浅析当前地质调查中技术的应用

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摘要：RGMAP 技术从酝酿、试点到全面推广普及己近十几年。其不同于传统纸介质，而以现代计算机为辅助手段对野外PRB 过程进行采集编辑，实现了从数据采集、整理及图件编制的全过程信息化，该系统与GPS 相集成可以随身携带在野外工作，从而实现了以电子野外记录簿取代传统的野外记录簿。

关键词：RGMAP；区域地质调查；误差；数据融合；野外数据采集

Abstract: RGMAP technology from brewing, pilot to comprehensive popularization has more than ten years. The different from the traditional paper medium, and with the modern computer for the auxiliary means PRB process to the wild collection editor, realizes from data collection, arrangement and techn ology in the whole process of informatization, this system and GPS phase integration can carry in the field work, thus fulfilling the electronic field record book instead of traditional field record book.

Key words: RGMAP; Regional geological survey; Error; Data fusion; Field data collection

中图分类号：V221+.1 文献标识码：A 文章编号：

地质调查是采用各种现代化手段和综合性方法查明陆地和海域各种重要的区域地质现象，研究这些现象的发生、发展及其规律，并在此基础上编制一系列基础地质图件、资料，为国民经济建设和社会发展提供服务。地质调查一般以不同比例尺的填图为主要手段。国家对不同比例尺的填图精度有明确的要求，随着近年地学理论、方法和技术的不断更新，原我国中比例尺填图成果和相关技术方法已显陈旧，亟须更新；我国的中比例尺地形图和数字地理底图数据库数据， 已由过去的1 :200000改为按国际1:250000分幅进行，如今国土资源部将1:250000比例尺地质图定位于我国新一轮中比例尺区域地质调查的基础地质图件。本文主要讲述了RGMAP 技术在1:25万区域地质调查中的应用。

1． RGMAP 在区域地质调查中的应用

RGMAP 在1∶25 万区调工作中可分为数据准备、采集、整理以及图件编制4 个不同的阶段,其数据及操作流程如图1 所示。

图1 数据及操作流程图

1.1 数据准备

RGMAP 的前期数据准备任务主要包括,对测区地质资料的收集与处理。这些资料包括矢量地理底图制作、历史资料以及遥感影像的解译处理并制成GIS数据层。除这些常规的地质资料外，还应注意对水土地旅游以及植被等资料的收集。这与传统的地质填图工作模式没有太多变化,所不同的是要尽量收集测区的数字形式资料(如数字地形图数字物化遥资料等),以减少下一阶段数据预处理过程中的数据扫描与录入工作.这里需说明的一点是背景图层的概念,在RGMAP 系统中将图形图像等具有空间位置信息的数据常做成GIS 数据层的形式，作为野外数据采集或室内编辑浏览时的背景参考资料,用户可根据需要方便地自行增添各数据层。RGMAP 的GIS 数据层支持的数据格式有:.wt,.wl,.wp,.msi 等。

1.2数据采集

数据采集与输入是在硬件支持下, 通过野外采集系统提供的数据采集模型来实现野外数字化数据的采集。这个模型定义了区调数据的概念分层模式和各层的数据结构用户通过系统提供统一的数据记录格式来记录野外观察数据。R G M A P 野外数据采集系统RGMAP3850,可对野外路线与实测剖面数据完成野外的一次性数字化采集。GPS 作为数字化区调野外数据采集系统中的重要组成部分, 在整个系统中起很大的作用。它可以提供地质现象位置信息, 同时作为一个单独的图层, 也是P R B过程的重要依据。GPS 定位精度直接影响到野外数据采集的质量。数字化区调系统数据质量规定,在GPS 图层中,GPS 点的位置与地理底图中地质点(P) 的实际位置误差小于1mm。采集数据类型包括地质现象的空间位置数据与描述性数据两类,系统软件通过提供图形浏览编辑并与GPS 相连,实时采集空间定位信息来达到空间数据的采集,对于描述性数据采用了结构化和非结构化相结合的方式来记录和表达。为加快野外数据记录的速度,系统提供了PRB字典数据录入技术,即可以通过字典进行菜单式录入,字典定义了常用的标准地质术语,用户可以根据工作区特点修改PRB 字典。

1.3 数据整理与检查

数据整理是指在室内桌面系统(RGMAPGIS)中,利用系统功能对路线PRB数据以及数字剖面进行编辑整理, 并对其进行正确性和完整性检查。包括路线 PRB数据整理与检查以及数字剖面数据整理与编辑。PRB 数据整理包括数据导入、人工检查、PRB 程序检查、查错修正、编写路线小结以及P R B 数据入库形成实际材料图。P R B 数据检查过程要特别注意P R B 数据编号的正确性以及图幅内的地质术语的统一问题；数字剖面系统室内数据的编辑与整理包括：对各个库中记录的校对和完整性的检查、分层的室内归并以及真厚度计算。这里要注意的是要根据情况选择正确的厚度计算方式以及记录的统一性。

1.4 输出接口

编稿地质图数据转出版系统接口；区调报告的电子文档编写, 实现多源区调数据与空间数据的挂接检索分析与应用并直接为区调报告编写服务；在P C 数字填图系统上，生产新的多D 产品：数字地质图各种专题图国家级空间数据库。通过R G M A P 剖面系统可以自动将剖面图与柱状图根据所需比例尺画出实测剖面图, 用户只要进行交互式的岩性花纹填充和编辑即可形成成果图, 所有操作都可在系统中完成。这与传统剖面图的制作有很大区别, 在精度和效率上的优势是明显的。通过SQL 查询语句进行检索提取并与手工编辑相结合的方式来制作各类专题综合图件, 如构造纲要图、土壤分类图以及地貌图等, 当然功能强弱也取决于野外数据采集的丰富程度。

2. RGMAP 技术在应用中的问题

数据质量的优劣直接影响着系统应用分析结果的可靠程度和系统应用目标的真正实现。RGMAP 数据质量的好坏不是一个绝对的概念,目前比较公认的定义是指数据对特定用途的分析和操作的适用程度。数据质量问题在很大程度上可以看作数据误差问题。由于生产RGMAP 产品的“原料”――数据本身包含着不可避免的误差, 描述数据的地质模型也只能是客观实体的一种近似, 并且RGMAP 产品的“ 生产”过程――各种空间操作和处理中也会引入新的误差和不确定性。 这种误差和不确定性常使得由RGMAP 生成的各种地质图件与其内在质量不相符合。RGMAP 数据误差处理和分析是针对上述背景而提出的,其研究的主要对象是RGMAP 数据中的固有误差和操作处理中产生的误差；其研究内容为这些误差的性质、度量和传播; 其最终目的是最大限度地减小误差,生产高精度的地质图件。 RGMAP 空间数据误差通常认为是数据与真值的偏离( 概念与数量) 。由于数据来源众多, 因而产生误差的原因也很多, 可以综述为以下2 个方面：①自然界的固有属性误差――变化和模糊是自然界的两个固有属性, 它们影响着信息的准确表达；②测量的固有属性――利用测量仪器设备进行的任何测量都不可避免地引入误差, 这种误差主要受观测条件即仪器、观测者和外界环境等三方面因素的影响，同时在数字化区调生产过程中的几个阶段容易产生误差,误差的累积会造成地质数据精度下降,也会影响最后的成果。

结语

数字化区调系统自从投入使用至今,虽然只有十来年的时间,却取得了巨大的成就, 具有广阔的前景，是数字化区调的发展趋势。同时，处于发展中的数字化区调系统, 还有些不完善的地方, 譬如野外工作环境复杂,要求系统有一定容错性,以及地质信息空间可视化的有效表达等。系统中这些不完善的地方也会产生系统误差,一定程度上影响着地质信息空间表示的精确程度。在数字化区调生产过程中的几个阶段容易产生误差, 误差的累积会造成地质数据精度下降, 也会影响最后的成果。有效的、可行的, 能一定程度地减小误差,提高野外数据采集质量和精度,从而生产高精度的地质图件是我们所追求的目标。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。