數(shù)字地質(zhì)填圖數(shù)據(jù)處理技術(shù)的分析和比較

袁靜 于向前 祁萃萃

1.遼寧省冶金地質(zhì)勘查局四〇一隊(duì)，遼寧鞍山 114005

2.東北巖土工程勘察總公司，遼寧鞍山 114000

摘要 所謂數(shù)字地質(zhì)填圖，就是在特定區(qū)域取得的區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，將其結(jié)果以數(shù)字化統(tǒng)一的形式進(jìn)行再現(xiàn)。當(dāng)前數(shù)字地質(zhì)填圖的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢已基本實(shí)現(xiàn)了收集、貯存、管理、數(shù)字化測圖、描述、分析和再現(xiàn)地質(zhì)實(shí)體數(shù)據(jù)信息，在地球表面的空間分布。地質(zhì)、地理、地球物理、地球化學(xué)，遙感都可以作為計(jì)算機(jī)輔助分析和地質(zhì)填圖中的數(shù)據(jù)來源。

關(guān)鍵字 地質(zhì)；地質(zhì)填圖；數(shù)據(jù)處理

中圖分類號P5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）61-0186-01

由于過去10年的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，空間技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，隨著應(yīng)用的不斷深入和社會(huì)需求的不斷變化，以及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的不斷變化，無論從理論上還是從具體的應(yīng)用中，地圖填圖內(nèi)容和表現(xiàn)形式都發(fā)生了很大的變化。這些變化的產(chǎn)生，就需要廣大地質(zhì)工作者，在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建新的知識體系。面對這一變化，需要加快基礎(chǔ)地質(zhì)研究的步伐。地質(zhì)調(diào)查在滿足社會(huì)的需求的過程中，得以改變和加快，并為國家的繁榮和持續(xù)發(fā)展提供一個(gè)可靠的地質(zhì)資料。區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，涉及各個(gè)領(lǐng)域的研究，其研究水平和發(fā)展程度，不僅是衡量一個(gè)國家地質(zhì)工作和地質(zhì)科學(xué)和技術(shù)的整體水平的重要標(biāo)志，也是國家資源預(yù)測約束與評價(jià)的重要因素。

1 國內(nèi)外數(shù)字地質(zhì)填圖研究現(xiàn)狀

信息技術(shù)的采用被視為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域最大的進(jìn)步。

由于地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感等高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得地質(zhì)調(diào)查（填圖）的效率和地質(zhì)填圖的質(zhì)量都得到了提高，地質(zhì)填圖的速度較之以往也大大加快，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查這一以往難度最大的地質(zhì)調(diào)查，實(shí)現(xiàn)了全過程的信息化，并建立了數(shù)字地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫，從根本上改變了傳統(tǒng)的紙質(zhì)地質(zhì)圖，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)圖的信息共享，靈活的信息檢索，為擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)，并大大提高了為社會(huì)提供服務(wù)的能力。許多國家都在開展新的國家地質(zhì)填圖計(jì)劃，于此同時(shí)還定義了高科技的應(yīng)用程序的基本要求。在我國，從第八個(gè)五年計(jì)劃開始，就已經(jīng)進(jìn)行地質(zhì)和礦產(chǎn)資源的研究工作。到“九五”時(shí)期，在這一領(lǐng)域的研究，采取走出去，請進(jìn)來的方式，開展數(shù)字制圖技術(shù)的跟蹤和相應(yīng)技術(shù)項(xiàng)目的開展，這些研究工作都是圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用展開的，很少涉及數(shù)字填圖核心技術(shù)的研究?？v觀國內(nèi)和國外的關(guān)鍵領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集軟件，大多數(shù)都是回到室內(nèi)對野外收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后把整理的數(shù)據(jù)輸入到事先建立的數(shù)據(jù)庫中，或是把采集的數(shù)據(jù)按照預(yù)先定義的數(shù)據(jù)格式，建立格式化文件，存入到數(shù)據(jù)庫中，在這一過程中，借助現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對文件的自動(dòng)讀取，并將結(jié)果自動(dòng)保存到數(shù)據(jù)庫相關(guān)表格中。這種事后二次輸入的方法主要存在以下缺點(diǎn)，一是工作效率比較低，第二，沒有從根本上解決野外地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)獲取的最基本的核心技術(shù)，過于結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)輸入，要求地質(zhì)采集人員改變他們觀察和記錄野外地質(zhì)信息的方式和方法，在指定地點(diǎn)的位置信息和屬性信息進(jìn)行分離管理。目前的電子地圖處理系統(tǒng)領(lǐng)域，該系統(tǒng)對區(qū)域地質(zhì)實(shí)地調(diào)查的對象進(jìn)行了分類和定義，并建立相關(guān)的數(shù)據(jù)組織模型。到目前為止，直接在實(shí)地地質(zhì)調(diào)查現(xiàn)場進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)和其配套的數(shù)字化測圖系統(tǒng)仍然處于起步階段，但也可以把傳統(tǒng)的記錄字段轉(zhuǎn)換為數(shù)字系統(tǒng)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)把信息直接記錄到筆記本中，在一些項(xiàng)目中，從系統(tǒng)的角度進(jìn)行本地研究工作，這種做法不屬于數(shù)字化測繪技術(shù)領(lǐng)域。野外地質(zhì)調(diào)查和制圖數(shù)字化采集技術(shù)，是把野外地質(zhì)觀察和地質(zhì)調(diào)查和制圖過程中的實(shí)際材料完全數(shù)字化的過程。這個(gè)過程是獲取技術(shù)和數(shù)字化研究的重點(diǎn)。

2 數(shù)字填圖技術(shù)理論研究的分析和比較

數(shù)字填圖系統(tǒng)是一個(gè)對地質(zhì)實(shí)體在地球表面空間分布的有關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、管理、描述、分析和再現(xiàn)的一套系統(tǒng)。通過使用該系統(tǒng)可以幫助地質(zhì)學(xué)家，通過外觀測路線的調(diào)查，結(jié)合地球物理，地球化學(xué)和遙感等學(xué)科，全面的分析和解釋地球的地質(zhì)和地貌，并進(jìn)行最終的填圖工作。交互式的處理能力和可視化的快速計(jì)算能力，可以幫助地質(zhì)學(xué)家對所觀測到數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)嘗試，使其可以很容易地改善他們的知識模型和實(shí)測面積圖。這是傳統(tǒng)的方式很難或不可能實(shí)現(xiàn)的工作。因此，國家測繪地質(zhì)學(xué)家一直在試圖尋找相應(yīng)的工具和方法。它涉及到包括：區(qū)域地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)的采集和錄入；領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)模型及其數(shù)據(jù)的表達(dá)，地球物理，地球化學(xué)和遙感，多源數(shù)據(jù)的集成；數(shù)字化測圖測繪系統(tǒng)的項(xiàng)目管理，開發(fā)，質(zhì)量保證和標(biāo)準(zhǔn)化；定量的質(zhì)量評價(jià)體系的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查；數(shù)字化測圖系統(tǒng)中的基本理論和方法框架；區(qū)域地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的共享，分析和應(yīng)用；區(qū)域地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和處理屬性數(shù)據(jù)視野。在數(shù)字化測繪技術(shù)和填圖理論研究領(lǐng)域，主要包括數(shù)字地質(zhì)填圖的相關(guān)概念的定義，地質(zhì)建模，數(shù)字化測圖的物理模型，數(shù)學(xué)模型的數(shù)字化測圖等方面，在數(shù)字填圖技術(shù)的數(shù)字化過程模型、數(shù)據(jù)操作、數(shù)字填圖定量質(zhì)量評價(jià)體系及與數(shù)字填圖相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等方面有一個(gè)全面地、系統(tǒng)地研究和發(fā)展，將逐步形成一門與地質(zhì)學(xué)科緊密結(jié)合、相關(guān)的學(xué)科-數(shù)字區(qū)域地質(zhì)調(diào)查。區(qū)域地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算機(jī)輸入理論與技術(shù)主要包括：如何有效地把地理要素?cái)?shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，這是一項(xiàng)瑣碎的、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。就目前大多數(shù)情況而言，地理特征數(shù)據(jù)是從紙質(zhì)地圖輸入到計(jì)算機(jī)中，常用的方法是數(shù)字化掃描，數(shù)字化的主要問題是效率低下，成本高昂；掃描輸入面臨的另一個(gè)問題，掃描柵格數(shù)據(jù)如何變換成GIS數(shù)據(jù)庫通常要求的點(diǎn)，線，面，拓?fù)潢P(guān)系屬性的形式。輸入的數(shù)據(jù)是現(xiàn)在和更多的非地圖形式，遙感是一種形式之一，遙感數(shù)據(jù)已成為一個(gè)重要的數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)源。地圖數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)是比較容易的，但通過遙感圖像地理信息的收集和整理的解釋是一件很難的事情；地理數(shù)據(jù)采集，GPS技術(shù)的另一個(gè)重大進(jìn)展。GPS可以準(zhǔn)確，快速地定位地球表面的任何地方?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集所涉及的研究幾何空間地質(zhì)實(shí)體的數(shù)據(jù)采集和計(jì)算機(jī)輸入法，現(xiàn)場手圖電子地址空間數(shù)據(jù)采集和計(jì)算機(jī)輸入鍵。因此，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，GPS定位，其相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)采集的研究內(nèi)容。

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