淺談數(shù)字剖面系統(tǒng)操作方法及其在南方山區(qū)中的應(yīng)用與技巧

劉丙秋（中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長沙410000）

淺談數(shù)字剖面系統(tǒng)操作方法及其在南方山區(qū)中的應(yīng)用與技巧

劉丙秋（中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長沙410000）

數(shù)字剖面系統(tǒng)（RGSection）是數(shù)字填圖系統(tǒng)（RGMAP）中重要的一部分，它代替了傳統(tǒng)的剖面記錄與成圖方式，實(shí)現(xiàn)了剖面厚度即時(shí)計(jì)算、圖件自動(dòng)生成，是中國地質(zhì)調(diào)查局全面推廣的新技術(shù)手段。野外數(shù)據(jù)采集與室內(nèi)成圖是數(shù)字剖面系統(tǒng)重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。測距儀的使用讓野外數(shù)據(jù)采集在南方山區(qū)變得更為快捷、精確。

數(shù)字剖面系統(tǒng)；數(shù)字填圖；測距儀；南方山區(qū)

1 前言

數(shù)字填圖系統(tǒng)（RGMAP）能快捷、全面、準(zhǔn)確的采集野外地質(zhì)資料，獲取地質(zhì)工作中的數(shù)據(jù)與屬性，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)獲取全過程的信息化，是地質(zhì)工作的發(fā)展趨勢[1]。數(shù)字剖面系統(tǒng)（RGSection）是數(shù)字填圖系統(tǒng)（RGMAP）中重要的一部分，它代替了傳統(tǒng)紙介質(zhì)記錄與作圖，實(shí)現(xiàn)了剖面數(shù)據(jù)數(shù)字化入庫和計(jì)算機(jī)數(shù)字化自動(dòng)成圖，提高了實(shí)測地質(zhì)剖面資料和最終綜合成果圖的利用價(jià)值，解決了傳統(tǒng)的剖面記錄與成圖方式所帶來的紙介質(zhì)不易保存、資料歸檔分散、手工繪圖周期長、圖面再利用難度大、精度低、美觀性差等問題[2，3]。中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目 “湖南古丈地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”（項(xiàng)目編號(hào)：12120113062700，2013-2015年）在開展過程中就使用了數(shù)字剖面系統(tǒng)（RGSection）進(jìn)行地質(zhì)剖面的實(shí)測，本文旨在通過該項(xiàng)目中所測制的50km地質(zhì)剖面對(duì)數(shù)字剖面系統(tǒng)（RGSection）操作中的剖面工程建立、野外數(shù)據(jù)采集、室內(nèi)資料整理、后期成圖等步驟進(jìn)行研究，并就其在南方山區(qū)操作過程中的使用技巧進(jìn)行探討。

2 數(shù)字剖面系統(tǒng)工作流程

利用數(shù)字剖面系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)測地質(zhì)剖面工作主要包括剖面工程建立、野外數(shù)據(jù)采集、室內(nèi)資料整理、成圖4個(gè)步驟[4]。在此之前，數(shù)字填圖軟件需分別安裝至電腦和掌上機(jī)，并對(duì)掌上機(jī)的DX與DY值進(jìn)行校正，校正方法與手持GPS基本相同，詳細(xì)過程在此不作詳述。

2.1 剖面工程建立

點(diǎn)擊“數(shù)字地質(zhì)填圖”圖標(biāo)進(jìn)入數(shù)字填圖主界面，點(diǎn)擊“實(shí)測剖面”進(jìn)入剖面界面，點(diǎn)擊左下角“新建”圖標(biāo)進(jìn)入剖面信息錄入界面，在此界面輸入即將實(shí)測的剖面號(hào)，例如：PM001。值得注意的是：“PM”必須為大寫英文字母且中間不能有空格。如果不符合錄入要求會(huì)導(dǎo)致一些后續(xù)的問題，例如在野外無法正常保存記錄等。

在該界面還需輸入剖面的其他信息，比如剖面名稱、比例尺、記錄人員、起點(diǎn)坐標(biāo)等。

2.2 野外數(shù)據(jù)采集

野外測制剖面的過程中，會(huì)有大量的基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)被采集至掌機(jī)中。系統(tǒng)將野外采集的原始數(shù)據(jù)分為8個(gè)類型：導(dǎo)線、分層、照片、產(chǎn)狀、素描圖、采樣、化石、描述。采集者需根據(jù)數(shù)據(jù)類型分別將其錄入至掌機(jī)中。

采集準(zhǔn)確的起點(diǎn)坐標(biāo)是野外測制剖面的開始。采集者站于剖面起點(diǎn)處，打開掌機(jī)進(jìn)入工程，找到GPS起點(diǎn)，待衛(wèi)星數(shù)據(jù)穩(wěn)定后采集即可。在接下來的剖面測制過程中按上述8個(gè)類型的數(shù)據(jù)分別錄入即可。當(dāng)需要錄入某一類數(shù)據(jù)時(shí)，需在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫下點(diǎn)擊“ADD（增加）”。在每一類數(shù)據(jù)錄入的界面中，都可點(diǎn)擊“INSERT（插入）”、“ADD（增加）”、“DEL（刪除）”、“EDIT（編輯）”4個(gè)按鈕來編輯被錄入的原始數(shù)據(jù)，編輯完成后需及時(shí)點(diǎn)擊“保存寫庫”保存數(shù)據(jù)。采集者在采集剖面原始數(shù)據(jù)的過程中，要牢記“先導(dǎo)線后分層”的原則。

錄入分層描述數(shù)據(jù)時(shí)，分層描述是以野外分層為單位記錄，可能一個(gè)分層會(huì)跨若干條導(dǎo)線。同樣在錄入產(chǎn)狀、化石、采樣、照片及素描等資料時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)與導(dǎo)線測量庫和分層數(shù)據(jù)庫相結(jié)合。為防止數(shù)據(jù)錯(cuò)亂、丟失和重復(fù)，要求各項(xiàng)內(nèi)容以層為單位進(jìn)行編號(hào)，且編號(hào)唯一。剖面測制完成后，需將最終校正過的導(dǎo)線方位角、坡角等參數(shù)在導(dǎo)線測量庫中進(jìn)行修改替換，然后導(dǎo)入剖面小結(jié)、照片及素描等內(nèi)容，剖面信息與小結(jié)中有剖面工作量統(tǒng)計(jì)功能，可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出各項(xiàng)內(nèi)容的具體數(shù)量，查看是否有個(gè)別數(shù)據(jù)漏掉情況。

在后期的剖面成圖過程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將導(dǎo)線、分層、樣品、產(chǎn)狀等各項(xiàng)數(shù)據(jù)嚴(yán)格一一對(duì)應(yīng)起來，確保無誤后才進(jìn)行系統(tǒng)厚度計(jì)算生產(chǎn)數(shù)字剖面圖。因此，建議在當(dāng)日野外工作尚未結(jié)束時(shí)再次重新細(xì)致地檢查一下剖面編輯與計(jì)算庫中各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確無誤，避免因數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤而導(dǎo)致后期剖面圖返工重做。

2.3 室內(nèi)資料整理

2.3.1 整理分項(xiàng)數(shù)據(jù)并計(jì)算真厚度

首先在剖面桌面系統(tǒng)的剖面編輯與計(jì)算下拉菜單中的剖面編輯與計(jì)算功能中對(duì)導(dǎo)線測量庫、分層數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)狀庫、素描庫、采樣庫、化石庫等進(jìn)行整理完善，按照編號(hào)規(guī)范檢查在野外采集到的所有數(shù)據(jù)，重點(diǎn)檢查重號(hào)，防止發(fā)生文件覆蓋。整理完分項(xiàng)數(shù)據(jù)后就可以直接計(jì)算真厚度。

2.3.2 照片導(dǎo)入

將野外拍攝的照片從掌機(jī)或者數(shù)碼相機(jī)中拷貝出來后放至系統(tǒng)的IMA-GES目錄下，并按野外分層存放，文件夾命名為分層號(hào)。例如：將剖面第5分層的所有照片放至同一文件夾內(nèi)，并將該文件夾重命名為“5”。

2.3.3 補(bǔ)充剖面信息表與剖面小結(jié)

剖面信息表的的內(nèi)容包含剖面名稱，比例尺，剖面起點(diǎn)終點(diǎn)坐標(biāo)，剖面測制日期，剖面測制人等。剖面小結(jié)則一般包含工作量，分層描述，對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、取得成果等。其中的工作量是系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)并生成的，其中包括導(dǎo)線總長，樣品數(shù)，照片數(shù)，產(chǎn)狀數(shù)等。

2.3.4 數(shù)據(jù)檢查

數(shù)據(jù)檢查是非常重要的一個(gè)步驟，對(duì)下一步順利成圖起著至關(guān)重要的作用。主要檢查如下兩個(gè)方面的數(shù)據(jù)：

（1）檢查剖面圖上的基本構(gòu)造現(xiàn)象，特別是檢查褶皺形態(tài)和大小和斷層的位置，因?yàn)殡娔X自動(dòng)生成的界線都是直線，并且界線角度是根據(jù)相隔最近的一個(gè)產(chǎn)狀換算得來，圖面顯得生硬，沒有緩慢過渡，不能直觀表達(dá)出各種切割、構(gòu)造等現(xiàn)象，與實(shí)際形態(tài)相差較大。

（2）檢查剖面組成要素，包括樣品、照片、素描、產(chǎn)狀、高程及起終點(diǎn)坐標(biāo)等數(shù)量和位置是否齊全準(zhǔn)確。

2.4 成圖

2.4.1 錄入群組段

在群組段的對(duì)話框中輸入界系統(tǒng)群組段名稱、開始層號(hào)、終層號(hào)以及界系統(tǒng)群組段所代表的級(jí)別。計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)把所錄入的群組段信息繪制到柱狀圖的左側(cè)。

2.4.2 錄入巖石花紋庫

數(shù)字剖面桌面系統(tǒng)可以自動(dòng)形成柱狀圖中的巖性花紋，但在繪制柱狀圖之前，需要對(duì)各層進(jìn)行巖石花紋庫的錄入工作，該過程在數(shù)字剖面桌面系統(tǒng)主菜單“實(shí)測剖面”的下拉菜單“剖面巖石花紋信息編輯”中進(jìn)行。在該項(xiàng)操作中，根據(jù)右側(cè)出現(xiàn)的各層分層描述，在左下側(cè)的框中填寫各層的巖石名稱[5]。

2.4.3 自動(dòng)生成剖面圖

完成上述準(zhǔn)備工作后，就可以在數(shù)字剖面桌面系統(tǒng)中自動(dòng)生成實(shí)測剖面圖。點(diǎn)擊“圖形選擇”，在下拉菜單中選擇“生成剖面圖”和“生成柱狀圖”。在彈出的對(duì)話框中填入欲生成剖面圖的比例尺，選擇頂?shù)桌L制，選擇柱狀圖文字描述，選擇剖面分層線繪制，最后確認(rèn)，計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)生成剖面圖和剖面柱狀圖。成圖后，按規(guī)范完善好圖名、比例尺、責(zé)任欄，完整的實(shí)測剖面圖就制作好了。

3 南方山區(qū)中的應(yīng)用技巧

相較于北方地區(qū)，我國南方山區(qū)大多相對(duì)高差較大，植被發(fā)育，通視距離短，溪谷河流發(fā)育，覆蓋層較厚導(dǎo)致露頭出露情況較差，常導(dǎo)致剖面測制工作進(jìn)度緩慢，剖面路線彎度較大?！昂瞎耪傻貐^(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目在湘西山區(qū)完成了大量的剖面實(shí)測工作，總結(jié)出一些在山區(qū)測制剖面的實(shí)用技巧。

3.1 “掌機(jī)+表格”模式記錄野外大量數(shù)據(jù)

掌機(jī)大多輸入速度較慢，且頁面轉(zhuǎn)換繁瑣，容易出錯(cuò)，因此建議使用“掌機(jī)+表格”模式在野外記錄大量的原始數(shù)據(jù)，當(dāng)日回到室內(nèi)后在電腦的數(shù)字填圖系統(tǒng)中將野外所采集的原始數(shù)據(jù)輸入。

3.2 “測距儀+羅盤”模式記錄測量導(dǎo)線數(shù)據(jù)

傳統(tǒng)方式使用皮尺進(jìn)行斜距的測量過程中在南方山區(qū)容易遇到懸崖陡坎難行、溪溝不易通過、荊棘叢生處皮尺拉不直等問題，而掌機(jī)中的GPS又經(jīng)常因?yàn)樘幱谏顪现袑?dǎo)致信號(hào)較弱，誤差較大，高程不準(zhǔn)的問題。巧妙的運(yùn)用測量儀器手持“測距儀”能很好的解決上述問題。

3.3 “信手剖面+素描圖”模式記錄地質(zhì)現(xiàn)象

山區(qū)大多覆蓋層較厚，通視距離較短，通常不能在一個(gè)觀察點(diǎn)一目了然的記錄到某個(gè)中-大型地質(zhì)現(xiàn)象 （比如大型褶皺、構(gòu)造等）。為確保野外地質(zhì)現(xiàn)象能真實(shí)反映至剖面圖中，建議在野外測制剖面過程中繪制信手剖面圖和素描圖，用以在室內(nèi)跟計(jì)算機(jī)所成剖面草圖對(duì)比，確保在數(shù)據(jù)錄入和檢查時(shí)不出紕漏。

4 結(jié)語

地勘類項(xiàng)目野外工作開展、室內(nèi)理論分析研究、后期報(bào)告編寫等均離開實(shí)測剖面資料。數(shù)字剖面系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算厚度，剖面線和導(dǎo)線剖面圖一次性自動(dòng)生成，自動(dòng)生成剖面圖和柱狀圖，改善了剖面資料信息提取和利用效率。實(shí)現(xiàn)了實(shí)測剖面圖計(jì)算機(jī)數(shù)字化成圖與制圖，縮短了實(shí)測剖面圖繪制周期，提高了綜合成果圖精度。剖面測制過程還需緊密結(jié)合傳統(tǒng)剖面測制技術(shù)和方法以求能進(jìn)一步提高效率、改善精度、美化圖面、確保質(zhì)量。數(shù)字剖面系統(tǒng)（RgSection）操作簡單實(shí)用，適用于所有地勘項(xiàng)目中實(shí)測地質(zhì)剖面項(xiàng)目，值得向廣大地質(zhì)工作者推廣[6]。

在南方山區(qū)實(shí)測地質(zhì)剖面時(shí)，應(yīng)用數(shù)字剖面系統(tǒng)并結(jié)合測距儀等新型測量儀器和素描圖等傳統(tǒng)工作方法能提高室外工作效率，提高成圖精度。

[1]張克信，李超嶺，于慶文，等.數(shù)字地質(zhì)填圖中的數(shù)字剖面系統(tǒng)[J].前沿評(píng)述，2007，31（2）：157～164.

[2]趙文吉，張松海，晉佩東.GIS技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用[J].華貴金屬地質(zhì)，2009，9（3）：170～173.

[3]方成名，葛夢(mèng)春，張雄華.數(shù)字實(shí)測地層剖面工作方法[J].新疆地質(zhì)，2003，21（12）：21～25.

[4]賀文蓮.淺談數(shù)字填圖技術(shù)的應(yīng)用[J].華北國土資源，2009，4.

[5]李超嶺.數(shù)字區(qū)域地質(zhì)調(diào)查基本理論與技術(shù)方法[M].北京：地質(zhì)出版社，2003.

[6]孫 羽，李永軍.淺談數(shù)字化實(shí)測地質(zhì)剖面操作方法與技巧[J].新疆地質(zhì)，2012，30（4）.

TP391.1

A

2095-2066（2016）05-0112-02

2016-2-2

劉丙秋（1983-），男，工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查及勘查工作。