据库，地层
数据库,钻孔地质数据库，同位素地质年龄数
据库和测绘成果数据库等；
(2) 物化探类：物探化探异常数据库,1／ 20
万化探数据库,重力数据库，航磁数据库，电
测深数据库等；
(3) 水、工、环类：地下水动态数据库，地下
水钻孔数据库，地下水资源数据库,地质灾害
数据库；
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(4) 石油海洋地质类：石油钻井数据库,石油
地震勘探数据库，海洋重磁数据库，测井数据
库，油气盆地资源量数据库、石油钻井工程数
据库等；
(5) 地质工作管理类：矿产储量数据库，勘查
登记、采矿登记、矿产资源开发利用监督管理
数据库，职工队伍数据库,1/5万项目数据库，
勘查项目数据库,设 备管理库等；
(6) 专项数据库类：金矿地质数据库，铂矿地
质数据库，稀有稀土矿床数据库，三峡工程地
质数据库，桂林岩溶水文地质数据库等；
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(7)学科方法工具类：矿物学数据库，火山
岩岩石学数据库，金刚石指示矿物数据库，新生
代浮游有孔虫数据库等；
(8)数字地图类：华北 1／ 20万简化地理图数
据库,1／ 50万简化地理图库,1／ 20万矿管用地
理底库图等；
(9)资料文献类：中文地学文献检索系统，西
文地学文献检索系统，地质资料目录检索系统和
图书资料查询系统等；
(10) 其他类：数据库查询系统等。
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石油天然气总公司、煤炭部、冶金
部、核工业部地质局、有色金属总公司和
水利部等部门，也都分别于 80年代中后期
作出了相应的近期和长远的发展规划，并
且分别开发了大量专业数据库和点源数据
库。例如煤炭部已经建成了全国煤质数据
库，开发了勘查区点源数据库，并且正在
建设全国煤炭资源数据库；水利部建立了
南水北调中线工程地质勘查数据库系统，
等等。
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随着, 数字地球, 概念的提出和, 数字中
国,,, 数字区域, 和, 数字城市, 工程的实
施，为了充分实现空间信息共享，国家信息中
心九五期间就开始了基于网络的分布式空间信
息系统研究，在信息共享标准、共享政策、模
式、软件平台等方面做了大量工作，初步完成
空间对象数据库管理系统的模型设计。
还开发了支持空间元数据网络系统的空间元
数据编辑器、空间元数据服务器管理系统软件，
提出了空间信息共享平台系统模型，设计了系
统的总体结构框架，研制了支持 SDE的空间信
息共享平台。
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迄今为止，已经完成了空间信息共享网络技术系统的
技术原型，形成试验运行的空间信息交换网络应用系统，
初步建成国家公用基础地理信息平台，建立了 10个可供分
布式网络共享的空间信息系统及其空间元数据库群。
包括全国土地、水、森林、海洋、矿产资源和地区经济等
6个全国资源综合数据库,1个省级资源环境与社会经济示
范数据库 (海南 )，全国基础地理数据库 (1:400万,1:100万、
1:25万基础地理数据库和 1:50万全国地理底图数据库、
1∶100 万和 1∶50 万海洋基础地理信息系统 )、全国遥感资
源环境综合数据库和 NREDIS综合数据库。
该信息系统及其空间元数据库群提供空间元数据查询检索、
空间数据浏览、空间数据在线格式转换等服务，并在 1998
年农情和洪涝灾情遥感速报中发挥了显著的成效。
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总的看来，我国的资源数据库建
设仍处于初级阶段，数据环境基本上属于
应用数据库范围，这类数据库的建设方式
大多数是简单地利用现成的商业化软件来
装载数据，较少做高层次的二次开发；在
资源图件库方面的工作也缺乏统一的部署
和管理，不但未严格遵循统一的规格和标
准，重复采集数据的现象也十分严重。整
体上离形成资源信息产业还有很大差距。
尽管如此，许多数据库的应用都已经取得
明显的经济效益和社会效益。
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为了解决上述问题，有关部门一方面组织技术
攻关和软件开发，一方面抓紧法规和标准的制定。
全国地质矿产标准委员会与各地矿部门经过共同努
力，至“九五”末共制定了：
国家标准 1种,即, 地质矿产术语分类代码, ；
行业标准 8种,其中包括：, 地质钻孔 (井 )基本数据文件
格式,,, 石油钻井地质数据文件格式,,, 水文地质
数据文件格式,,, 煤田地质钻孔数据文件格式,,
,固体矿产钻孔地质数据文件格式,,, 固体矿产矿点
(床 )地质数据文件格式,,, 地下水资源数据文件格
式,,, 物探化探异常数据文件格式, 。
另外还有一些行业标准也正在制定之中。这些标准，将
成为规范我国资源勘探开发数据库建设的重要依据。
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从规模与分布特征上看，目前国际上的资源
勘查开发数据库和图形库有两个并行的发展方向，
一 个是大型集中式方向，一个是微型分布式方向。
西方诸国早期所建立的全国规模信息系统，以及
我国已建立的各种全国规模的数据库，基本上都是
大型集中式的。
现行的大型集中式数据库基本上都建立在巨型和
大、中型机上，其优点是数据专业化程度高、分类
清楚、内容简洁，便于集中管理，有利于支持上级
机构和政府部门的决策；缺点是专业划分过细，不
便于各地使用，难于组织、容纳繁多的数据类别和
复杂的数据结构，更难于应付勘查、开发和科研中
日益增多的信息处理需求。
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近年来，随着高容量、高速度、
低价格的微机和工作站大量涌现，分布
式数据库和图形库系统受到普遍的重视，
特别是网络技术的发展和信息高速公路
的建成，使分散于各地的计算机资源和
信息资源的管理、交叉访问及远距离传
输成为可能，分布式数据库和图形库系
统的发展前景更得到普遍承认。
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数据库的另一个重要发展方向是与信息
处理相结合。当前评价一个资源数据库系
统的功能，不仅看其数据存取效率和方便
程度，而且看其能否具有效地支持各种复
杂的数据处理、图件编绘、过程模拟和评
价决策系统的运行。
数据银行的出现和在石油天然气勘探领域
的应用，代表了这一发展方向的一个侧面；
而地理信息系统 (GIS)的引进和在各种资
源勘查开发领域的广泛应用，则代表了这
一发展方向的当前主流。
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GIS 不仅将属性数据库与空间数
据库结合起来，而且将数据库技术与
CAD (Computer Aided Design—— 计
算机辅助设计 ) 技术结合起来,改变了
以往的图形库以单纯存贮图形 (位图 )为
主的状况，使图形要素与其空间位置、
拓扑关系和属性数据并行存贮与管理,
在实现地质调查和资源勘查、开发图件
信息的空间分析方面了迈开了重要的一
步。
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实现资源勘查开发信息的远距离传输和社会化服务，是资源
勘查工作信息化的重要目标之一。
欧美发达国家的资源勘查开发资料传输，主要通过通讯卫星、
微波和数字通讯网络，其中数字通讯网络的应用最为普遍。数
字通讯网络 是由计算机、光缆和中继装置组成的现代化信息传
输网络，通常有局域网络和广域网络之分，广域网络又可再分
为地区网络 (短程网络 )和国家网络 (远程网络 )之分。
网络之间的互联，便构成全国性和全球性互联网络 ——
Internet。 它包含有通过一组通用协议 (TCP/IP) 和工具连接
在一起的成千上万个网络，因而可以看成是全世界最大的计算
机网络。
三、数字通讯网络技术与信息传输
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Internet 把全世界的企业、个人、研究
机构、学校、医院、新闻单位、政府部门，
甚至一些竞争性商用网络连接在一起，实
际上已经成为个人、政府、企业、研究和
教育机构极其重要的数据通信息工具。
Internet允许用户通过 ftp (文件传送协
议 )交换文件和信息，存取大量的数据、
程序、图形、图像和其他资源，可以大大
地增强各地人员之间的研讨与协作。
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美国地调所 (USGS)于 1985年建立了全
国范围的远程通讯网络 Geonet，通过这
个网络将 USGS 分布在各地的多个局部
网络和多个计算机系统连接起来，并实现
了声音与数据同时传输的功能。
各个局部网络允许使用不同的网络技术
与传输速率以满足不同用户的需要，并在
本地区或单位内部共享资源和信息。
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在网络上运行的应用程序包括计算机图形系统、
数据管理系统、统计分析系统和数据输入系统等。
Geonet 还负责整个美国内务部的远程通讯，
它将 USGS的数据库系统与渔业、野生动物保
护单位、国家公园管理局、矿产资源局、矿业局
和土地管理办公室等的数据库系统相联接。
该网络的使用率每月达数千人次，发生数十万
次计算机对话，传输约数十亿个字符的数据。
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从 1988年起,USGS的 Geonet与全美网络和国
际网络联结，进一步实现了与 1500所美国及
其它国家的研究中心通讯，同时可以方便地使
用联络于网络上的国家超级计算机资源。
澳大利亚地质调查所 (AGSO)根据不同的机型
和不同需求采用不同的通讯网络，其中,PC机
用 Novell网、苹果机用 Applelk网,VAX小型
机用 Decnet网，设置多路转换器、中继器和桥，
并通过以太网和 TCP／ IP协议将这些网络连接
起来，共享数据资源和软件资源。
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澳大利亚地 调局 (AGSO)还安装了既能通话又能
传输数据的专用自动交换机，还与国际互连网络
Internet 联结，用户可以随时从全国各地和世
界各地提取所需要的信息。
大量的数据库通过网络向广大用户提供信息服
务，不但推动了资源勘查工作的发展，还促成了
一个崭新的资源信息产业的形成。在西方经济发
达的国家中，各种资源数据和图件资料均已商业
化，走向了市场，通过社会化服务取得了显著的
经济效益。
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我国各行业、各部门、各单位都在加紧建
立自己的局域网络、地区网络、国家网络以及国
际互联网络 (Internet)。
至 2000 年 7月，互联网络已经遍及全国各省、
市、区，有 1000 多万台微型计算机与之联结，
2650人利用该网络查询、检索信息，与外界交换
信息。
我国国土资源部门的信息网络建设也已经起步,
多数信息的传输正在从主要依靠邮寄磁介质
(软盘、磁带 ) 转向主要依靠信息网络。
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预计随着信息高速公路建设的发展，不
久的将来在全部中小城市和东部发达地区
的农村，都可以普及应用国际互联网络。
国土资源勘查与管理机构，如果能够充分
利用 Internet 的相关功能，来传输资源勘查
数据、发布有关信息、监测资源与环境的
动态变化、研究资源的管理问题和制定有
的关管理与开发决策方案，将会获得显著
的社会效益和经济效益。
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当然，使用 Internet进行远距离的
资源信息传输，需要针对一系列国家机
密和经济信息采取有效的安全措施问题。
总之,随着国家信息高速公路和通讯网
络建设的加速进行，信息传输技术将会
有一个大的发展，我国资源勘查与开发
信息传输方式落后的面貌有望迅速改观。
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The end
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第一章 绪论
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从本质上讲都是信息的获取、处理、解释和应用的过程。
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再到工作成果的保存、管理使用和出版印刷，甚至资源
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系数据库技术、空间数据库 (图形库 )技术和信息
发送服务技术。
这些技术既是开发和建造资源信息系统的基础，
也是资源勘查开发与地球科学领域中一切计算机
应用的基础。
第一节 资源勘查开发数据管理技术
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一、资源勘查开发数据采集技术
资源勘查与开发的数据采集工作自动化程度，是
资源领域计算机应用的瓶颈问题。
由于资源勘查与开发数据具有多源、多量、多类、
多维和多主题特征 (吴冲龙,1998)，其采集和输
入方式不可能划一，需要具体问题具体解决。
根据数据来源，资源勘查开发数据主要有七类：
地球物理勘探与遥感数据；地球化学勘探数据；
野外观测数据；室内化验测试数据；地形地物的
三角测量数据；综合整理与图件数据。
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1,地球物理勘探与遥感数据
?基本上都是用仪器进行测量和记录的，但大
致可分为 人工读数记录, 模拟自动记录 和 数字自
动记录 三种方式。
?西方先进国家的地球物理勘几乎全部实现了数
字化自动记录，并且直接采用微机控制和接收；
各种航空、航天遥感数据则一开始就是采用数字
化自动记录的。
?我国各资源勘查开发部门在航天航空遥感、航
空物探和地震勘探数据的采集方面，也已全部实
现了数字化自动采集，但地面电法、磁法和重力
数据的采集不少仍沿用传统的手工方法。
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2.室内化验测试数据
主要来自化学分析、同位素分析、岩矿鉴定和
各种物理性质测试，其中包括大量的地球化学
勘探数据。
西方先进国家已经对其中的多数实现了模拟自
动记录或数字自动记录，少数仍停留在人工记
录的水平上。
我国除科研院所、高等学校和省局一级实验室
或测试中心引进的国外大型仪器设备具有自动
记录功能外，多数实验室仍保持手工记录方式
和手工入机方式。
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3.野外观测数据
包括区域地质调查及矿产地质、水文地质、
工程地质勘查的露头、坑探、槽探、钻探和
矿井、采坑等观测编录数据。
国外 80年代在沿用传统笔记本记录方式的同
时，对采集内容进行了标准化、定量化和代
码化，并制定出标准化表格，在野外按表格
填写，回室内由人工键入计算机。对于那些
不需要计算机处理的描述性信息，在野外仍
然用文字记入笔记本，回室内也不输入机内，
只作为技术档案保留，以备查询。
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到了 90年代初期，人们开始广泛使用掌上
机采集数据，其采集内容也在 80年代标准化、定
量化和代码化的基础上，作了进一步改进。掌上
机具有体积小、重量轻、电池寿命长、携带方便
的特点，可以使用 Windows-CE 开发的专用
软件来 采集野外属性数据，还能够接受全球定位
系统 (GPS—— Global Position System) 导航
仪提供的空间数据。其缺点是功能低、容量小，
不能装载数据库系统 (DBS— Data Base
System) 和地理信息系统 (GIS— Geographic
Information System)，难以采用“多 S”结合与
集成技术。
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从近年来计算机技术的发展情况看，功能强劲
的便携机有可能取代掌上机而成为野外数据采集
的主要工具。
便携机又称为膝上机或笔记本电脑，其体积稍
大于掌上机而具有微型机的全部功能，甚至 达到
了高档 PC机的水平。
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(MH)
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表 1-1 几种袖珍型便携机的规格和性能指标
机 型 体 积 重 量 CPU主频 内存容量 硬盘容量 电池时间
(mm3) (g) (M Hz) (M Byte) (G Byte) (小时 /次 )
联想 M20系列 254× 192× 30 1400 333 64 4.0/6.0 3.0
紫光 Ⅱ 型 280× 173× 35 1600 233 32~64 3.2 2.0
伦飞 600系列 270× 240× 33 1900 333/366 64~196 4.3 2.5
宏基 330系列 289× 218× 23.5 1800 333 32/64~256 4.8 3.0
CASIO 系列 210× 132× 25 825/870 233 32/64~96 6.0/8.0 6.0
IBM TP240型 260× 202× 25 1350 400 32/64/128 12~22 3.4
康柏 A-M300 229× 264× 23 1360 333 64~128 6.4 2.0
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这些便携机都可以装载 DBS和 GIS，能够存
贮和处理 RS,GPS和 DEM数据，内置电池一次充
电的使用时间最多已经可以达到 6个钟头，因
此有可能在野外直接使用, 多 S”结合与集成
技术进行数据采集和图件修编。
与此同时，野外数字录像和数字照相技术在
发达的西方国家也开始得到广泛应用，所录的
影像信息可以直接输入计算机内。
地球信息科学与技术发展的必然趋势是：采
用“多 S”结合与集成化装备来补充传统的“老
三件 —— 铁锤、罗盘、放大镜”, 彻底改变
野外数据采集方式的落后面貌。
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相比之下，我国目前的资源勘查野外数据
采集现代化水平比较低，基本上保持传统方
式，与国外 80年代中期相似。
但这个问题近年来也已经引起有关部门的
重视，开始组织力量就数据采集内容的标准
化、定量化、代码化和自动化问题，进行科
学研究、技术攻关和应用试点。目前已取得
了许多重要进展，只要坚持不懈地努力，有
望迅速赶上国际先进水平。
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全开方式的属性数据采集模块
数据项齐备、自适应性强
术语代码标准、共享性突出
可以事先设置表参数，用来提示输入
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能满足不同地区, 不同时代, 不同类型露头点位和钻孔岩心的
属性数据采集 (地质现象描述 ),并且提供 实时 查询与检索功能
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可以对扫描图象进行快速的半自动矢量化作业
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4.地形地物的三角测量
三角测量 数据是资源勘查开发的空间定位数
据。资源勘查与开发所使用的地形图，通常是
测绘部门提供的。
某些区域例如矿区、勘查区、工程施工区的
大比例尺地形图，以及某些地质点、探槽、探
洞、钻孔、坑道、矿井的位置和高程数据和图
形，还是需要自己测量和绘制的。
以往测量数据的获取，在地面和井下 主要靠
肉眼仪器观测、读数和手工记录，在空中 主
要靠感光摄影和人工选点、转点、量测象片坐
标或模型坐标。
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当前，由于全球定位系统 (GPS)的引进，已经有
可能实现全部测绘数据采集的自动化。
GPS是美国国防部为了满足其军事部门对海、陆、
空高精度导航、定位和定时的需要而建立的一种卫
星定位与导航系统。
用 GPS同时测定三维坐标的方法，将测绘定位技
术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静
态扩展到动态，从事后处理扩展到实时 (准实 )定位
与导航，从而大大地拓宽了它的应用范围和在各行
各业中的作用。
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在空中，利用机载 GPS和 RS (Remote Sensing —
遥感 ),GIS,DPS(Dijitel Photograph System— 数
字摄影测量系统 ) 及 ES (Expert System— 专家系统 )
的集成化技术，可以实现全自动空中 三角测量；
在地面，利用手持 GPS导航仪和误差校正 仪 (差分
仪 )配合，也可以自动获取高精度的位置 (水平误差
cm级 )和高程数据 (垂直误差 dm级 )。但如果仅采用手
持 GPS导航仪单机游走方式，则水平和垂直误差在
30m 左右，而且漂移方向带有显著的随机性，目前
只能满足小比例尺的资源调查工作需要，暂时不能满
足大比例尺资源调查和开发的需要。
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5.各种勘查资料的综合整理
是获取数据的重要渠道。综合整理包括原始资
料的分类归并、分析套合、数据融合、数据转换、
计算处理和图件编绘，等等。
综合整理也有手工方式、人机交互方式和全自
动方式之分。一般地说，除了图件之外，采用各
种方式整理得到的数据，通常仍用同种方式记录
保存或输入计算机内保存。
图件是资源勘查与研究成果的主要载体。采用
机助编绘或计算机全自动编绘的图件，其数据可
直接转存到图形库中，不存在采集和入库问题；
采用手工编绘的图件，特别是以前的旧图件，数
据输入计算机较为麻烦。
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能否准确、迅速而方便地采集旧有资源勘查
与开发图件及公用地理底图的图形数据，是实现图
件计算机管理和计算机辅助编绘的关键环节。
目前国内外均采用手扶跟踪矢量数字化方式或自
动扫描栅格数字化方式，或自动扫描栅格数字化加
屏幕矢量化方式，来实现这些图形数据的采集。
第一种方式效率太低；第二种方式仅适合于遥感
影象图、照片和分版单色地图；第三种方式可用于
处理其它复杂图件，例如区域地质图和某些地面和
井下专项地质图，但输入后的处理工作很繁杂。
因此，图形数据采集技术有待进一步解决。
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二、资源数据库与图形库技术
数据库 (Data-Base)是实现有组织地、
动态地存储大量关联数据、方便多用户访
问的计算机软硬件资源所组成的系统。
它具有数据充分共享、支持交叉访问
以及应用程序高度独立的特点，不仅能够
有效地存贮、管理和检索数据，而且能够
辅助各种实际系统的建模和模拟。
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建库的必要性
?在资源勘查开发过程中所获取的数据资料具有长
期、反复使用的价值，因而有长期保存的必要；
?这些数据在获取时的代价昂贵，又适用于不同勘
查开发目的、对象和阶段，因而又有共享的必要。
?这两种必要性的存在，使得资源勘查开发数据和
图件资料成为国家的宝贵财富，需要采用计算机技
术加以妥善管理。
?因此，资源数据库和图形库的建设不但成为资源
信息系统的核心问题，而且成为资源工作信息化工
程的核心问题，受到各国政府部门和勘查开发单位
的极大重视 (Johnson et al,1991)。
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在美国，联邦地调所 (USGS)从六十年代起投入了
巨大的人力、物力和财力，经过 30多年，先后建立
了 1500多个重要数据库，例如美国资源库、全国煤
炭数据库、全国水文数据存储检索系统、海洋地质
数据库、地球化学与岩石学分析数据库等等。
在这些数据库中存放了全美国数万个矿床和矿点
信息、数十万处钻孔和野外露头的观测数据。 USGS
还建立了全国数字制图数据库 (NDCDB)，存入了全
美国数万幅简化地理底图。
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英国地调所 (BGS) 也先后建立了陆地钻孔数
据库、水文钻孔数据库、全国重力库、全国地
球化学库、石油数据库、近海研究数据库、世
界矿山数据库、工业矿产评价库、世界矿产品
年度生产情况库、世界地磁数据库、地震灾害
数据库、矿产地质索引库等等。
其中，海洋数据库也存贮了数百个海上钻孔
数据和几十万 km 的地震测线数据。英国国家测
绘局还将 1/1250,1/2500和 1/10000的地形图
30000余幅，全部数字化输入计算机内，向全社
会提供商品化服务 (David,1990)。
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澳大利亚数据库建设比美国和英国稍迟几年，但经过 20多
年的努力，已建成可供实际应用的重要数据库数百个。
其中可以直接给用户提供数据的国家级库有：国家石油勘
探数据索引、石油储量数据库、石油 生油岩数据库、石油
地层数据库、孔隙度和渗透率数据库、岩心和切片实验数据
库、矿产数据库、国家重力数据库、航空磁测和ｒ测量数据
库、全球地震观测数据库、有关地下水的钻孔地层数据库、
水文地质数据库、水文测井数据库、全澳地学填图数据库、
岩石地球化学数据库、同位素地质年代数据库、风化层地形
图库、构造地质数据库、全澳地层数据库和地学图件库等等。
澳大利亚新南威尔士洲国土部土地信息中心也建成了地籍
管理数据库、地名数据库、人口调查数据库、地理底图数据
库和土地评价数据库，等等。
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我国资源数据库与图形库建设起步较晚，目前
仍处于初级阶段。
原地质矿产部曾于 1986年对全国资源信息系统
的建设作出了规划，将目标定为,到 2000年基
本上实现主要地矿成果资料的存储、管理和使用
的计算机化，大幅度降低地质报告和地质成果图
存放、修复费用，提高资料的利用率和可信度，
利用计算机系统功能，节省查找和翻阅资料的时
间，更有效地发挥以往地矿成果的作用”。
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根据总体方案，该系统共包括 12个子系统,77
个国家级数据库和若干个模型库、方法库。
由地质矿产部信息研究院牵头，各司局、省局
和有关单位参与，经过 15年的努力，已经建成
各种综合数据库和基础数据库数以百计。
据统计，至 1995年底为止，单是地矿部正式投
入运行并且可以提供用户查询检索的地矿数据库，
就有 10大类 189 个。
其内容几乎涉及资源勘查工作及其管理的各个
方面，其分布几乎遍及全国各省局、勘查单位、
科研院所和大专院校。
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? 按专业内容分类，建库情况大致如下：
(1) 固体矿产勘查类：矿点 (矿床 ) 数据库,1
／ 20万区调数据库，侵入岩地质数据库，地层
数据库,钻孔地质数据库，同位素地质年龄数
据库和测绘成果数据库等；
(2) 物化探类：物探化探异常数据库,1／ 20
万化探数据库,重力数据库，航磁数据库，电
测深数据库等；
(3) 水、工、环类：地下水动态数据库，地下
水钻孔数据库，地下水资源数据库,地质灾害
数据库；
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(4) 石油海洋地质类：石油钻井数据库,石油
地震勘探数据库，海洋重磁数据库，测井数据
库，油气盆地资源量数据库、石油钻井工程数
据库等；
(5) 地质工作管理类：矿产储量数据库，勘查
登记、采矿登记、矿产资源开发利用监督管理
数据库，职工队伍数据库,1/5万项目数据库，
勘查项目数据库,设 备管理库等；
(6) 专项数据库类：金矿地质数据库，铂矿地
质数据库，稀有稀土矿床数据库，三峡工程地
质数据库，桂林岩溶水文地质数据库等；
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(7)学科方法工具类：矿物学数据库，火山
岩岩石学数据库，金刚石指示矿物数据库，新生
代浮游有孔虫数据库等；
(8)数字地图类：华北 1／ 20万简化地理图数
据库,1／ 50万简化地理图库,1／ 20万矿管用地
理底库图等；
(9)资料文献类：中文地学文献检索系统，西
文地学文献检索系统，地质资料目录检索系统和
图书资料查询系统等；
(10) 其他类：数据库查询系统等。
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石油天然气总公司、煤炭部、冶金
部、核工业部地质局、有色金属总公司和
水利部等部门，也都分别于 80年代中后期
作出了相应的近期和长远的发展规划，并
且分别开发了大量专业数据库和点源数据
库。例如煤炭部已经建成了全国煤质数据
库，开发了勘查区点源数据库，并且正在
建设全国煤炭资源数据库；水利部建立了
南水北调中线工程地质勘查数据库系统，
等等。
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随着, 数字地球, 概念的提出和, 数字中
国,,, 数字区域, 和, 数字城市, 工程的实
施，为了充分实现空间信息共享，国家信息中
心九五期间就开始了基于网络的分布式空间信
息系统研究，在信息共享标准、共享政策、模
式、软件平台等方面做了大量工作，初步完成
空间对象数据库管理系统的模型设计。
还开发了支持空间元数据网络系统的空间元
数据编辑器、空间元数据服务器管理系统软件，
提出了空间信息共享平台系统模型，设计了系
统的总体结构框架，研制了支持 SDE的空间信
息共享平台。
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迄今为止，已经完成了空间信息共享网络技术系统的
技术原型，形成试验运行的空间信息交换网络应用系统，
初步建成国家公用基础地理信息平台，建立了 10个可供分
布式网络共享的空间信息系统及其空间元数据库群。
包括全国土地、水、森林、海洋、矿产资源和地区经济等
6个全国资源综合数据库,1个省级资源环境与社会经济示
范数据库 (海南 )，全国基础地理数据库 (1:400万,1:100万、
1:25万基础地理数据库和 1:50万全国地理底图数据库、
1∶100 万和 1∶50 万海洋基础地理信息系统 )、全国遥感资
源环境综合数据库和 NREDIS综合数据库。
该信息系统及其空间元数据库群提供空间元数据查询检索、
空间数据浏览、空间数据在线格式转换等服务，并在 1998
年农情和洪涝灾情遥感速报中发挥了显著的成效。
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总的看来，我国的资源数据库建
设仍处于初级阶段，数据环境基本上属于
应用数据库范围，这类数据库的建设方式
大多数是简单地利用现成的商业化软件来
装载数据，较少做高层次的二次开发；在
资源图件库方面的工作也缺乏统一的部署
和管理，不但未严格遵循统一的规格和标
准，重复采集数据的现象也十分严重。整
体上离形成资源信息产业还有很大差距。
尽管如此，许多数据库的应用都已经取得
明显的经济效益和社会效益。
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为了解决上述问题，有关部门一方面组织技术
攻关和软件开发，一方面抓紧法规和标准的制定。
全国地质矿产标准委员会与各地矿部门经过共同努
力，至“九五”末共制定了：
国家标准 1种,即, 地质矿产术语分类代码, ；
行业标准 8种,其中包括：, 地质钻孔 (井 )基本数据文件
格式,,, 石油钻井地质数据文件格式,,, 水文地质
数据文件格式,,, 煤田地质钻孔数据文件格式,,
,固体矿产钻孔地质数据文件格式,,, 固体矿产矿点
(床 )地质数据文件格式,,, 地下水资源数据文件格
式,,, 物探化探异常数据文件格式, 。
另外还有一些行业标准也正在制定之中。这些标准，将
成为规范我国资源勘探开发数据库建设的重要依据。
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从规模与分布特征上看，目前国际上的资源
勘查开发数据库和图形库有两个并行的发展方向，
一 个是大型集中式方向，一个是微型分布式方向。
西方诸国早期所建立的全国规模信息系统，以及
我国已建立的各种全国规模的数据库，基本上都是
大型集中式的。
现行的大型集中式数据库基本上都建立在巨型和
大、中型机上，其优点是数据专业化程度高、分类
清楚、内容简洁，便于集中管理，有利于支持上级
机构和政府部门的决策；缺点是专业划分过细，不
便于各地使用，难于组织、容纳繁多的数据类别和
复杂的数据结构，更难于应付勘查、开发和科研中
日益增多的信息处理需求。
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近年来，随着高容量、高速度、
低价格的微机和工作站大量涌现，分布
式数据库和图形库系统受到普遍的重视，
特别是网络技术的发展和信息高速公路
的建成，使分散于各地的计算机资源和
信息资源的管理、交叉访问及远距离传
输成为可能，分布式数据库和图形库系
统的发展前景更得到普遍承认。
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数据库的另一个重要发展方向是与信息
处理相结合。当前评价一个资源数据库系
统的功能，不仅看其数据存取效率和方便
程度，而且看其能否具有效地支持各种复
杂的数据处理、图件编绘、过程模拟和评
价决策系统的运行。
数据银行的出现和在石油天然气勘探领域
的应用，代表了这一发展方向的一个侧面；
而地理信息系统 (GIS)的引进和在各种资
源勘查开发领域的广泛应用，则代表了这
一发展方向的当前主流。
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GIS 不仅将属性数据库与空间数
据库结合起来，而且将数据库技术与
CAD (Computer Aided Design—— 计
算机辅助设计 ) 技术结合起来,改变了
以往的图形库以单纯存贮图形 (位图 )为
主的状况，使图形要素与其空间位置、
拓扑关系和属性数据并行存贮与管理,
在实现地质调查和资源勘查、开发图件
信息的空间分析方面了迈开了重要的一
步。
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实现资源勘查开发信息的远距离传输和社会化服务，是资源
勘查工作信息化的重要目标之一。
欧美发达国家的资源勘查开发资料传输，主要通过通讯卫星、
微波和数字通讯网络，其中数字通讯网络的应用最为普遍。数
字通讯网络 是由计算机、光缆和中继装置组成的现代化信息传
输网络，通常有局域网络和广域网络之分，广域网络又可再分
为地区网络 (短程网络 )和国家网络 (远程网络 )之分。
网络之间的互联，便构成全国性和全球性互联网络 ——
Internet。 它包含有通过一组通用协议 (TCP/IP) 和工具连接
在一起的成千上万个网络，因而可以看成是全世界最大的计算
机网络。
三、数字通讯网络技术与信息传输
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Internet 把全世界的企业、个人、研究
机构、学校、医院、新闻单位、政府部门，
甚至一些竞争性商用网络连接在一起，实
际上已经成为个人、政府、企业、研究和
教育机构极其重要的数据通信息工具。
Internet允许用户通过 ftp (文件传送协
议 )交换文件和信息，存取大量的数据、
程序、图形、图像和其他资源，可以大大
地增强各地人员之间的研讨与协作。
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美国地调所 (USGS)于 1985年建立了全
国范围的远程通讯网络 Geonet，通过这
个网络将 USGS 分布在各地的多个局部
网络和多个计算机系统连接起来，并实现
了声音与数据同时传输的功能。
各个局部网络允许使用不同的网络技术
与传输速率以满足不同用户的需要，并在
本地区或单位内部共享资源和信息。
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在网络上运行的应用程序包括计算机图形系统、
数据管理系统、统计分析系统和数据输入系统等。
Geonet 还负责整个美国内务部的远程通讯，
它将 USGS的数据库系统与渔业、野生动物保
护单位、国家公园管理局、矿产资源局、矿业局
和土地管理办公室等的数据库系统相联接。
该网络的使用率每月达数千人次，发生数十万
次计算机对话，传输约数十亿个字符的数据。
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从 1988年起,USGS的 Geonet与全美网络和国
际网络联结，进一步实现了与 1500所美国及
其它国家的研究中心通讯，同时可以方便地使
用联络于网络上的国家超级计算机资源。
澳大利亚地质调查所 (AGSO)根据不同的机型
和不同需求采用不同的通讯网络，其中,PC机
用 Novell网、苹果机用 Applelk网,VAX小型
机用 Decnet网，设置多路转换器、中继器和桥，
并通过以太网和 TCP／ IP协议将这些网络连接
起来，共享数据资源和软件资源。
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澳大利亚地 调局 (AGSO)还安装了既能通话又能
传输数据的专用自动交换机，还与国际互连网络
Internet 联结，用户可以随时从全国各地和世
界各地提取所需要的信息。
大量的数据库通过网络向广大用户提供信息服
务，不但推动了资源勘查工作的发展，还促成了
一个崭新的资源信息产业的形成。在西方经济发
达的国家中，各种资源数据和图件资料均已商业
化，走向了市场，通过社会化服务取得了显著的
经济效益。
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我国各行业、各部门、各单位都在加紧建
立自己的局域网络、地区网络、国家网络以及国
际互联网络 (Internet)。
至 2000 年 7月，互联网络已经遍及全国各省、
市、区，有 1000 多万台微型计算机与之联结，
2650人利用该网络查询、检索信息，与外界交换
信息。
我国国土资源部门的信息网络建设也已经起步,
多数信息的传输正在从主要依靠邮寄磁介质
(软盘、磁带 ) 转向主要依靠信息网络。
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预计随着信息高速公路建设的发展，不
久的将来在全部中小城市和东部发达地区
的农村，都可以普及应用国际互联网络。
国土资源勘查与管理机构，如果能够充分
利用 Internet 的相关功能，来传输资源勘查
数据、发布有关信息、监测资源与环境的
动态变化、研究资源的管理问题和制定有
的关管理与开发决策方案，将会获得显著
的社会效益和经济效益。
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当然，使用 Internet进行远距离的
资源信息传输，需要针对一系列国家机
密和经济信息采取有效的安全措施问题。
总之,随着国家信息高速公路和通讯网
络建设的加速进行，信息传输技术将会
有一个大的发展，我国资源勘查与开发
信息传输方式落后的面貌有望迅速改观。
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The end
Thanks
