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區域地質填圖數字采集技術與方法

區域地質填圖數字化采集技術是將區域地質填圖過程中最重要的剖面測量觀測路線和實物圖跨越式地轉化為野外調查和信息數字化的過程,將傳統的“三件”與現代的“三件”(圖11-1)相結合,使區域地質填圖真正數字化。這壹過程是野外數據數字化采集技術的研究重點,也是對其結果的數字化再現和理解的統壹。

圖11-1“老三件”結合“新三件”實現測繪數字化。

1.區域地質填圖技術的軟硬件支持系統

妳帶到野外的手持設備可以描述和管理復雜的信息,存儲容量充足,體積小,重量輕,功耗低,可以連續工作10小時以上。滿足這壹要求的設備就是最終實現野外數據采集信息化的硬件系統。否則無法解決數據壹次性錄入的問題,數字測圖技術的實現就是壹句空話。空間定位是數字測量系統的基礎。實時GPS接收機能否應用於野外地質數據采集主要取決於四個因素,即精度、體積、重量和功耗。2001年後,內置PDA的GPS產品出現,革新了野外數據采集的定位方式。嵌入式系統WINDOWSCE的應用是野外地質調查和測量數字采集系統的主流系統。

2.數據模型必須滿足地質填圖和信息數字化統壹表示和理解的要求。

地質填圖和信息數字化統壹復制的目的是為在計算機中組織、存儲和利用地質(圖)數據提供壹個框架。數據模型獨立於任何特定的軟硬件配置,核心是地質對象的數字化。標準化是統壹的基礎,統壹再生產是為了有效地組織地質制圖和信息,而知識是通過數據模型來體現的。野外資源數據模型由地質數據模型和地質圖數據模型組成。

(1)區域地質填圖野外數據采集的PRB過程及其數據模型

現實世界中的地質現象由地質學家在野外進行調查和解釋,解釋結果作為地理對象(點、線、面等)記錄在地圖或筆記本上。)和描述性信息。地質場數據模型是將地質體的地理表示和描述信息以結構化的方式存儲在數據庫中。目前,地球科學中有爭議的問題是描述信息的結構化程度。由於地質現象的復雜性,很難用非常結構化的數據模型對不同區域、不同地質構造、不同巖石的無所不包的野外地質現象進行數字化。

如果說PDA、GPS+WINCE、GIS、手寫輸入、電子詞典等基礎技術的應用使數字測圖成為可能,那麽外業數據采集PRB流程的建立將使數字測圖成為現實。PRB過程及其相應數據模型的建立,不僅將野外地質觀察和觀測過程準確數字化,而且將野外數據采集過程標準化、規範化。

PRB過程通過將野外數據采集過程劃分為地質點、路由和點間邊界的數字化過程,保證了制圖野外數據采集中計算機處理所需的最基本信息項的結構化,具有保證地質人員不受限制地采集全部、準確的野外觀測數據的特點。

(2)地質圖數據模型概述。

大部分地質填圖成果都是以圖件的形式表現出來的。空間地質圖和數字地質圖是資源信息化的重要成果之壹。

目前,我國現有的空間數據庫數據模型存在著既要考慮地圖學的特點,又要考慮空間數據的特點的問題,但是這樣的數據模型在未來的資源評價和分析中並不能為空間數據分析提供足夠的信息,因為空間數據分析所需的足夠信息是由點、線、面之間的拓撲關系和相應的屬性表提供的。數字地質圖的數據模型可以滿足要求,不需要考慮不同圖元之間的拓撲關系。

空間地質圖數據庫的數據模型不受人的主觀意識或不同學術觀點的影響。在區域地質填圖中,空間地質圖數據庫的數據模型由不可分割的自然地質實體和相關屬性表組成。然而,數字地質圖只有通過建立概念地質數據模型和相應的插圖,才能從空間地質圖轉化為數字地質圖。

(3)3)GIS的數據模型特點是空間數據和屬性數據分離。

空間數據包括幾何數據和拓撲數據。幾何數據是指空間坐標、高度、面積,拓撲數據是指空間要素的幾何關系。但是這種數據對於空間分析和建模來說是相當有限的。因此,有必要利用壹些先進的空間特征來建立新的地學數據模型,這些模型非常適合於地學的網絡分析和空間擴散研究。

充分考慮空間數據的物理存儲結構,不允許圖層和屬性表的命名出現同名不同物和同名異物。

(4)圖層和屬性表的描述結構

圖層描述結構包括空間信息名稱(類別、圖層主題、圖層文件名範圍、空間屬性、插件屬性庫關聯查找表、註釋範圍和備註)。圖層屬性的描述結構包括圖層名稱(序號、字段名稱、字段類型、長度、小數位數和備註)。

(五)專題地圖

區域地理空間信息的整合不僅用於空間分析,還用於生成新的專題地圖。對於數字地質圖,它非常註重數字線的顏色、分類、線型和成圖質量,而不考慮空間數據與數據後續處理的關系,這與GIS的空間數據有著非常本質的區別。因此,地理空間信息的整合不可能有壹個既能滿足GIS的空間數據要求,又能滿足制圖要求的圖層劃分原則。解決方案是根據映射要求為插圖和圖例庫添加註記圖層或標準代碼。地質填圖及數字信息采集技術流程見圖11-2。

圖11-2數字區域地質填圖技術流程圖

(根據李朝玲等,2002,有改動)