淺談數字水文地質調查系統在水文地質環境地質調查中的應用

袁成飛

摘? ?要：為了建立完善的調查區水文地質環境地質調查信息系統，實現調查數據采集和管理，切實服務于相關的專業機構及項目。本文以客觀地角度，結合水文地質環境地質調查項目中綜合應用數字水文地質調查系統的實際情況，及時整理并歸納了數字調查系統的構成組織、軟件實操步驟及其應用的綜合評價。為詳細構建數字水文地質調查系統一體化的應用步驟及工作各階段進程提供了依據。

關鍵詞：數字水文地質調查系統? 數據采集? 水文地質環境地質調查

中圖分類號：P641.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0120-03

數字水文地質調查系統以高效便捷的技術手段推進了水文地質環境地質調查信息化進程。該系統運用于項目工作中，切實提升了1：5萬水文地質調查的質量和水平，達成“野外調查、編圖、數據庫”三位一體技術運用創新，促進并保障了水文地質調查全過程、多方位科技創新的工作思路。展現了信息系統建設與水文地質環境地質調查工作形成了有機結合，為地質資料及成果管理、信息輸出等調查工作創造了良好的社會化服務基礎 。

1? 數字水文地質調查系統構成

數字水文地質調查系統由水文地質調查野外數據采集系統、水文地質調查數

據桌面系統、公共地圖（MapViewV2.2）輔助工具三部分組成。系統構成軟件是中國地質科學院水文地質環境地質研究所根據《水文地質調查規范（1：50000）》組織研發。主要運用于水文地質環境地質調查相關項目，服務貫穿了野外數據采集、調查數據輸出、數據庫分析建設管理、成果圖編制等分項工作。其中，野外數據采集系統實現野外調查GPS定位、路線軌跡記錄、地質界限圈定、實時景象拍攝、調查點綜合描述數據記錄等操作，管理野外調查實際材料數據文件。數據

桌面系統、公共地圖輔助工具重點運用于數據庫管理和數據庫專業應用分析評價，實現調查數據處理、原始資料統計輸出、水文地質評價、專業圖件制作等具體功能。

2? 數字水文地質調查系統在水文地質環境地質調查中的應用

本文選擇以“貴州省打邦河流域沙子溝幅1∶5萬水文地質環境地質調查”項目為例，簡要說明數字水文地質調查系統的具體應用。根據實際調查的需要，確定每種調查點的數據結構，并將調查點數據表標準化，這是進行野外數字填圖調查的支撐體系[1]。圖幅區水文地質環境地質調查工作重點一是查明區內區域巖溶水文地質條件，包括地下水系統邊界、系統內不同巖性含水巖組分布及其相互間的地下水補徑排關系，巖溶地下水出露的分布、流量、水位動態、地下水資源量時空分布特征等;二是查明區內主要環境地質問題，如巖溶干旱、內澇、石漠化、水環境問題等一系列地質環境問題。在系統中則可以有目的、有方向、有針對性地找到相關水文地質環境地質調查的支撐體系。

2.1 應用方法及步驟

2.1.1 公共地圖（MapViewV2.2）與手圖準備

公共地圖（MapViewV2.2）輔助工具用于為使用野外數據采集系統開展野外調查工作提供所需的底圖準備。輔助工具囊括了地圖緩存、底圖配準、提取子庫、拼接大圖、圖幅查詢及定位等功能。可通過標準圖幅、當前窗口范圍、全國范圍和自定義等不同選項下載瓦片技術支持下所需的相關交通圖、地勢圖和衛星圖。在水文地質環境地質調查工作準備階段，需收集并整理工作區相關的地形、水文地質資料。如區域的地形圖資料、以往區域工作的地質背景、區域的地質特征、地質環境、地球物理、地球化學、遙感影像圖等。一般而言，地面調查底圖以收集最新的1：50000地形圖（CGCS2000坐標系、1985國家高程基準）為基礎，地質部分以區內地質調查已完成的1：250000圖幅為基礎，進行疊加后放大，分割為4幅1：25000地質圖加入到數字水文地質調查系統里作為野外調查手圖開展工作。

2.1.2 野外調查

野外地質調查主要運用平板或智能手機，利用野外數據采集系統軟件完成野外導航、定點、定位等。鑒于水文地質調查具有重復性的特點，需盡可能地將圖幅區的各種水文地質資料收集整理出來。收集的數據可通過桌面系統按模板梳理，運用系統工具將相關數據導入到野外數據采集系統中，在調查時即可調出相應重復點。調查系統工具如圖2所示。野外調查采集系統使用步驟如下：

（1）進入水文地質環境地質調查野外采集系統時，可按計劃新建調查路線或選擇繼續當前路線。

（2）在調查點處，等待GPS位置點位穩定且準確有效時，進行定點。

（3）在掌機野外數據采集系統中逐項錄入并保存水文地質點的各種信息，如點號、點性、地層、相應地質現象描述、成因分析、流量數據觀測、水化學實驗測試、樣品采集等詳細內容。

（4）及時記錄訪問信息，截取平面位置示意圖、繪制信手剖面示意圖及素描圖，拍攝數碼照片等。

這樣循序漸進，由點到線、由線到面，完成整條路線調查的任務，即而推進到整個工作區。

2.1.3 室內資料整理

野外調查采集了完整的數據后，通過安卓掌上機的水文地質野外采集系統與PC電腦形成USB端口連接，直接將數據導入備份到桌面系統。明確各類數據表所包含的字段類型和長度以及相互的表間關系后，利用SQL Server建立能夠存儲關系型的調查數據[3]。在桌面系統上進行野外調查數據庫數據建立、導入、瀏覽、存儲備份、數據統計及導出等工作。這種模型簡單、容易實現，目前采用較為廣泛[4]。數據導入及瀏覽時，及時對野外數據記錄的信息進行補充完善。與此同時，對調查錄入項、原始資料記錄、系統數據庫等每項每節信息做好各級質量檢查（自檢、互檢、抽檢），并詳細記錄修改情況。在此基礎上撰寫路線工作小結、巖溶水系統總結等。最后，則是根據調查任務要求，通過詳細分析與評價，編制相應調查實際材料圖、水文地質圖及其他各種專題成果圖件。

繪制專業圖件時，DGSGIS平臺兼容Mapgis格式的點、線、面文件及系統庫SLib數據，使用DGSGIS平臺轉換Mapgis6.x數據后直接在桌面系統中使用。值得一提的是，選用DGSGIS平臺簡易轉換自己的Slib系統庫文件。在Mapgis軟件狗相關服務運行下，啟動DGSGIS數據轉換工具，設置Mapgis轉換環境的Slib。單擊菜單項“MAPGIS->DGSGIS”下的“轉換 Mapgis 系統庫”，保存路徑指向桌面系統的DGSGIS目錄即可。其中，DGSGIS轉換工具能運用于Mapgis、DGSGIS、Shp等文件格式相互轉換。此外，掌機的野外調查數據庫在桌面系統中能迅捷創建實際材料圖草圖，點擊菜單項“生成實際材料草圖（DGSGIS）”一鍵便可調用DGSGIS平臺的相關接口數據，系統即自動完成圖件初稿，能具體反映野外調查路線、各類調查點和采樣點等水文地質環境地質測繪工作位置及工作量。

2.2 桌面系統在應用中的評價

數字地質調查系統將整個地質工作業務流程緊密結合在一起[5]。其優點在于通過改變調查手段及成果表現形式的技術層面著手，基于Android平臺實現野外數據采集、室內資料綜合整理全程數字化。工作導向在于將信息管理、成果圖編制、集中建立數據庫等流程的信息化，極大程度地提高水文地質調查工作的質量和效率。

在“貴州省打邦河流域沙子溝幅1∶5萬水文地質環境地質調查”項目中，圖幅區調查面積463.21km2，各類型調查點454個。調查時野外定點均采用平板采集系統工作，并取得了翔實、可靠、精確的調查數據。在資料整理過程中，編制了各分項類型調查點完善的附表集，運用桌面管理系統導入了所有調查點影像數據。結果表明，系統工作運行良好，基本上涵蓋了水文地質環境地質調查的全部內容，攜帶方便，大大減少了室內工作量，具有很高的推廣價值[6]。總體而言，數字地質調查系統在項目工作中優化了信息的存儲、瀏覽、交流、承載、傳播、使用和擴展。

3? 結語與討論

（1）水文地質環境地質調查工作涉及的信息紛繁復雜，從收集資料、野外手圖整理、野外調查直至輸出成果等階段，包含了文字記錄、信手剖面圖、位置示意圖、數碼影像、采樣等工作，數據量巨大。數字水文地質調查系統的應用推進，有效地代替了所有數據采集需依靠手工完成的傳統調查模式，為現代化數字信息化數據管理、數據共享、空間數據庫統一奠定了基石。

（2）系統在運用中存在一些常見問題，例如信手剖面圖一般在野外手繪完成，鑒于野外工作環境及工作時間影響，平板系統電子繪制反應不靈敏，曲線表達不精確，導致剖面圖需后期在室內完成。系統卡片導出時因模塊化固定窗格導致少量描述文字大小不一，參差不齊，打印需針對性進行模塊調整等。針對這些問題，建議系統開發及維護者在努力工作的同時建立完善、優化的水文地質調查系統。

參考文獻

[1] 李超嶺，于慶文，楊東來，等.PRB數字地質填圖技術研究[J].地球科學：中國地質大學學報，2003，28（4）：377—378.

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[3] 肖興平，佟元清.水文地質環境地質調查信息系統的設計與實現[J].中國地質調查局水文地質環境地質調查中心，1672—4623（20l3）05—0l22一03

[4] 李滿春，任建武，陳剛，等.GIS設計與實現[M].北京：科學出版社，2003.

[5] 鄒雪冬，陳馥，劉影，等.淺談數字地質調查系統在區域地質調查中的應用[J].吉林地質1001—2427（2017）04-72-3.

[6] 鄭萬模.四川省丹巴、瀘定縣地質災害詳細調查數據采集系統試點報告[R].北京：中國地質環境監測院，2006.