數(shù)字填圖技術“PRB”過程質量控制及常見問題整改方法
——以路線地質調(diào)查為例

李福林，吳發(fā)富，王成剛，程 湘，王建雄

(中國地質調(diào)查局武漢地質調(diào)查中心，湖北武漢 430205)

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數(shù)字填圖技術“PRB”過程質量控制及常見問題整改方法
——以路線地質調(diào)查為例

李福林，吳發(fā)富，王成剛，程 湘，王建雄

(中國地質調(diào)查局武漢地質調(diào)查中心，湖北武漢 430205)

基于數(shù)字地質調(diào)查系統(tǒng)在1∶5萬地質填圖中的實際運用，總結了該系統(tǒng)在野外數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)的一系列問題，補充并完善了前人給出的解決辦法；同時增加了“P”過程質量控制。此外，借助于數(shù)字地質調(diào)查信息綜合平臺(DGSInfo)和MAPGIS屬性庫管理子系統(tǒng)聯(lián)合操作，給出了對室內(nèi)補救后"PRB"過程屬性庫中混亂的屬性數(shù)據(jù)進行快速修改的方法。

數(shù)字填圖技術 路線地質調(diào)查 “PRB”過程 屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)改

Li Fu-lin, Wu Fa-fu, Wang Cheng-gang,Cheng Xiang, Wang Jian-xiong. Quality control in the process of "PRB" digital mapping techniques and rectification methods for common problems: An example of route geological survey[J]. Geology and Exploration, 2015，51(4)：0705-0712.

1 前言

區(qū)域地質調(diào)查是一項基礎性、綜合性、公益性的地質調(diào)查研究工作，全面、準確、快捷地采集野外第一手資料，是保證區(qū)域地質調(diào)查任務完成的基礎。近年來，隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，數(shù)字填圖技術(Digital Mapping Techniques)應運而生，并逐漸運用于地質填圖中。數(shù)字填圖技術是在區(qū)域地質調(diào)查中，應用GIS(地理信息系統(tǒng))、GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、RS(遙感技術)技術對野外地質調(diào)查所獲取的各種地質成果進行數(shù)字化處理并存儲的技術(李超嶺等，2001，2002a，b)，該技術逐漸改變了傳統(tǒng)的地質填圖工作方法和研究手段，自1999年初次試運用至今，經(jīng)過不斷改進，已應用于基礎地質調(diào)查和礦產(chǎn)資源勘查等多個領域，成為地質工作者進行野外工作的重要工具(李超嶺，2003；于慶文等，2003)，極大地提高了工作效率，為地質學家研究更深層次的地質問題提供了便捷的途徑。

目前，區(qū)域地質調(diào)查進行野外數(shù)據(jù)采集所使用的操作系統(tǒng)是由中國地質調(diào)查局發(fā)展研究中心研發(fā)的數(shù)字地質調(diào)查系統(tǒng)(Rgmap)，該系統(tǒng)采集到的野外數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫的形式進行保存。雖然該系統(tǒng)自動生成的數(shù)據(jù)庫結構單一，易于管理；但系統(tǒng)靈活較差、還經(jīng)常會出現(xiàn)自動關閉等問題，導致野外工作人員(特別是初學者)在利用該系統(tǒng)進行野外數(shù)據(jù)采集時，經(jīng)常會出現(xiàn)遺漏、丟失或重復部分“PRB”過程(“PRB”過程簡介見下文)以及“飛點”(“飛點”是在地質調(diào)查工作中運用該數(shù)字地質調(diào)查系統(tǒng)進行地質點或產(chǎn)狀點、素描點、照片點、化石點及樣品點等數(shù)據(jù)采集時，掌上電腦反應慢，進行了多次點擊屏幕，或無意中誤點屏幕，從而形成了一些異常點的現(xiàn)象)的情況。1∶5萬區(qū)域地質調(diào)查是以1∶2.5萬野外數(shù)據(jù)采集為基礎的，數(shù)據(jù)采集量大，工作周期長，如何高質量、高效率的完成數(shù)字填圖項目正是當前地質工作者面臨的重大問題；如果針對上述問題在野外進行逐個修改會浪費大量的野外數(shù)據(jù)采集時間。鑒于此，不少工作者針對野外數(shù)據(jù)采集中存在的問題進行了分析整理，并提出了相應的解決辦法(陳明華等，2008；黃成，2009；朱鳳麗，2012)，這些辦法雖然解決了野外數(shù)據(jù)采集中出現(xiàn)的問題，但造成了各過程屬性數(shù)據(jù)的混亂，還存在一定的缺陷，有待于進一步補充。筆者根據(jù)《湖北1∶5萬三角壩、建始縣、三里壩、屯堡、白楊坪、花果坪幅區(qū)域地質調(diào)查》項目工作中遇到的實際問題，提出了“PRB”過程質量控制要點，以及通過數(shù)字地質調(diào)查綜合平臺和MapGis屬性管理子系統(tǒng)的聯(lián)合操作，全面解決“PRB”過程中常遇到的問題的方法，與同行們探討，以便提高數(shù)字化填圖效率與質量，為進一步完善該套軟、硬件設備提供參考和建議。

2 “PRB”過程簡介

“PRB”過程方法流程與傳統(tǒng)填圖地質路線數(shù)據(jù)采集工作流程基本一致?！癙RB”過程分為P過程數(shù)據(jù)(Gpoint庫)采集操作、R過程數(shù)據(jù)(Routing庫)采集操作、B過程數(shù)據(jù)(Boundary庫)采集操作；此外還有產(chǎn)狀數(shù)據(jù)(Attitute庫)采集操作、照片數(shù)據(jù)(Photo庫)采集操作、素描圖數(shù)據(jù)(Sketch庫)采集操作、樣品數(shù)據(jù)(Sample庫)采集操作、化石數(shù)據(jù)(Fossil)采集操作等?！癙RB”過程數(shù)據(jù)采集圖層劃分見表1，“P”、“R”、“B”過程數(shù)據(jù)采集操作屬性內(nèi)容描述如下：

(1) P過程數(shù)據(jù)(Gpoint庫)采集層屬性內(nèi)容：路線號、地質點號、微地貌、點性(如果是界線點等還要填寫接觸關系、界線類型)、露頭、風化程度、位置說明、填圖單位、巖石名稱、地質點文字描述。地質點號和路線號的命名原則為：

① 地質路線調(diào)查中的任何地質點號都和路線號密切相關；

② 區(qū)域地質調(diào)查一般約定地質路線第一個地質點號和路線號相同(如路線號為L1000，則該路線第一個地質點號為D1000)，以便于統(tǒng)一管理。

(2) R過程數(shù)據(jù)(Routing庫)采集層屬性內(nèi)容：路線號、地質點號、R編號、方向、本站距離、累計距離、填圖單位、巖石名稱，以及具體路線沿途文字描述。

(3) B過程數(shù)據(jù)(Boundary庫)采集層屬性內(nèi)容：路線號、地質點號、B編號、R編號、界線類型、左填圖單位、右填圖單位、接觸關系、界線走向、界面傾向、界面傾角，以及有關界線描述內(nèi)容。

(4) B和其它采集層R的編碼原則：野外數(shù)據(jù)采集過程中定地質點時無R過程，因此，默認R編號為0，為了和R一致，故約定地質點上首條B的編號為0；地質點上其它采集層R的編號均為0(例如地質點上的照片點R編號為0)；分段路線上先采集其它采集層的數(shù)據(jù)，然后是R數(shù)據(jù)。

表1 “PRB”過程數(shù)據(jù)采集圖層劃分表

3 “PRB”過程常見問題質量控制及解決辦法

3.1 “PRB”過程常見問題

在“PRB”過程中，進行數(shù)據(jù)采集時通常要求地質點號、分段路線和點間界線等連續(xù)，以便對采集的數(shù)據(jù)進行管理和后期入庫。而使用數(shù)字地質調(diào)查系統(tǒng)(Rgmap)進行野外數(shù)據(jù)采集時，數(shù)據(jù)采集內(nèi)容多且冗雜，常會把一些過程漏掉(如：“P”、“R”、“B”過程重復或遺漏，采樣點、產(chǎn)狀、相片、素描等過程未標注等問題)，同時還有可能會出現(xiàn)“飛點”的情況。遺漏或重復“P”過程的現(xiàn)象較少發(fā)生，導致“P”過程出現(xiàn)問題的原因一般是由于在利用數(shù)字地質調(diào)查系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集時經(jīng)常會出現(xiàn)程序突然關閉現(xiàn)象，或由于地理條件、天氣原因等導致一條路線一天未完成，第二天繼續(xù)進行該條路線野外數(shù)據(jù)采集時需要重啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，此過程在輸入地質點號時可能會出現(xiàn)遺漏未輸?shù)狞c號或重復輸入已使用過點號的情況；另外，在使用數(shù)據(jù)采集器進行數(shù)據(jù)采集時，在同一個點位無意中進行了多次點擊，這會導致出現(xiàn)“飛點”的情況(圖1)?！癇”過程劃線容易識別，一般很少出現(xiàn)重復，通常漏畫較多，一般為地質點處漏畫和分段路線間漏畫兩種情況?！癛”過程與“B”過程類似也是較少出現(xiàn)重復，漏畫較多，一般出現(xiàn)界線間漏畫、界線與地質點間漏畫和地質點間漏畫三種情況。除此之外還包括表1中的其他部分重復和漏畫以及“飛點”，在此不再贅述，整體上最容易出現(xiàn)錯誤的是點間界線“B”過程和分段路線“R”過程，特別是對于初學者來說，這些問題都難免會遇到。由于我們的目標任務是地質內(nèi)容的調(diào)查，因而在不影響野外地質內(nèi)容數(shù)據(jù)采集質量的前提下，可以通過一些室內(nèi)整理技巧進行補救。

3.2 “PRB”過程質量控制及解決辦法

當天路線地質調(diào)查結束時，盡可能對“PRB”各過程進行檢查核實，看是否存在問題。若是簡單問題盡可能在野外及時修正；若是復雜問題在保證野外數(shù)據(jù)采集客觀、真實、準確的基礎上，回到室內(nèi)進行補救，并在對應的批注信息或批注描述中詳細注明。

(1) “B”過程質量控制與解決辦法

“B”過程重復較少發(fā)生，通常存在漏畫。若為簡單的重復，一般不影響數(shù)據(jù)質量，可直接刪除其中一條未賦屬性的“B”過程。若為漏畫，先備份與“B”相關的內(nèi)容，以免后期修改時失誤導致其他“B”過程被覆蓋，查明漏畫的“B”隸屬于哪一個地質點、那一條“R”，到下一個地質點(不包括該點)共有多少條“B”，然后添加漏畫的“B”過程。若添加的是多條點間界線間的“B”過程，則查明是地質點上的哪一條“B”，再根據(jù)GPS點位并結合產(chǎn)狀和“V”字型法則添加、編輯并賦予相應的屬性；若添加的是地質點上的“B”過程且該地質點到下一地質點之間再無“B”過程，或是兩個地質點之間最后一條“B”過程，則根據(jù)GPS點位并結合產(chǎn)狀和“V”字型法則直接添加、編輯并賦予相應的屬性；最后依次檢測、修改調(diào)整過“B”的屬性。“B”過程添加可在路線整理過程中通過“+B”快捷鍵方式添加。

圖1 D0001-D0002點間“R”與“B”過程修改前后對照圖Fig. 1 Comparison of “R” and “B” process between D0001-D0002 before and after modification1-地質點；2-產(chǎn)狀；3-衛(wèi)星定位點； 4-照片； 5-素描； 6-樣品； 7-點間界線；8-分段路線1-geology point; 2-attitude; 3-GPS point; 4-photo; 5-sketch; 6-sample; 7-boundary; 8-routing

(2) “R”過程質量控制與解決辦法

“R”過程類似于“B”過程，重復較少發(fā)生，通常也是存在漏畫現(xiàn)象。若為重復，處理方法類似于“B”，可直接刪除。若為漏畫，查明漏畫的“R”隸屬于哪一個地質點、哪一條“R”。若是兩個地質點間的最后一條“R”，則直接添加、編輯并賦予相應的屬性即可；若為中間漏畫的“R”過程，則先備份與“R”相關的內(nèi)容，以免后期修改失誤導致其他“R”過程被覆蓋，再添加、編輯并賦予相應的屬性?！癛”過程添加方法可通過剪斷“R”成兩部(陳明華等，2008)或通過路線整理過程中“+R”快捷鍵直接添加，兩種方法步驟基本一致，在此不再贅述。

(3) “P”過程質量控制與解決辦法

“P”過程出現(xiàn)重復偶有發(fā)生，一般不影響整個路線數(shù)據(jù)采集的質量，可在DGSInfo野外手圖路線界面依次打開相應野外手圖庫→地質填圖數(shù)據(jù)操作→圖式圖例整理→統(tǒng)改野外手圖地質點號，然后采用“倒序法”依次從后面往前修改直至修改到重復點為止。對重復的那個“P”過程進行手動修改包括歸屬的“B”過程、“R”過程、相片、素描、產(chǎn)狀及采樣點等內(nèi)容。若為遺漏“P”過程最好在野外補充完整，并以最后一個地質點的形式添加。若在遺漏“P”過程的位置有GPS采集點控制且在紙介質野外用地形圖對應位置上有標注則可直接在室內(nèi)添加，否則須再次野外實地采集，以保證“P”過程的質量。室內(nèi)直接添加“P”過程可分為以下兩種情況：① 遺漏地質點前后兩地質點間無各種“B”過程的，在兩個地質點間的“R”過程中增加一個控制點，將“R”分成兩部分，前一部分仍屬上個地質點，后一部分則屬添加的地質點；② 遺漏地質點前后兩地質點間有“B”過程，則于其中一個“B”過程處添加遺漏的地質點，該添加地質點處“B”過程和該點至下一點之間的所有“R”和“B”過程等都屬于該點。

(4) 遺漏相片、素描、產(chǎn)狀及采樣點的質量控制與解決辦法

對于遺漏相片、素描、產(chǎn)狀、化石及樣品點情況，只需查明遺漏的相片、素描、產(chǎn)狀、化石及樣品點等隸屬于哪一個地質點、哪一條“R”，然后在有GPS控制點位的情況下把遺漏的相片、素描、產(chǎn)狀及采樣點置于相應位置即可。同樣通過“倒序法”進行編輯，在對話框中填寫該遺漏相片、素描、產(chǎn)狀、化石及樣品點隸屬的地質路線號、地質點號及相關內(nèi)容即可。

(5) “飛點”的質量控制與解決辦法

我們在地理學習內(nèi)化過程中，對相關內(nèi)容主動進行比較、對照和鑒別，不但開闊了眼界、活躍了思維，同時使認識不斷趨于充分趨于深刻。 教學中會遇到許多同構異行或是同行異構的知識內(nèi)容，在對要素教學和鞏固中，明顯的是有比較才有鑒別。不照本宣科，不本本主義，在相同與相異中辯證剖析，寓意深遠。

對于地質點(相片、素描、產(chǎn)狀及采樣點等)“飛點”的情況，因為“飛點”不影響整個數(shù)據(jù)的質量，我們可以通過直接刪除的辦法解決(圖1)。

3.3 “PRB”過程屬性庫的修改

數(shù)字地質調(diào)查系統(tǒng)野外采集到的數(shù)據(jù)通常是以數(shù)據(jù)庫形式保存的，然而數(shù)字地質調(diào)查系統(tǒng)自動生成的數(shù)據(jù)庫結構相對單一，靈活性差，因此，一般要求“PRB”過程具連續(xù)性，實際上野外數(shù)據(jù)采集也應該是一個連續(xù)的過程。雖然我們通過一系列室內(nèi)補救措施可以解決由各種因素導致的“PRB”過程重復輸入或遺漏的現(xiàn)象，但是在室內(nèi)無論是使用哪種方法進行的修改，也無論修改的是“PRB”過程的那個過程，經(jīng)補救后產(chǎn)生的各個過程都不是連續(xù)的，在數(shù)據(jù)庫中并未按照我們的修改順序排在歸屬地質點號(該地質點至下一地質點之間的所有“B”、“R”、相片、素描、產(chǎn)狀、化石及樣品等都歸屬于該地質點)的后面，是一種混亂的數(shù)據(jù)庫結構，混亂數(shù)據(jù)庫結構對后期數(shù)據(jù)的入庫、數(shù)據(jù)結構的管理以及數(shù)據(jù)資料的檢索工作都有影響。目前，針對這些問題還沒有工作者給出過詳細快速的解決方法，筆者在填圖過程中反復實踐、不斷思考，總結了一些經(jīng)驗和方法，簡述如下：

首先看一下通過室內(nèi)補救后“B”和“R”過程的圖面情況(圖1)，可以看出在D0001點的B1、B2和D0002點的B0之間插入地質界線時原來的B1不變，插入B1和B2之間的地質界線改成了B2’，原來的B2則改成了B3’，原來B2和D0002之間插入的地質界線改成了B4’?！癛”過程也同樣發(fā)生了變化，原來的R3改成了R4’、R5’，原來的R2改成了R2’、R3’，原來的R1不變。然后看一下補救后“B”過程的屬性結構(圖2)，從圖2b中可以看出補救后“B”過程的屬性結構的排列順序是歸屬于D0001點的B1、B3’、歸屬于D0002點的B0、歸屬于D0001點的B2’、B4’，而不是按照歸屬于D0001點的B1、B2’、B3’、B4’、歸屬于D0002點的B0的順序排列。再看一下補救后“R”過程屬性結構(圖3)，從圖3b中可以看出補救后“R”過程的屬性結構的排列順序是歸屬于D0001點的R1、R2’、R4’、歸屬于D0002點的R1、歸屬于D0001點的R3’、R5’，而非按照歸屬于D0001點的R1、R2’、R3’、R4’、R5’、歸屬于D0002點的R1的順序排列。這是一種混亂的數(shù)據(jù)結構。

圖2 D0001-D0002點間“B”過程修改前后屬性對照圖Fig. 2 Attribute contrast of “B” process between D0001-D0002 before and after modificationa-“B”過程修改前；b-“B”過程修改后；c-屬性順序修改后；d-ID順序修改后a-B process before modification；b-B process after modification；c-modified property order；d-ID order after modification

圖3 D0001-D0002點間“R”過程修改前后屬性對照圖Fig. 3 Attribute contrast of “R” process between D0001-D0002 before and after modificationa-“R”過程修改前；b-“R”過程修改后；c-屬性順序修改后；d-ID順序修改后a-unmodified R process；b-modified R process；c-modified property order；d-modified ID order

針對上述問題，前人總結了多種修改方法(陳明華等，2008；黃成，2009；朱鳳麗，2012)，但均存在一定的不足和缺陷，筆者認為下述修改方法可以快速解決這些問題：首先打開對應的野外手圖路線→工程編輯中勾選Boundary.wl或Routing.wl(或通過左鍵單擊快捷鍵EB或ER)→其他(T)選擇(按住Ctrl鍵依次選擇歸屬于D0001點的B1、B2’、B3’、B4’、歸屬于D0002點的B0這5條地質界線；或選擇歸屬于D0001點的R1、R2’、R3’、R4’、R5’、歸屬于D0002點的R1的點間路線)→其他(T)剪切→其他(T)粘貼，這樣就完成了屬性庫的修改，通過上述修改各地質界線(各點間路線)的ID號排列順序發(fā)生了變化(圖2c、圖3c)。如若需修改的地質界線(點間界線)比較少，可以通過線屬性編輯依次修改ID號完成(這種方法操作簡單，但較慢)；如若需修改的地質界線(點間界線)比較多，可以借助于MAPGIS屬性庫管理子系統(tǒng)來實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)改，具體操作步驟(圖4)為：MAPGIS庫管理→屬性庫管理子系統(tǒng)→文件→裝入線文件→選擇Boundary.wl文件或Routing.wl文件→打開→屬性→改屬性→統(tǒng)改線屬性→選擇需要的統(tǒng)改字段(本次選擇ID、統(tǒng)改方式選增量方式、初始值填“1”、增量值填“1”)→確定→保存。這樣即完成了“B”過程或“R”過程的修改(圖2d、圖3d)。

室內(nèi)補救后“P”的圖面情況見圖5，可見D0001和D0002點之間插入添加地質點后原來的D0001不變，添加地質點成了D0002，原來的D0002則改成了D0003?！癇”和“R”過程也發(fā)生了變化，原D0001上的B2改成了現(xiàn)D0002點上的B0，原D0002點上的B0改成了現(xiàn)D0003點上的B0；原D0001上的R3改成了現(xiàn)D0002點上的R1，原D0002點上的R1改成了現(xiàn)D0003點上的R1；同樣相片、素描、產(chǎn)狀、化石及樣品等也都做了相應的修改；補救后“P”過程的屬性結構見圖6，從圖6b中可以看出補救后“P”過程的屬性結構的排列順序是D0001、D0003、D0002，而不是按照D0001、D0002、D0003的順序排列。針對“P”過程數(shù)據(jù)結構的混亂可參照上述修改“B”過程(“R”過程)的方法進行修改。修改完成后可以看出新插入的地質點D0002的ALTITUDE屬性為0.00，要結合數(shù)字地形圖填寫相應的高程值(產(chǎn)生的誤差在填圖允許誤差范圍內(nèi))。

圖4 統(tǒng)一修改ID操作流程示意圖Fig. 4 Sketch of operation flow for unified modification of ID

圖5 漏畫“P”過程修改前后對照圖Fig. 5 Comparison of missing “P” process before and after modification1-地質點；2-產(chǎn)狀；3-衛(wèi)星定位點；4-照片；5-素描；6-樣品；7-點間界線；8-分段路線1- geology point; 2- attitude; 3-GPS point; 4-photo; 5-sketch; 6-sample; 7-boundary; 8-routing

圖6 遺漏“P”過程修改前后屬性對照圖Fig. 6 Attribute contrast of missing “P” process before and after modificationa-“P”過程修改前；b-“P”過程修改后；c-屬性順序修改后；d-ID順序修改后a-unmodified P process；b-modified P process；c-modified property order；d-modified ID order

4 結論

數(shù)字化填圖技術已日趨完善，作為地學領域的一項新技術，初學者在工作中還是會遇到諸多問題。筆者通過在《湖北1∶5萬三角壩、建始縣、三里壩、屯堡、白楊坪、花果坪幅區(qū)域地質調(diào)查》項目工作中對數(shù)字填圖技術的實際操作，總結了一些該技術在實際運用過程中常見的問題，并對前人已經(jīng)提出的解決辦法進行了修改和補充，特別是新增加了遺漏地質點“P”過程的補救和對混亂數(shù)據(jù)庫屬性的修改，以及通過MAPGIS屬性管理子系統(tǒng)更加方便快捷修改“PRB”過程經(jīng)補救后混亂的ID號的方法。不妥之處，還請各位同行不吝指正。

致謝 本人在前期參與區(qū)域地質調(diào)查項目時，中國地質大學(武漢)朱云海教授、林啟祥教授及其項目組其他成員在數(shù)字填圖系統(tǒng)操作技巧方面給予了指導和幫助，在此表示感謝。

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Quality Control in the Process of “PRB” Digital Mapping Techniques and Rectification Methods for Common Problems: An Example of Route Geological Survey

LI Fu-lin, WU Fa-fu, WANG Cheng-gang, CHENG Xiang, WANG Jian-xiong

(WuhanCenterofChinaGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430205)

Based on the practical application of the Digital Geological Survey System in geological mapping on a scale of 1∶50000, this paper summarized a series of problems appeared during the process of field data acquisition, and adds or improves the previous solution methods to these issues. Meanwhile, the quality control for the progress of "P" is included. Furthermore, with the aid of Digital Geological Survey Information System (DGSinfo) and MAPGIS attribute database management subsystem, this paper suggests the methods for rapid rectification of the chaotic attribute data, which resulted from the indoor remediation in the "PRB" attribute database.

digital mapping techniques, route geological survey, process of the “PRB”, unified modification of attribute data

2014-5-16；

2014-12-16；[責任編輯]陳偉軍。

中國地質調(diào)查局區(qū)域地質調(diào)查專項(編號：12120113061900)資助。

李福林(1987年-)，男，2011年畢業(yè)于中國地質大學(武漢)，獲碩士學位，助理研究員，主要從事區(qū)域地質調(diào)查工作。E-mail: fulinxiangsong@163.com。

P618

A

0495-5331(2015)04-0705-08