數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)中1︰2.5萬實(shí)際材料圖－1︰5萬編稿原圖制作新方法研究

王 晶，田 洋

WANG Jing，TIAN Yang

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205，2.中南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心，武漢430205）

（1.Wuhan Center of China Geological Survey，Wuhan 430205，Hubei，China；2.Central South China Innovation Center for Geosciences，Wuhan 430205，Hubei，China）

信息化建設(shè)被譽(yù)為新時(shí)代地質(zhì)工作轉(zhuǎn)型升級(jí)的兩大引擎之一，1∶5萬地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫是信息化建設(shè)[1]的重要數(shù)據(jù)支撐，承擔(dān)著從地質(zhì)調(diào)查向服務(wù)應(yīng)用轉(zhuǎn)變的紐帶作用，因此高質(zhì)量、高效率的完成地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)就顯得十分重要。1∶5萬地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建立，分為野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫制作與地質(zhì)云共享三大環(huán)節(jié)，可細(xì)分為八個(gè)階段（圖1）：資料收集與整理→野外PRB數(shù)據(jù)采集→1∶2.5萬圖幅PRB庫→1∶2.5萬實(shí)際材料圖→1∶5萬編稿原圖→1∶5萬地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫→元數(shù)據(jù)→地質(zhì)云。其中1∶2.5萬實(shí)際材料圖與1∶5萬編稿原圖庫的制作是建庫工作中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，傳統(tǒng)的建庫流程存在一些不足，影響了工作效率。本文依托地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分享建庫新方法與操作技巧，以期提高建庫效率。

圖1 1∶5萬地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建庫流程Fig.1 Building process of 1：50000 geological map spatial database

1 傳統(tǒng)方法的不足

1.1 操作流程簡介

數(shù)據(jù)庫建設(shè)的傳統(tǒng)流程為“合（合并所有1∶2.5萬地質(zhì)界線并造區(qū)）—分（裁剪合并的1∶2.5萬地質(zhì)圖）—合（1∶2.5萬實(shí)際材料圖投影到1∶5萬編稿原圖并完成圖幅拼接）”（圖2），即：先合并所有1∶2.5萬地質(zhì)界線（GEOLINE.WL）并獲取屬性結(jié)構(gòu)，再拓?fù)湓靺^(qū)生成地質(zhì)面（GEOLOPY.WP）并獲取屬性結(jié)構(gòu)，最后完成地質(zhì)體標(biāo)注（GEOLABEL.WT），從而完成整體1∶2.5萬地質(zhì)圖制作；接著用1∶2.5萬標(biāo)準(zhǔn)圖框進(jìn)行裁剪，獲得相應(yīng)的地質(zhì)圖并替換實(shí)際材料圖中的文件，完成1∶2.5萬實(shí)際材料圖制作。然后以1∶5萬地質(zhì)圖為單位，將分幅1∶2.5萬實(shí)際材料圖投影到1∶5萬編稿原圖并完成圖幅接邊。地質(zhì)界線（GEOLINE.WL）與地質(zhì)面（GEOLOPY.WP）的屬性值通過線-線、線-面屬性自動(dòng)復(fù)制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，參數(shù)通過屬性賦參數(shù)來完成，最后按照數(shù)據(jù)庫規(guī)范對(duì)圖面進(jìn)行整飾。

1.2 存在問題解析

1.2.1 屬性賦值

如圖2所示，傳統(tǒng)方法中1∶2.5萬實(shí)際材料圖中的地質(zhì)界線（GEOLINE.WL）的屬性由野外采集圖層BOUNDARY.WL賦予，具體利用功能菜單“地質(zhì)界線（B）屬性提取到GEOLINE”來實(shí)現(xiàn)；地質(zhì)面（GEOPOLY.WP）的屬性，由野外采集圖層ROUTING的屬性賦給，通過“點(diǎn)間路線（R）屬性提取到GEOPOLY”功能來實(shí)現(xiàn)[2]。

傳統(tǒng)方法雖然原理簡單，但操作過程中容易出錯(cuò)，從而增加檢查修改工作量，導(dǎo)致效率降低。

（1）便捷性：線屬性填寫要求BOUNDARY.WL與GEOLINE.WL的線方向必須一致，否則左右地質(zhì)代號(hào)就會(huì)填反，降低了操作便捷性。

（2）屬性錯(cuò)填、漏填、重填：典型現(xiàn)象是對(duì)于剪斷的斷層線，常常缺乏BOUNDARY控制而漏填屬性。如圖3所示，圖中×處的斷層線，由于缺少BOUNDARY控制，該界線屬性需要手動(dòng)填充。同樣，對(duì)于地質(zhì)面也可能存在無ROUTING控制的區(qū)。另外，在地質(zhì)界線密集區(qū)，由于線方向顯示不直觀，極易造成屬性錯(cuò)填、漏填及重填現(xiàn)象。

（3）屬性格式規(guī)范：對(duì)于GEOPLOY.WP的屬性字段“STRAPHA”，屬性值填寫要采用數(shù)據(jù)庫的表達(dá)方式[3]（圖4左），不能用野外數(shù)據(jù)采集時(shí)的代號(hào)表示（圖4右）。因此，用傳統(tǒng)賦值方法在完成屬性填寫后，還需要完成格式轉(zhuǎn)換，增加了工作量。

1.2.2 地質(zhì)體標(biāo)注

圖2實(shí)際材料圖和編稿原圖制作傳統(tǒng)方法Fig.2 Traditional method of actual material map and manuscript original map

圖3地質(zhì)路線屬性漏填示意圖Fig.3 Schematic diagram of missing geological route attribute

圖4數(shù)據(jù)庫（左）與野外數(shù)據(jù)采集屬性（右）屬性填寫對(duì)比圖Fig.4 Attribute comparison diagram between database（left）and field data（right）

地質(zhì)體標(biāo)注采用希臘字母、英文字母、數(shù)字并結(jié)合上下標(biāo)和斜體等格式表示，比如巖體代號(hào)ηγJ33，地層代號(hào)Qp1b（圖5左）。傳統(tǒng)的方法是將多個(gè)注釋拼接在一起，操作不便，而且在1∶2.5萬實(shí)際材料圖投影到1∶5萬編稿原圖后，地質(zhì)體標(biāo)注會(huì)由于參數(shù)變化而產(chǎn)生位移與重疊（圖5右），需要重新對(duì)標(biāo)注進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致重復(fù)工作。

1.2.3 1∶5萬編稿原圖拼圖

1∶5萬編稿原圖是由所對(duì)應(yīng)的4幅1∶2.5萬圖幅分別進(jìn)行投影而來，在1∶5萬編稿原圖窗口下對(duì)投影后的圖件需要進(jìn)行全面系統(tǒng)嚴(yán)格的整飾[4]。首先要進(jìn)行圖幅接邊處地質(zhì)界線聯(lián)接以及重新拓?fù)湓靺^(qū)工作，但該項(xiàng)工作會(huì)導(dǎo)致一系列問題：如地質(zhì)界線連接時(shí)的線方向、線弧不一致需重新造區(qū)、多次使用自動(dòng)剪斷線功能導(dǎo)致的誤差等問題[5]。

以上總結(jié)了傳統(tǒng)建庫方法中的常見問題，在進(jìn)行人工和計(jì)算機(jī)檢查時(shí)，這些問題會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤率升高，影響了地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建庫的質(zhì)量與效率。

2 新方法探討

2.1 操作流程簡介

數(shù)據(jù)庫建設(shè)的圖面制作新流程分兩步：①合（合并所有1∶2.5萬地質(zhì)界線并造區(qū)）—分（裁剪合并的1∶2.5萬地質(zhì)圖），完成1∶2.5實(shí)際材料圖制作，這一步驟與傳統(tǒng)方法相似，先完成所有分幅1∶2.5地質(zhì)界線的合并、造區(qū)，然后進(jìn)行裁剪，從而完成1∶2.5萬實(shí)際材料圖圖面制作；②投影變換（將合并后的1∶2.5萬地質(zhì)圖投影變換成1∶5萬地質(zhì)圖）—分（裁剪投影后的1∶5萬地質(zhì)圖），完成1∶5萬編稿原圖制作。該過程與傳統(tǒng)方法主要體現(xiàn)在充分利用了MAPGIS軟件的投影變換功能，實(shí)現(xiàn)1∶5萬地質(zhì)圖制作，巧妙的避免了傳統(tǒng)方法中的圖幅接邊處地質(zhì)界線聯(lián)接以及拓?fù)湓靺^(qū)而產(chǎn)生的問題。屬性賦值通過“地質(zhì)體面參數(shù)—地質(zhì)體面屬性—地質(zhì)界線屬性”完成（圖6）屬性賦值，可有效解決屬性錯(cuò)填、漏填及格式不規(guī)范等問題。

2.2 操作步驟與技巧

2.2.1 地質(zhì)界線勾繪

在進(jìn)行地質(zhì)界線勾繪之前，先建立地層接觸關(guān)系（屬性字段：RELATION）與線顏色的對(duì)應(yīng)表，然后采用不同顏色勾繪相對(duì)應(yīng)類型的地質(zhì)界線。比如：已知所要勾繪的地質(zhì)界線屬性為不整合界線或者斷層界線時(shí)，按照它們在地質(zhì)圖中圖示圖例的要求，設(shè)置線顏色和線寬度。優(yōu)點(diǎn)在于即便在后期的線拓?fù)溥^程中被剪斷，由于同一地質(zhì)界線參數(shù)的唯一性，可進(jìn)行統(tǒng)一修改，提高圖面整飾與屬性賦值效率。

圖5 1∶2.5萬實(shí)際材料圖（左）投影到1∶5萬編稿原圖（右）地質(zhì)體標(biāo)注對(duì)比圖Fig.5 1：25，000 actual material map（left）projected onto 1：50，000 original compilation map（right）for geological body labeling comparison diagram

圖6實(shí)際材料圖和編稿原圖制作新方法Fig.6 New method of actual material map and manuscript original map

2.2.2 地質(zhì)體標(biāo)注

為避免傳統(tǒng)方法在字體方面的不足，利用填圖軟件DGSSDB中的功能來實(shí)現(xiàn)地質(zhì)體標(biāo)注[2]。具體操作為：在WORD文檔中按要求輸入各種地質(zhì)體標(biāo)注，注意上標(biāo)、下標(biāo)、正體、斜體等，并復(fù)制；然后選擇菜單欄編輯點(diǎn)-從word粘貼標(biāo)注（設(shè)置參數(shù)）（圖7），設(shè)置好字體大小等參數(shù)，置于圖面合適位置即可。

該方法充分利用了WORD的編輯功能優(yōu)勢與DGSS軟件的結(jié)合，有效的解決了建庫人員在進(jìn)行地質(zhì)體標(biāo)注時(shí)所出現(xiàn)的問題：①上下標(biāo)、正體、斜體等格式；②投影變換后地質(zhì)體標(biāo)注產(chǎn)生位移與重疊。

2.2.3 地質(zhì)面賦屬性

本文提出的屬性填寫方法的核心是通過參數(shù)（面顏色）賦地質(zhì)體屬性（字段：LITHO、STRAPHA、GEONAME），所以首先要建立地質(zhì)體標(biāo)注（GEOLABLE.WT）、地質(zhì)面（GEOPOLY.WP）顏色與屬性的對(duì)應(yīng)表，然后進(jìn)行以下操作：

（1）打開合并后的1∶2.5萬地質(zhì)圖文件，使GEOPOLY.WP文件處于當(dāng)前編輯狀態(tài)，按照建立的對(duì)應(yīng)表完成GEOPOLY.WP顏色充填；

（2）選擇“區(qū)編輯”菜單→“根據(jù)參數(shù)賦屬性”→彈出“根據(jù)圖形參數(shù)修改屬性”對(duì)話框；

（3）選擇“圖形參數(shù)條件”彈出“區(qū)參數(shù)條件”對(duì)話框，在“圖形參數(shù)開關(guān)及數(shù)值”中輸入地質(zhì)面的填充顏色參數(shù)，點(diǎn)擊“確定”按鈕，回到窗口；

圖7從word粘貼標(biāo)注Fig.7 Paste notes from word

（4）在對(duì)話框中完成屬性字段：LITHO、STRAPHA、GEONAME填寫；

（5）重復(fù)以上操作，完成所有地質(zhì)面屬性填寫。

2.2.4 地質(zhì)界線賦屬性

結(jié)合傳統(tǒng)方法在地質(zhì)界線賦屬性時(shí)的不足，本文介紹一種有效的賦值方法，可以避免屬性賦值的不足，降低錯(cuò)誤率。

（1）由于地質(zhì)界線屬性“LINE_CODE”可被后期的空間數(shù)據(jù)庫基本要素類中地質(zhì)界線實(shí)體的屬性“FEATURE_TYPE”繼承，剪斷線之后會(huì)增加屬性填寫的工作量，因此，在完成地質(zhì)界線勾繪之后，先通過線參數(shù)（顏色）賦屬性功能，完成LINE_CODE與RELATION屬性填寫。

（2）在區(qū)屬性賦值完成后，點(diǎn)擊“地質(zhì)填圖數(shù)據(jù)操作”菜單，在下拉菜單中選擇“實(shí)際材料圖綜合工具”，點(diǎn)擊“自動(dòng)賦GEOLINE左右地質(zhì)體代號(hào)”，地質(zhì)界線屬性中的“RIGHT_BODY”和“LEFT_BODY”兩個(gè)字段的屬性會(huì)自動(dòng)賦值。

（3）再利用“工具”菜單下的“按圖層屬性進(jìn)行空間數(shù)據(jù)查詢”功能，在彈出的對(duì)話框中（圖8），雙擊屬性結(jié)構(gòu)中的LINE_CODE字段，在右邊屬性內(nèi)容框顯示不同的LINE_CODE屬性值，然后根據(jù)不同的LINE_CODE屬性值，對(duì)GEOLINE其它字段進(jìn)行賦值。

(2) 通過對(duì)有絲分裂各典型時(shí)期的照片、模式圖、FLASH動(dòng)畫的觀察及比較，總結(jié)細(xì)胞有絲分裂各典型時(shí)期的主要特征，歸納細(xì)胞周期的概念和特點(diǎn)，提高比較、分析、歸納的思維能力。

2.2.5 1∶5萬編稿原圖建庫

將拼接在一起的1∶2.5萬地質(zhì)圖，通過投影變換，轉(zhuǎn)換成1∶5萬地質(zhì)圖。具體操作如下：（1）運(yùn)行MAPGIS軟件-實(shí)用服務(wù)-投影變換；（2）P投影變換-B成批文件投影變換-選擇需要投影文件；

（3）設(shè)置當(dāng)前投影參數(shù)。這里是設(shè)置轉(zhuǎn)換前的圖幅參數(shù)（1∶2.5萬比例尺）；

（4）設(shè)置結(jié)果投影參數(shù)。這里是設(shè)置轉(zhuǎn)換后的地質(zhì)圖件參數(shù)（1∶5萬比例尺）；

（5）點(diǎn)擊開始投影，再點(diǎn)擊確定、保存；

（6）用1∶5萬標(biāo)準(zhǔn)圖框裁剪轉(zhuǎn)換后的地質(zhì)圖，將裁剪后的GEOPOLY.WP、GEOLNE.WL和GEOLABEL.WT替換編稿原圖中相對(duì)應(yīng)的文件，完成編稿原圖制作。

上述過程巧妙的避免了圖幅拼接問題，極大的提高了建庫效率。

圖8地質(zhì)界線賦屬性操作Fig.8 Geological boundary assignment operation

3 質(zhì)量監(jiān)控

質(zhì)量監(jiān)控主要體現(xiàn)在對(duì)屬性數(shù)據(jù)、圖形圖像數(shù)據(jù)和空間關(guān)系數(shù)據(jù)的嚴(yán)格監(jiān)控，下文將對(duì)這三方面的質(zhì)量監(jiān)控方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，防止異常數(shù)據(jù)進(jìn)入地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)階段，避免數(shù)據(jù)的回溯性修改[6]，提高建庫效率。

3.1 屬性數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控

（1）用SECTION軟件打開工程文件，使文件GEOLINE.WL處于當(dāng)前編輯狀態(tài)，選擇“1輔助工具”菜單→根據(jù)“導(dǎo)入導(dǎo)出功能”→“導(dǎo)出屬性數(shù)據(jù)”對(duì)話框。

（2）在生成的線文件屬性EXCEL表中，可利用排序等功能，完成數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。

在EXCEL表中，對(duì)GEOLINE.WL的所有字段的屬性進(jìn)行檢查后，對(duì)錯(cuò)誤信息可以直接進(jìn)行修改，待全部檢查修改完畢后，借助SECTION軟件的屬性導(dǎo)入功能，對(duì)屬性進(jìn)行回填。這種方法不僅提高了質(zhì)量檢查的效率，也保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3.2 空間拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控

實(shí)際操作中，地質(zhì)圖在完成拓?fù)湓靺^(qū)后，往往需要經(jīng)過多次修改，這常常導(dǎo)致本來嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木€文件出現(xiàn)了相交、重疊、懸掛等問題[7-8]，必須重新進(jìn)行拓?fù)涮幚?，由于這些信息都包含空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，而新的圖層文件并未繼承原有的屬性信息，因此需要通過屬性掛接功能來繼承屬性信息，從而保證數(shù)據(jù)一致性。

（1）將拓?fù)渲暗膮^(qū)文件稱為源文件，把拓?fù)浜蟮奈募Q為結(jié)果文件，在DGSS軟件中，裝入源文件，單擊“其它”菜單，選擇下拉菜單“生成Lable點(diǎn)文件（帶參數(shù)）”，彈出“MAPGIS保存文件”對(duì)話框，給定點(diǎn)文件名，保存文件；

（2）裝入結(jié)果文件，使結(jié)果文件處于編輯狀態(tài)，同樣在“其它”菜單的下拉菜單中點(diǎn)擊“Lable點(diǎn)合并”，在彈出的“MAPGIS打開文件”對(duì)話框中選擇上一步中保存的點(diǎn)文件，確定后，系統(tǒng)自動(dòng)將源文件的數(shù)據(jù)項(xiàng)掛接到結(jié)果文件上。

3.3 圖面數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控

在對(duì)圖面進(jìn)行整飾時(shí)，一般按照公里網(wǎng)坐標(biāo)網(wǎng)格為單位，對(duì)照野外一手資料，網(wǎng)格式檢查[9]。各地質(zhì)符號(hào)、用色、花紋是否規(guī)范；地質(zhì)體、地質(zhì)界線間的壓蓋是否合理；各名稱、注記是否完整和符合要求；圖框內(nèi)外整飾是否符合原始資料的真實(shí)性及建庫要求；圖面是否美觀、結(jié)構(gòu)是否合理等[10-11]。要求地質(zhì)技術(shù)人員和計(jì)算機(jī)制圖人員必須耐心細(xì)致、嚴(yán)格遵守各階段的質(zhì)量操作規(guī)程和建庫要求，反復(fù)進(jìn)行自檢和互檢。

圖9地質(zhì)界線屬性檢查Fig.9 Geological boundary attribute check

4 結(jié)論

隨著地質(zhì)云的全面推廣，各種野外地質(zhì)資料逐漸以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)，地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)比以往的計(jì)算機(jī)成圖在數(shù)據(jù)精度方面具有更嚴(yán)格的要求，對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求也越來越高，提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源以及高效的建庫能力是實(shí)現(xiàn)地學(xué)數(shù)據(jù)信息共享及社會(huì)化服務(wù)的基礎(chǔ)。

1∶2.5萬實(shí)際材料圖和1∶5萬編稿原圖建設(shè)是地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重要階段，本文分析了該階段傳統(tǒng)方法存在的主要問題，如屬性數(shù)據(jù)錯(cuò)填、漏填、地質(zhì)體標(biāo)注壓蓋和重疊、屬性填寫規(guī)范性、圖幅接邊處地質(zhì)界線聯(lián)接等問題，導(dǎo)致自檢和互檢錯(cuò)誤率較高。為了有效提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，降低數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了1∶2.5萬實(shí)際材料圖和1∶5萬編稿原圖和質(zhì)量監(jiān)控新方法，新方法充分利用MAPGIS、DGSS和SECTION軟件的優(yōu)點(diǎn)，可有效降低錯(cuò)誤率，提高建庫效率，以期為同行提供參考。