地质调查数字填图技术首次在我省应用

（马瑞申  河南省地质调查院高级工程师）

[2004-11-15]

为推进现代地质科学技术的应用与发展，满足社会对地质调查成果资料的服务需求，经中国地质调查局批准，作为示范试点，河南省地质调查院在今年新开的《1∶25万枣阳市幅、信阳市幅区域地质调查》项目中首次采用数字填图技术。数字填图技术是集GIS、GPS、RS和计算机技术为一体的现代地质工作重要方法技术手段。其核心是对多源地学空间信息的数据采集、存储、检索、分析、表达等实现全流程数字化。该项新技术的应用，标志着我国地质调查工作进入了一个崭新的阶段，开始了传统地质工作的数字化革命。

一. 国内外数字填图技术应用现状

基础地质调查在各国经济建设和社会可持续发展中占有十分重要的地位，它所提供的基础资料信息量大、功能多样、服务领域广泛、用户面广。随着我国经济建设和社会发展对地质基础数据的需求不断增长，基础地质调查工作的服务方向正在向国家急需、社会关注的国土规划、政府各部门的经济安全规划决策、重大工程建设、国防建设、农业地质、生态环境、医学地质、旅游地质等领域拓展。这对基础地质调查工作海量的野外数据采集、成果数字化表达、数据综合处理及解译等提出了更高的要求。动态更新地学数据库，建立各专业和学科的地学空间数据库及其延伸的各种地学产品已成为必然趋势。因此，野外数据采集、储存、数据处理、成图等基础地质调查全流程数字化（数字填图技术）便成为当务之急。要实现这一目标，最重要地首先是突破传统的野外地质调查及填图方法，彻底实现野外原始数据的“源头数字化”。

进入20世纪90年代，发达国家地质填图普遍采用地理信息系统（GIS）、卫星全球定位系统（GPS）、遥感系统（RS）等高新技术，向填图全程计算机化与成果数字化、网络化及地质三维分析可视化方面发展。美国、加拿大、澳大利亚在实施新一代填图计划中，明确要求在信息采集、管理、分析、储存、成果输出等填图的各个阶段及信息服务全面采用数字技术，并已完成一批项目，每个项目都建立了以GIS为基础的数据库。

1999年以来，国土资源部中国地质调查局相继进行了1∶25万、1∶5万不同比例尺、不同地理条件、不同岩类区的区域地质调查试点图幅数字填图实验，逐步完善了数字填图系统，初步完成了数字填图技术适用的RGMAP2.5系统。根据文献和国内外考查，具有系统的数字区域地质调查基本理论与技术方法和数字地质填图过程的PRB数字填图技术核心元素使我国的数字填图技术独具特色。目前数字填图技术正在我国1∶25万区域地质调查工作逐步推广应用。

二.数字填图技术的特点

数字填图技术集GIS、GPS、RS和计算机技术等为一体，从野外数据采集、储存、数据处理、成图到图件输出等实现全流程数字化。其与传统地质填图的联系及优点主要表现在以下几方面：

1、数字填图工作阶段划分、工作流程与传统地质填图工作基本一致，使从事该项工作的技术人员极易适应和掌握。

2、方便地将以往地质调查工作形成的地、物、化、遥等成果资料整合于野外调查手图，最大限度地融入野外填图的参考信息，使地对地、空对地观察，历史图件与即时多源地学信息的整合与再现显得更为客观、准确，大幅度提高了人们对区域地质观察结果的广度和深度概括能力，使填图成果更加符合野外地质客观实际。

3、集GIS、GPS、RS为一体的野外数字采集系统以电子笔记薄、电子手图取代了传统的纸介质野外记录本、纸介质手图，自动转入实际材料图中的地质观察点、地质界线点，简化了传统区调繁琐的手工操作过程，实现了野外地质观察的图、文、像等数字化信息采集。

4、使用内置GPS的RGMAP野外数据采集器进行野外数据采集，保证了地质点、地质界线等的标注精度，提高了工作效率。

5、全面应用GIS理论与技术，创建了PRB地质调查与填图的可视化过程及其相应的数据模型，极大地改变和优化了传统的地质资料记录、储存与分析、检索与管理方式。使传统单一用途的地质图件可以方便的拓展为适应不同需求的多用途、多目标成果图件。

6、野外数据采集全过程和数据处理的数字化，为最终编制数字化地质图和建立地质图空间数据库提供了极大的有利条件，最大限度地提高了后期资料、图件的处理效率。

7、采用数字填图技术形成的一整套数字化地质资料，可以方便地进行研究交流、最大限度地提供全社会各行业使用，提高地质调查成果的社会效益，更好地为国民经济建设服务。

三. 数字填图技术野外工作方法

数字填图需配备的主要技术设备为野外数据采集器（内置GPS的掌上电脑）、便携式计算机（CPD PⅢ以上、内存128M以上、硬盘20G以上）、20G以上活动硬盘、64-128MCF卡、数码照相机（330万像素以上、光学变焦2-3倍）和数码摄象机、数字录音笔（以提高野外工作效率，对地质现象描述在野外口述录音，回到驻地再进行计算机录入）。数字填图就是在野外地质调查过程中，使用野外数据采集器直接进行地质观察点标定、地质界线性质、实地距离、地质现象、地质体产状、样品采集、矿（化）点、照片、摄像、素描图及路线信手剖面等地质填图各项描述的野外数据采集。操作系统是在WINDOWS CE平台下进行，分别由地质点（POINT）过程、分段路线（ROUTING）过程、点间界线（BOUNDARY）过程构成一个完整的PRB过程，形成一个完整的地质点和点间记录过程。PRB过程流程为：

1、通过对搜集能反映测区地质研究程度的已有成果资料进行数字化，生成矢量数字图。并建立相应的数据库（PRB字典库）。

2、PRB前期过程是将测区已有的各类矢量数字图整合在统一空间上，通过CF卡存储作为野外数据采集系统的基础背景图层。

3、野外PRB过程是实现数字填图的关键环节，即是在野外数据采集器上，通过系统提供的PRB过程模型，按照传统的野外地质调查工作程序，对野外地质调查路线进行连续观察和描述，取全、取准各项原始资料，在电子手图上标定地质点、勾绘各类地质界线、标注地质体产状、样品采集、矿（化）点、照片、摄像、素描图等在填图路线上地位置，并在电子记录薄中进行详细记录和批注。实现空间数据矢量化、点状实体符号化、属性结构化存储。

4、野外驻地PRB过程是将野外填图路线的单个PRB过程转入野外手图库，在PC数字填图系统上进行数据交换，野外数据入库、编写路线小结，局部N个PRB地质连图等。

5、室内PRB终结过程是多个或全局PRB过程的处理过程，包括地质连图、编制实际材料图、编稿地质图的制作与处理的过程。并建立以图幅为单位的各类地质要素数据库。