數字地質填圖數據處理技術的分析和比較

袁靜 于向前 祁萃萃

1.遼寧省冶金地質勘查局四〇一隊，遼寧鞍山 114005

2.東北巖土工程勘察總公司，遼寧鞍山 114000

摘要 所謂數字地質填圖，就是在特定區(qū)域取得的區(qū)域進行地質調查，將其結果以數字化統一的形式進行再現。當前數字地質填圖的現狀和發(fā)展趨勢已基本實現了收集、貯存、管理、數字化測圖、描述、分析和再現地質實體數據信息，在地球表面的空間分布。地質、地理、地球物理、地球化學，遙感都可以作為計算機輔助分析和地質填圖中的數據來源。

關鍵字 地質；地質填圖；數據處理

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

由于過去10年的快速發(fā)展和廣泛應用，空間技術與現代信息技術的結合越來越緊密，隨著應用的不斷深入和社會需求的不斷變化，以及區(qū)域地質調查工作的不斷變化，無論從理論上還是從具體的應用中，地圖填圖內容和表現形式都發(fā)生了很大的變化。這些變化的產生，就需要廣大地質工作者，在現有工作的基礎上，創(chuàng)建新的知識體系。面對這一變化，需要加快基礎地質研究的步伐。地質調查在滿足社會的需求的過程中，得以改變和加快，并為國家的繁榮和持續(xù)發(fā)展提供一個可靠的地質資料。區(qū)域地質調查工作，涉及各個領域的研究，其研究水平和發(fā)展程度，不僅是衡量一個國家地質工作和地質科學和技術的整體水平的重要標志，也是國家資源預測約束與評價的重要因素。

1 國內外數字地質填圖研究現狀

信息技術的采用被視為區(qū)域地質調查領域最大的進步。

由于地理信息系統、全球定位系統（GPS）、遙感等高新技術的廣泛應用，使得地質調查（填圖）的效率和地質填圖的質量都得到了提高，地質填圖的速度較之以往也大大加快，區(qū)域地質調查這一以往難度最大的地質調查，實現了全過程的信息化，并建立了數字地質圖數據庫，從根本上改變了傳統的紙質地質圖，實現了地質圖的信息共享，靈活的信息檢索，為擴大服務領域奠定了基礎，并大大提高了為社會提供服務的能力。許多國家都在開展新的國家地質填圖計劃，于此同時還定義了高科技的應用程序的基本要求。在我國，從第八個五年計劃開始，就已經進行地質和礦產資源的研究工作。到“九五”時期，在這一領域的研究，采取走出去，請進來的方式，開展數字制圖技術的跟蹤和相應技術項目的開展，這些研究工作都是圍繞計算機技術的應用展開的，很少涉及數字填圖核心技術的研究。縱觀國內和國外的關鍵領域的數據采集軟件，大多數都是回到室內對野外收集的數據進行整理，然后把整理的數據輸入到事先建立的數據庫中，或是把采集的數據按照預先定義的數據格式，建立格式化文件，存入到數據庫中，在這一過程中，借助現代的計算機技術，已經實現對文件的自動讀取，并將結果自動保存到數據庫相關表格中。這種事后二次輸入的方法主要存在以下缺點，一是工作效率比較低，第二，沒有從根本上解決野外地質調查數據獲取的最基本的核心技術，過于結構化的數據輸入，要求地質采集人員改變他們觀察和記錄野外地質信息的方式和方法，在指定地點的位置信息和屬性信息進行分離管理。目前的電子地圖處理系統領域，該系統對區(qū)域地質實地調查的對象進行了分類和定義，并建立相關的數據組織模型。到目前為止，直接在實地地質調查現場進行野外數據采集的系統和其配套的數字化測圖系統仍然處于起步階段，但也可以把傳統的記錄字段轉換為數字系統，應用計算機技術把信息直接記錄到筆記本中，在一些項目中，從系統的角度進行本地研究工作，這種做法不屬于數字化測繪技術領域。野外地質調查和制圖數字化采集技術，是把野外地質觀察和地質調查和制圖過程中的實際材料完全數字化的過程。這個過程是獲取技術和數字化研究的重點。

2 數字填圖技術理論研究的分析和比較

數字填圖系統是一個對地質實體在地球表面空間分布的有關的數據，進行收集、存儲、管理、描述、分析和再現的一套系統。通過使用該系統可以幫助地質學家，通過外觀測路線的調查，結合地球物理，地球化學和遙感等學科，全面的分析和解釋地球的地質和地貌，并進行最終的填圖工作。交互式的處理能力和可視化的快速計算能力，可以幫助地質學家對所觀測到數據進行反復嘗試，使其可以很容易地改善他們的知識模型和實測面積圖。這是傳統的方式很難或不可能實現的工作。因此，國家測繪地質學家一直在試圖尋找相應的工具和方法。它涉及到包括：區(qū)域地質調查空間數據的采集和錄入；領域的數據和地質圖空間數據模型及其數據的表達，地球物理，地球化學和遙感，多源數據的集成；數字化測圖測繪系統的項目管理，開發(fā)，質量保證和標準化；定量的質量評價體系的區(qū)域地質調查；數字化測圖系統中的基本理論和方法框架；區(qū)域地質調查數據的共享，分析和應用；區(qū)域地質調查數據顯示的區(qū)域地質調查數據庫存儲和處理屬性數據視野。在數字化測繪技術和填圖理論研究領域，主要包括數字地質填圖的相關概念的定義，地質建模，數字化測圖的物理模型，數學模型的數字化測圖等方面，在數字填圖技術的數字化過程模型、數據操作、數字填圖定量質量評價體系及與數字填圖相關的技術規(guī)范和標準等方面有一個全面地、系統地研究和發(fā)展，將逐步形成一門與地質學科緊密結合、相關的學科-數字區(qū)域地質調查。區(qū)域地質調查空間數據的采集和計算機輸入理論與技術主要包括：如何有效地把地理要素數據輸入到計算機中，這是一項瑣碎的、費時費力的工作。就目前大多數情況而言，地理特征數據是從紙質地圖輸入到計算機中，常用的方法是數字化掃描，數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問題，掃描柵格數據如何變換成GIS數據庫通常要求的點，線，面，拓撲關系屬性的形式。輸入的數據是現在和更多的非地圖形式，遙感是一種形式之一，遙感數據已成為一個重要的數據采集的數據源。地圖數據，遙感數據到計算機是比較容易的，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；地理數據采集，GPS技術的另一個重大進展。GPS可以準確，快速地定位地球表面的任何地方。現場數據采集所涉及的研究幾何空間地質實體的數據采集和計算機輸入法，現場手圖電子地址空間數據采集和計算機輸入鍵。因此，現場數據采集，GPS定位，其相應的數據模型是數據采集的研究內容。

參考文獻

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