數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)在野外地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用—以青海省剛欠查魯馬區(qū)調(diào)項(xiàng)目為例

葉紅鋒

（甘肅省地礦局第三勘查院，甘肅 蘭州 730000）

數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)（DGSinfo）是集GPS、RS、GIS技術(shù)（簡稱“3S”）為一體的區(qū)域地質(zhì)（礦產(chǎn)）調(diào)查數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它是將地質(zhì)信息采集、存儲(chǔ)、處理、管理、服務(wù)等填圖全過程數(shù)字化（信息化）的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)技術(shù)[1，2]。

本文以青海省剛欠查魯馬區(qū)調(diào)項(xiàng)目為例，詳實(shí)介紹了數(shù)字化填圖的技術(shù)和具體操作過程，希望能夠?qū)V大使用者提供幫助。

1 野外地形圖準(zhǔn)備階段[3-5]

本項(xiàng)目所采用的1：50000昆侖山口、多爾吉巴爾登、楚瑪爾則恩塔拉、扎日尕那等四幅地形圖由青海省國土資源廳地理信息中心提供矢量化地形圖(空間數(shù)據(jù)庫)。原數(shù)據(jù)格式為Arcgis系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)格式，采用西安80地理坐標(biāo)系，坐標(biāo)單位為度，1985國家高程基準(zhǔn)，等高距為20米。野外工作底圖(野外數(shù)據(jù)采集手圖)采用1：50000昆侖山口、多爾吉巴爾登、楚瑪爾則恩塔拉、扎日尕那地形圖按規(guī)定放大編制成1：25000矢量化地形圖(數(shù)據(jù))，并補(bǔ)充有關(guān)現(xiàn)勢(shì)性資料，作為野外工作底圖。

2 數(shù)字化地質(zhì)填圖工作階段[6]

2.1 設(shè)計(jì)階段資料收集和處理

收集青海省剛欠查魯馬地區(qū)地質(zhì)、礦產(chǎn)、化探、物探及遙感數(shù)據(jù)等方面區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)、科研成果及其他工作成果資料。按中國地調(diào)局有關(guān)規(guī)定進(jìn)行數(shù)字化處理和入庫。

2.1.1 編制各種數(shù)字化圖件

項(xiàng)目將有專門數(shù)據(jù)處理人員，利用Mapgis和DGSINFO平臺(tái)將項(xiàng)目所有收集資料進(jìn)行數(shù)字化處理，并對(duì)這些資料進(jìn)行專門的保管的利用，例如：將遙感影像圖片轉(zhuǎn)換為msi文件，直接將其添加到桌面工程文件中和野外掌機(jī)中，得遙感資料可以得到便利、充分的利用；編制各類資料的數(shù)字化工程文件，以便于在野外和室內(nèi)工作中最大限度的發(fā)揮其作用。

2.1.2 建立電子字典庫

依據(jù)1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查規(guī)范要求和調(diào)查區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)特征，根據(jù)收集到的一切相關(guān)資料，初步建立電子字典庫，隨著項(xiàng)目的開展，對(duì)初始字典庫進(jìn)行相應(yīng)的充填和修改，使字典庫處于動(dòng)態(tài)的逐步完善中。電子字典庫會(huì)在軟件安裝目錄下的data文件夾中自動(dòng)生成，并且文件后綴名均為dic。

2.1.3 設(shè)計(jì)地質(zhì)路線、剖面方法

項(xiàng)目以1：5萬標(biāo)準(zhǔn)矢量化地形圖作為背景圖層，并進(jìn)行相應(yīng)的投影變換，使其坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)按照從上到下，從左到右的順序?qū)?xiàng)目中的4幅圖進(jìn)行編號(hào)1、2、3、4，并且做好接圖表，建立相應(yīng)的DGSData數(shù)據(jù)工作文件夾。DGSINFO平臺(tái)內(nèi)裝有數(shù)字遙感解譯圖、設(shè)計(jì)地質(zhì)圖、矢量地形圖，三者是吻合的。布置路線、剖面時(shí)所形成的綜合圖件為工作部署圖。

2.2 野外地質(zhì)調(diào)查階段

項(xiàng)目開展中，首先對(duì)1：50000昆侖山口、多爾吉巴爾登、楚瑪爾則恩塔拉、扎日尕那等四幅圖開展掌上機(jī)GPS參數(shù)校正。參數(shù)校正完成之后，進(jìn)入掌上機(jī)實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面和路線地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)，界面首先顯示的是GPS參數(shù)設(shè)置，輸入校正參數(shù)。

2.2.1 數(shù)字剖面

項(xiàng)目將分圖幅對(duì)所有剖面進(jìn)行依次編號(hào)，在使用的掌上機(jī)系統(tǒng)中創(chuàng)建好一個(gè)新地質(zhì)剖面后，進(jìn)行野外實(shí)測(cè)內(nèi)容記錄。

實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面入庫中，先入導(dǎo)線測(cè)量庫，其次入分層數(shù)據(jù)庫，新錄相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)庫下點(diǎn)擊“添加”即可完成。需要說明的是，在分層數(shù)據(jù)庫以及導(dǎo)線測(cè)量庫的錄入過程中存在技巧，尤其在導(dǎo)線測(cè)量庫的錄入中，新增的導(dǎo)線號(hào)會(huì)與選定的導(dǎo)線號(hào)自動(dòng)對(duì)應(yīng)增加完成。在分層數(shù)據(jù)庫錄入時(shí)，分層數(shù)據(jù)導(dǎo)線號(hào)會(huì)與導(dǎo)線測(cè)量庫中選擇的導(dǎo)線號(hào)默認(rèn)一致，在選定的分層號(hào)之后對(duì)應(yīng)增加。比如：目前的導(dǎo)線號(hào)為“2-3導(dǎo)”，當(dāng)前分層號(hào)為3，在分層數(shù)據(jù)庫中添加時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)分層號(hào)為“4”、分層線號(hào)為“2-3導(dǎo)”。當(dāng)有分層跨導(dǎo)線出現(xiàn)時(shí)，其分層位置應(yīng)在被跨導(dǎo)線的起始處（0m）；與分層數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)的是分層描述。

與傳統(tǒng)野外記錄本以一條導(dǎo)線為記錄單位不同的情況是：在該調(diào)查系統(tǒng)中，分層描述一欄以分層為單位進(jìn)行記錄，剖面分層批注中添加薄片鑒定結(jié)果和野外地質(zhì)現(xiàn)象的新認(rèn)識(shí)。相同的情況是，在系統(tǒng)錄入素描、照片、產(chǎn)狀、樣品等時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)與相關(guān)分層數(shù)據(jù)庫、導(dǎo)線測(cè)量庫相結(jié)合。同時(shí)，“數(shù)碼編號(hào)”和照片庫中“編號(hào)”是不一樣的，照片入庫前根據(jù)系統(tǒng)需要，要對(duì)“數(shù)碼編號(hào)”進(jìn)行重新命名，導(dǎo)入的照片會(huì)自動(dòng)和“數(shù)碼編號(hào)”相聯(lián)。

在實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面測(cè)制完成以后，在導(dǎo)線測(cè)量庫中把最終校正完成的坡角、導(dǎo)線方位角等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行替換，之后再導(dǎo)入照片、素描、剖面小結(jié)等相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)剖面小結(jié)中完成各類工作量統(tǒng)計(jì)工作。

2.2.2 數(shù)字路線調(diào)查

野外地質(zhì)調(diào)查工作中，將CF卡裝入筆記本計(jì)算機(jī)中拷貝所需的地形圖、工作部署圖、遙感解譯圖的內(nèi)容，然后，再將CF卡裝入野外數(shù)據(jù)采集儀中，進(jìn)行野外路線地質(zhì)調(diào)查。工作方法如下：

分配地質(zhì)點(diǎn)號(hào)，按照數(shù)據(jù)庫中不能有重復(fù)地質(zhì)點(diǎn)號(hào)的要求，項(xiàng)目按照?qǐng)D幅和各小組進(jìn)行地質(zhì)點(diǎn)號(hào)分配工作；用路線地質(zhì)調(diào)查布置路線的方法在室內(nèi)布置好路線，用每條路線的第一個(gè)地質(zhì)點(diǎn)號(hào)來作為該路線的路線號(hào)；野外到達(dá)路線起點(diǎn)要首先精確地確定路線起點(diǎn)的地質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)和相關(guān)實(shí)體信息完善工作，然后按照PRB工作規(guī)范，完成當(dāng)天的野外路線調(diào)查工作；完成當(dāng)天的野外工作后，回到室內(nèi)通過CF卡把掌機(jī)中的路線工程導(dǎo)入到電腦上，進(jìn)行日備份工作；整理工作完成后交由相關(guān)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行統(tǒng)一的備份保存，并且分階段性的保存，同時(shí)做好路線的自檢與互檢工作，將各個(gè)分圖幅的路線進(jìn)行分圖幅備份。

PRB庫邏輯關(guān)系具體情況為：一個(gè)完整的PRB過程只含一個(gè)P過程，P過程是PRB過程的核心部分，分段路線R過程、點(diǎn)間界線B過程隸屬于這一個(gè)P過程，從這個(gè)P過程開始到下一個(gè)P過程之前的所有操作都屬于這一個(gè)PRB過程。如果1個(gè)P過程只有一個(gè)R過程，則B過程可以沒有。一個(gè)P過程可以有1—n個(gè)R過程，0—n個(gè)B過程。兩個(gè)R之間即使沒有P過程但必須有B過程。在具體的操作中要確保正確的邏輯關(guān)系，同時(shí)還應(yīng)注意各點(diǎn)和線文件參數(shù)類型。

GPS采點(diǎn)操作：野外路線開始后，打開RGMAPing系統(tǒng)，進(jìn)入數(shù)字填圖路線調(diào)查系統(tǒng)，會(huì)自動(dòng)提示輸入路線號(hào)和點(diǎn)號(hào)，比如，“L0001”和“D0001”，首字母必須要大寫，兩個(gè)數(shù)字必須統(tǒng)一，點(diǎn)擊“OK”進(jìn)入系統(tǒng)界面；點(diǎn)擊手圖→打開地圖，選擇L0001工程文件。進(jìn)行GPS采點(diǎn)工作，等待信號(hào)穩(wěn)定之后點(diǎn)擊“手工采點(diǎn)”，系統(tǒng)將GPS點(diǎn)投影到背景圖層上，此過程為GPS采點(diǎn)操作。

P操作過程：GPS采點(diǎn)以后，接下來就是對(duì)起點(diǎn)的資料進(jìn)行錄入操作。點(diǎn)擊屏幕左下角“編輯”→“新增PRB過程”→“地質(zhì)點(diǎn)”，在十字絲上點(diǎn)擊，會(huì)彈出地質(zhì)點(diǎn)輸入對(duì)話框，確保路線號(hào)、地質(zhì)點(diǎn)號(hào)正確，再錄入地質(zhì)點(diǎn)上的信息，點(diǎn)擊“OK”保存。此項(xiàng)為P操作過程。

R操作過程：當(dāng)?shù)竭_(dá)地質(zhì)界線時(shí)，先進(jìn)行GPS采點(diǎn)，然后“新增PRB過程”→“分段路線（折線）”，從前一個(gè)地質(zhì)點(diǎn)的十字光標(biāo)開始畫線到目前所在十字光標(biāo)的位置，系統(tǒng)自動(dòng)彈出“分段路線描述”的對(duì)話框，然后輸入各項(xiàng)信息。在此過程中，先點(diǎn)擊“段首”，出現(xiàn)路線編號(hào)等信息；分段路線中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息錄入完成后，點(diǎn)擊“保存”、“OK退出”，此過程為R操作過程。

B操作過程：新增點(diǎn)與點(diǎn)間界線B過程的操作如下：“新增PRB過程”→“點(diǎn)間的界線（折線）”，順著界線走向從左到右采集到的十字絲上畫一條線，然后會(huì)彈出“地質(zhì)界線”對(duì)話框。進(jìn)行界線類型、兩側(cè)填圖單元、接觸關(guān)系等信息的錄入，注意“左地層”為地質(zhì)界線方向的左側(cè)填圖單元，“右地層”為地質(zhì)界線方向的右側(cè)填圖單元。地質(zhì)界線各項(xiàng)信息錄入完成之后，保存退出。此過程為B操作過程。

此外，可對(duì)已存在的地質(zhì)點(diǎn)、分段路線、點(diǎn)間界線、產(chǎn)狀、照片等信息的修改等編輯工作。首先選擇點(diǎn)（選擇線），然后點(diǎn)擊“編輯”→“編輯PRB過程”選擇需要編輯的實(shí)體，再進(jìn)行修改編輯操作即可。一條路線終點(diǎn)一定是以P過程結(jié)束本條路線的，所有信息錄完之后，點(diǎn)擊“手圖”→“保存文件”→“轉(zhuǎn)出PC數(shù)據(jù)”→“退出系統(tǒng)”[7，8]。這操作尤為重要，如果未進(jìn)行“退出系統(tǒng)”相關(guān)操作而直接退出，就會(huì)出現(xiàn)RGMAPing打不開的情況，只能重啟來解決這個(gè)問題。

3 室內(nèi)數(shù)字資料綜合整理及繪圖階段

3.1 數(shù)字剖面圖的成圖與繪制

室內(nèi)，根據(jù)薄片鑒定報(bào)告等樣品分析結(jié)果，進(jìn)行剖面圖的成圖與繪圖工作。a.將薄片鑒定報(bào)告的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的研究，并將巖石最終定名存放于批注一欄中。b.對(duì)剖面庫編輯與計(jì)算中的內(nèi)容進(jìn)行重新檢查，確保無誤后，進(jìn)行系統(tǒng)厚度自動(dòng)計(jì)算，生成剖面圖。c.剖面檢查要素有：產(chǎn)狀、素描、照片、樣品、坐標(biāo)等是否齊全、準(zhǔn)確。然后，據(jù)薄片鑒定結(jié)果，參考相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，對(duì)各層進(jìn)行巖性花紋充填。

對(duì)1：50000昆侖山口、多爾吉巴爾登、楚瑪爾則恩塔拉、扎日尕那幅內(nèi)的編輯完成的所有路線匯集到專門的負(fù)責(zé)人員手中，在DGSinfo系統(tǒng)中創(chuàng)建實(shí)際材料庫，并為地質(zhì)填圖等工作提供資料和依據(jù)。

3.2 實(shí)際材料圖的編繪

在室內(nèi)利用臺(tái)式計(jì)算機(jī)對(duì)入庫的地質(zhì)點(diǎn)、剖面資料綜合研究，進(jìn)行實(shí)際材料圖的編繪。首先，項(xiàng)目組成員對(duì)自己的數(shù)字調(diào)查路線進(jìn)行細(xì)致的檢查工作，檢查無誤后由專門人員進(jìn)行系統(tǒng)再檢查，然后分圖幅備份保存。入庫之后形成各圖幅的實(shí)際材料圖。

3.3 原稿地質(zhì)圖的編繪

在實(shí)際材料圖基礎(chǔ)上，編輯地質(zhì)界線(GEOLINEG)后，并形成拓?fù)渚€圖層(GEOLINEG-L)，將上述二者檢查并修改直接完全吻合后，將拓?fù)渚€圖層形成拓?fù)涿?GEOLINEG-P)實(shí)體；全選拓?fù)鋵?shí)體，復(fù)制到地質(zhì)體面圖層(GEOOLY)。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行不同地質(zhì)實(shí)體的顏色、花紋填充；在填圖單位(GEOLABEL)內(nèi)加入地層代號(hào)、符號(hào)等內(nèi)容。加地形圖框即可完成。

4 結(jié)論

本文以青海省剛欠查魯馬區(qū)調(diào)項(xiàng)目為例，系統(tǒng)介紹了數(shù)字化填圖技術(shù)具體操作過程，其功能強(qiáng)大，簡潔方便，可操作性強(qiáng)，對(duì)項(xiàng)目填圖工作意義重大。數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用很大程度上提高了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中野外數(shù)字采集的精度，本文方法的介紹和應(yīng)用，希望能夠?qū)V大使用者提供幫助。