數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的發(fā)展趨勢(shì)

田孟 李建 顧文帥 韋軼

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局205地質(zhì)隊(duì) 重慶市永川區(qū) 402160）

數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的發(fā)展趨勢(shì)

田孟 李建 顧文帥 韋軼

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局205地質(zhì)隊(duì) 重慶市永川區(qū) 402160）

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展引導(dǎo)著地質(zhì)工作手段的變革，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查新技術(shù)（數(shù)字填圖）的利用很大程度地提高了工作效率，同時(shí)使地質(zhì)成果的保存及查詢變得方便、快捷。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查主流程信息化團(tuán)隊(duì)在微軟停止Windows Mobile（WM）系統(tǒng)的技術(shù)支持，Android系統(tǒng)領(lǐng)銜移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)以及北斗導(dǎo)航（CNSS）逐步投入生產(chǎn)的處境下，經(jīng)過(guò)不懈努力研發(fā)了Android版數(shù)字填圖系統(tǒng)（AoRGMap），同時(shí)，完全自主的新一代數(shù)字地質(zhì)調(diào)查GIS平臺(tái)（DGSGIS）的面世，在語(yǔ)言上采用多語(yǔ)言版，平臺(tái)上脫離MapGIS67，文件格式上也獨(dú)立成型。筆者由此認(rèn)為，未來(lái)Android數(shù)字填圖將取代掌上機(jī)填圖，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)乃至資源勘查工作手段及資料文件匯交格式也將發(fā)生變革。

數(shù)字填圖；CNSS；DGSGIS；AoRGMap

1 引言

基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查是各國(guó)政府經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的最重要的基礎(chǔ)性地質(zhì)工作，各國(guó)政府對(duì)此項(xiàng)工作均十分重視，每年由國(guó)家財(cái)政預(yù)算予以保證。其中區(qū)域地質(zhì)調(diào)查（以下簡(jiǎn)稱區(qū)調(diào)）是基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查的核心內(nèi)容，是各國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)工作，也是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度的主要標(biāo)尺之一?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步改變了區(qū)調(diào)工作的方法及效率。自1999年起，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和國(guó)土資源部國(guó)際合作與科技司開(kāi)展相關(guān)研究項(xiàng)目，進(jìn)行數(shù)字填圖技術(shù)的研究、試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)。從“計(jì)算機(jī)輔助地質(zhì)填圖系統(tǒng)”項(xiàng)目研究開(kāi)始，到如今集數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息綜合平臺(tái)及資源儲(chǔ)量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)于一身的DGSS，乃至即將發(fā)布的自主GIS平臺(tái)軟件DGSGIS，展示著區(qū)調(diào)工作技術(shù)的革新。同時(shí)，數(shù)字填圖系統(tǒng)不僅運(yùn)用在區(qū)調(diào)、礦調(diào)、資源勘查方面，在其他地質(zhì)工作中也得到了廣泛應(yīng)用。

搭載著北斗導(dǎo)航（CNSS）通訊與全球定位系統(tǒng)（GPS）的Android版數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)的崛起，獨(dú)立自主的DGSGIS的面世，帶有北斗導(dǎo)航模塊手機(jī)的開(kāi)發(fā)、上市，更是將地質(zhì)調(diào)查工作的數(shù)字化轉(zhuǎn)向智能化推進(jìn)了一大步。

2 數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的發(fā)展趨勢(shì)

2010年10月，微軟宣布停止對(duì)WM系統(tǒng)的技術(shù)支持。而安卓系統(tǒng)以其免費(fèi)開(kāi)源的優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)絕大部分市場(chǎng)?；跉埧岬膬?yōu)勝劣汰的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則，很多電子產(chǎn)業(yè)及軟件行業(yè)已瞄準(zhǔn)Android市場(chǎng)，大量的Android電子產(chǎn)品及Android軟件應(yīng)運(yùn)而生。基于WM系統(tǒng)的移動(dòng)端數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)Rgmap命運(yùn)隨著安卓系統(tǒng)的獨(dú)占鰲頭出現(xiàn)危機(jī)。中國(guó)地調(diào)局迅速研發(fā)并測(cè)試了Android版數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)AoRGMap，測(cè)試表明安卓版數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)操作更方便、快捷，受到了廣大地質(zhì)工作者的好評(píng)。

同時(shí)，地質(zhì)調(diào)查主流程信息化團(tuán)隊(duì)歷時(shí)四年，終于搭建了完全自主的新一代數(shù)字地質(zhì)調(diào)查GIS平臺(tái)（DGSGIS）和智能數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)，為數(shù)字地質(zhì)調(diào)查技術(shù)的深入推廣應(yīng)用，向著力打造完全自主國(guó)內(nèi)數(shù)字地質(zhì)調(diào)查公益性一流軟件品牌目標(biāo)邁出了堅(jiān)實(shí)一步。

2.1 Android數(shù)字填圖系統(tǒng)與掌上機(jī)填圖系統(tǒng)對(duì)比

隨著數(shù)字技術(shù)的不斷進(jìn)步，系統(tǒng)、軟件、硬件更新?lián)Q代的節(jié)奏越來(lái)越快，地質(zhì)行業(yè)的發(fā)展也有明顯的提高。所謂“尺有所短寸有所長(zhǎng)”，傳統(tǒng)工作方法及手段已滿足不了地質(zhì)工作者對(duì)市場(chǎng)化下地質(zhì)工作安全、高速、高質(zhì)量、高效益的需求；掌上機(jī)數(shù)字填圖技術(shù)推行已久，其技術(shù)業(yè)已臻成熟，然而其前景暗淡無(wú)光；Android填圖技術(shù)雖為新秀，卻已初露鋒芒，其發(fā)展前景不可估量。

2.1.1 系統(tǒng)平臺(tái)

數(shù)字填圖新技術(shù)移動(dòng)端最初的開(kāi)展是基于微軟WM系統(tǒng)下的掌上機(jī)，操作軟件為Rgmap，其利用GPS自動(dòng)定位，并在掌上機(jī)自動(dòng)落點(diǎn)，快捷方便的實(shí)現(xiàn)PRB填圖過(guò)程，利用按間隔時(shí)間或距離自動(dòng)采點(diǎn)功能，實(shí)時(shí)顯示地質(zhì)工作者野外工作軌跡。這種新技術(shù)給地質(zhì)行業(yè)帶來(lái)的便利高效有目共睹，但遺憾的是，2010年10月，微軟對(duì)外宣布終止對(duì)WM系統(tǒng)的所有技術(shù)支持。如同win2000以前的微軟系統(tǒng)一樣，大部分軟件開(kāi)發(fā)者隨著微軟對(duì)系統(tǒng)技術(shù)的不支持，轉(zhuǎn)為研發(fā)新系統(tǒng)兼容的新軟件或者升級(jí)原軟件以保持與新系統(tǒng)的兼容，伴隨著winXP與WM系統(tǒng)而生的軟件將面臨重新升級(jí)或者湮沒(méi)命運(yùn)。很明顯，中國(guó)地調(diào)局至今沒(méi)有將WM系統(tǒng)下的掌上機(jī)數(shù)字填圖軟件升級(jí)以兼容WP系統(tǒng)，隨著技術(shù)的落后及漏洞的發(fā)現(xiàn)，WM系統(tǒng)下曾備受青睞的Rgmap終將湮沒(méi)。

而在眾多自成一家的系統(tǒng)（Android，蘋果，黑莓，Linux等）中，作為后起新秀的Android系統(tǒng)，以其免費(fèi)開(kāi)源的優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)絕大部分市場(chǎng)?；跉埧岬膬?yōu)勝劣汰的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則，很多電子產(chǎn)業(yè)及軟件行業(yè)已瞄準(zhǔn)Android市場(chǎng)，大量的Android電子產(chǎn)品及Android軟件應(yīng)運(yùn)而生。在此背景下，中國(guó)地調(diào)局也隨即開(kāi)發(fā)了數(shù)字填圖系統(tǒng)（Android版），即AoRGMap，并在投入生產(chǎn)中獲得了廣大地質(zhì)工作者的好評(píng)。

2.1.2 桌面操作

野外工作的開(kāi)展盡可能縮短時(shí)間以提高效率，因此對(duì)重復(fù)工作的簡(jiǎn)化至關(guān)重要。筆者在此僅以P過(guò)程定地質(zhì)點(diǎn)為例做簡(jiǎn)單對(duì)比介紹，其他操作同理。

掌上機(jī)填圖系統(tǒng)的操作主要是利用手寫筆點(diǎn)擊菜單式操作，其界面菜單較為繁復(fù)，在桌面環(huán)境下，首先進(jìn)行手工采點(diǎn)并居中顯示后，依次用手寫筆點(diǎn)擊編輯——新增PRB——地質(zhì)點(diǎn)，然后在十字絲中心位置點(diǎn)擊，再切換至文本編輯進(jìn)行地質(zhì)內(nèi)容的描述。最后點(diǎn)擊保存即完成操作，如圖1。

圖1 掌上機(jī)填圖系統(tǒng)操作界面

然而Android填圖系統(tǒng)主要利用多點(diǎn)式觸摸屏進(jìn)行操作，界面簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。手觸采點(diǎn)——居中——，點(diǎn)觸十字絲中心，確定后直接進(jìn)入地質(zhì)點(diǎn)描述界面。最后確定即完成操作，如圖2。

對(duì)比可知，在操作上，掌上機(jī)不斷的重復(fù)著編輯、新增PRB或者點(diǎn)、線編輯等操作，對(duì)整個(gè)圖形的放大縮小、移動(dòng)等操作也必須點(diǎn)相應(yīng)的菜單來(lái)響應(yīng)。而手機(jī)上只需手觸相應(yīng)PRB及照片、產(chǎn)狀、標(biāo)本的圖標(biāo)就可以進(jìn)入新增與編輯界面，同時(shí)還可進(jìn)入屬性聯(lián)動(dòng)狀態(tài)查看并修改相應(yīng)地質(zhì)點(diǎn)信息，觸摸式直接對(duì)圖形進(jìn)行放大縮小、移動(dòng)等，利用系統(tǒng)配置的電子羅盤進(jìn)行方位測(cè)量，在拍照的同時(shí)即可調(diào)用羅盤進(jìn)行鏡頭方向的填入，為大量的野外工作中節(jié)省了時(shí)間，體現(xiàn)出高效率的地質(zhì)工作。在界面上，掌上機(jī)填圖系統(tǒng)將新增點(diǎn)、線操作菜單單獨(dú)列出，界面復(fù)雜化；而Android填圖系統(tǒng)將菜單合為一體，圖標(biāo)與文字結(jié)合，界面簡(jiǎn)潔、清楚。

圖2 手機(jī)填圖系統(tǒng)操作界面

2.1.3 軟件匹配

任何系統(tǒng)沒(méi)有相應(yīng)的五花八門的平臺(tái)軟件是走不遠(yuǎn)的，隨著微軟停止對(duì)WM系統(tǒng)的技術(shù)支持，即代表這一系統(tǒng)已被放棄，對(duì)于被放棄的系統(tǒng)是沒(méi)有人愿繼續(xù)耗費(fèi)大量的資源去開(kāi)發(fā)軟件。原本掌上機(jī)上能供地質(zhì)工作者運(yùn)用的專業(yè)軟件就不多，而地質(zhì)行業(yè)所需的軟件很具專業(yè)性，此后更鮮有人去開(kāi)發(fā)。

Android系統(tǒng)以其簡(jiǎn)易的程序語(yǔ)言，備受大眾青睞，許多地質(zhì)工作者出于對(duì)工作的需要，自己編寫軟件。其中運(yùn)用較廣的應(yīng)為天鷹編寫的GPS定位軟件sgps。利用Android手機(jī)自帶的GPS模塊，無(wú)需上網(wǎng)流量，即使在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的地方，只要能收到GPS信號(hào)就能進(jìn)行坐標(biāo)定位。據(jù)筆者野外實(shí)踐并與常用手持GPS做對(duì)比，同一點(diǎn)位兩者誤差在10m內(nèi)，值得一提的是常用手持GPS其定位也并不精準(zhǔn)，故在野外工作中，對(duì)于定位精度要求不高的，可不用攜帶手持GPS，而手機(jī)為出野外必帶通訊工具，裝上sgps軟件可給地質(zhì)工作者帶來(lái)了便利。

同時(shí)百度、高德、谷歌等地圖軟件的充分利用對(duì)地質(zhì)工作者辨路，看地形帶來(lái)很大好處，通過(guò)它充分了解附近地形、道路、村莊等情況，減少工作中的安全隱患。畢竟有時(shí)候紙質(zhì)地形圖并非是最新測(cè)量成果，而此類地圖時(shí)常更新，保持了較新的地圖數(shù)據(jù)。

2.1.4 性價(jià)成本

盡管工作需要效率，但同時(shí)也得考慮投入成本。隨著電子行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，掌上機(jī)從最初的高價(jià)位到現(xiàn)在的低價(jià)位。

Android手機(jī)因行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各廠商均在不斷提高機(jī)身配置降低價(jià)格以滿足消費(fèi)者不斷提高的需求。并且大部分手機(jī)均具前后置攝像頭，像素一般在500～1300萬(wàn)之間，其自帶的攝像、錄音功能足夠滿足地質(zhì)工作中的音像資料收集用，不再需要另購(gòu)數(shù)碼相機(jī)、錄音筆。此外，手機(jī)自帶電子羅盤功能也可完全取代地質(zhì)羅盤。

作為野外工作人員，盡量減少攜帶工具以利工作是最理想的，手機(jī)作為通訊工具，出野外是不可或缺的。將以前攜帶掌上機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、錄音筆、手持GPS、羅盤、手機(jī)的工作方式變?yōu)閮H帶手機(jī)的方式，明顯減輕了工具繁雜的現(xiàn)象，同時(shí)也減輕了工作中的野外負(fù)重，大大節(jié)省了成本的投入。

2.2 CNSS

2.2.1 CNSS在地質(zhì)行業(yè)的應(yīng)用

近年來(lái)我國(guó)自制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（CNSS）不斷完善，并取得了很大成功。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)被應(yīng)用于地質(zhì)工作，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn)在保密性、定位更精確性、便捷管理性，而其信號(hào)覆蓋廣更確保了野外工作人員安全。中國(guó)地調(diào)局在數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)（2010版）（20110719更新）里加入北斗模塊，隨后在掌上機(jī)數(shù)字填圖軟件Rgmap里也加入了北斗模塊與數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)（2010版）配套使用。

2.2.2 CNSS在手機(jī)市場(chǎng)的應(yīng)用

隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的成熟，自首款支持北斗導(dǎo)航的智能手機(jī)（三星Note3）問(wèn)世后，大部分電子廠商開(kāi)始在自己的手機(jī)產(chǎn)品中加入了北斗導(dǎo)航模塊（如小米4、諾基亞930、華為P8、三星GALAXYS6等）。此外，工信部積極呼吁大力扶持國(guó)內(nèi)手機(jī)芯片廠商進(jìn)入北斗芯片研發(fā)領(lǐng)域，多管齊下推動(dòng)北斗定位在手機(jī)、平板、M2M終端等各種載體上的推廣應(yīng)用。以此看，雖然掌上機(jī)填圖系統(tǒng)更早地加入了北斗模塊，但在北斗系統(tǒng)尚未完善，優(yōu)勢(shì)尚未完全發(fā)揮前就注定了不會(huì)再有巔峰時(shí)期，而據(jù)最新消息：Android填圖系統(tǒng)同時(shí)加入了北斗導(dǎo)航通訊并與GPS進(jìn)行雙模式定位，充分發(fā)揮雙方的優(yōu)勢(shì)。

2.3 DGSGIS

鑒于MapGIS平臺(tái)在win7、win8、win8.1、win10系統(tǒng)中底層支持性能較差，存在部分不兼容性（如修改目錄環(huán)境退出；編輯屬性結(jié)構(gòu)假死；投影參數(shù)之橢球面高程為-0等），中國(guó)地調(diào)局開(kāi)發(fā)了新的GIS平臺(tái)軟件DGSGIS，它包括了桌面平臺(tái)與移動(dòng)平臺(tái)，與DGSS相比：桌面平臺(tái)脫離MapGIS67文件格式（wt/wp/wl/msi）具有自己的文件格式（tm+ta/lm+la/pm+ta/fm+tif），同時(shí)支持與MapGIS67、Arcgis等文件格式轉(zhuǎn)換；移動(dòng)平臺(tái)采用Android智能終端，操作軟件為AoRGMap，簡(jiǎn)化操作（特別是野外手圖配準(zhǔn)），桌面、移動(dòng)平臺(tái)數(shù)據(jù)格式一致，無(wú)需轉(zhuǎn)換，綁定各階段操作的數(shù)據(jù)對(duì)象，自動(dòng)完成成果傳遞與繼承。此外，該軟件最新版本在野外手圖數(shù)據(jù)交換中已取消掌上機(jī)的支持，見(jiàn)圖3～4。該系統(tǒng)目前仍處于內(nèi)測(cè)階段，中國(guó)地調(diào)局已在全國(guó)各省乃至境外開(kāi)展相關(guān)技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)，據(jù)各測(cè)試部門的反饋及筆者在工作中的實(shí)際測(cè)試，效果非常好。

圖3 DGSS野外手圖數(shù)據(jù)交換界面

圖4 DGSGIS野外手圖數(shù)據(jù)交換界面

3 結(jié)語(yǔ)

綜合討論，雖然基于WM系統(tǒng)的掌上機(jī)填圖技術(shù)起步早，技術(shù)成熟，但由于新技術(shù)（如CNSS技術(shù)的成熟、DGSGIS軟件的應(yīng)用、Android智能手機(jī)性能的不斷提升等）的不斷發(fā)展，Android系統(tǒng)的Android填圖技術(shù)以其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)（手機(jī)輕便易攜、低成本、選擇多樣化、系統(tǒng)界面操作簡(jiǎn)便、配套軟件豐富、發(fā)展前景可觀等）及中國(guó)地調(diào)局的不斷推廣將成為主流。數(shù)字填圖技術(shù)的進(jìn)步為地質(zhì)工作的開(kāi)展節(jié)省了成本，帶來(lái)了高效。

[1]張洪濤，莊育勛，劉鳳山，等.20世紀(jì)末中國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作方法新進(jìn)展[M].地質(zhì)出版社，2003，10.

[2]李超嶺，于慶文，張克信，等.數(shù)字區(qū)域地質(zhì)調(diào)查基本理論與技術(shù)方法[M].地質(zhì)出版社，2003，8.

[3]李超嶺.我國(guó)數(shù)字填圖研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].新疆地質(zhì)（第21卷增刊），2003，12.

P623

A

1004-7344（2016）04-0182-02

2016-1-20