實際的地質現象是經地質學家(地質調查者)在野外調查,並將實際觀測結果作為具有描述性信息的地質對象的空間屬性(點、線、面等)和描述地質對象的屬性,記錄在地圖上或筆記簿上。野外數據的獲取技術就是這個過程的數字化過程(圖6.7),也是地質填圖工作的最基本方法。野外路線觀測對象及其過程所涉及的實體類型多而復雜,如果按空間對象的定義進行統計,則野外路線觀測對象基本上可以包括所有的空間對象,除此之外,區域地質調查野外路線觀測的過程,如野外觀測路線、定點、采樣本身也是野外數據采集的對象,因此,必須把野外路線觀測的對象及其過程定義為壹個簡單的空間對象聚合模型,這種聚合模型可以滿足對地質體的地理表示和描述性的信息表示。它不但要滿足傳統地質填圖的要求及符合野外填圖基本規律,還能在野外全程收集到各種復雜的地質現象,並使之數字化、標準化和規範化,並可編繪出數字化實際材料圖、編稿地質圖,這從根本上改變了傳統地質調查繁瑣的工作過程,大大加快了野外資料整理和處理時間。
經分析,零維和壹維空間對象的定義基本可以滿足對野外路線觀測對象及其過程的描述:①用實體點表示地質定點、采樣、產狀、GPS點、礦點的空間位置和屬性。②野外觀測路線的軌跡只要顯示始終端結點而不需定位左右鄰面,因而可以用網鏈(網絡)來表示其空間位置和屬性。③地質實體界線、斷層等采用全鏈來表示,因為需要顯示地定位左右多邊形,並對左右多邊形的屬性給予描述,以便地質連圖。④如果在野外可直接對觀測的地質實體進行圈定,則可采用幾何拓撲環進行表示。
綜上所述,用實體點——地質點(Point)、網鏈——分段路線(Routing)、全鏈或幾何拓撲環——點和點間界線(Boundary)的數據模型和組織方式,對野外路線觀測的對象及其過程的描述進行定義、分類、聚合和歸納,分層並結構化的儲存在空間數據庫中,我們把這種野外路線觀測描述的地質現象的復雜過程及其本身觀測的過程變為數字PRB過程。PRB過程是壹個完整的體系,它由PRB數據模型、PRB基本過程、PRB的基本過程組合的規則、PRB過程的公***機制、PRB過程基本程式、PRB數據操作、PRB字典、三級PRB體系、PRB數據質量定量評價體系構成。
PRB數據模型是描述PRB的基本過程、支配PRB 基本過程組合的規則及運用整個PRB過程的公***機制的數據模型,***有10個野外采集實體數據模型構成,它們是地質點、分段路線、點上和點間界線、GPS 點位、樣品、化石、產狀、素描、照片、設計路線。PRB數據模型均有描述空間位置和觀測內容(結構化與非結構化描述)的三部分組成。每個過程的空間位置數據庫解決了地質制圖的問題,每個過程的結構化數據庫解決調查內容結構的規範化,每個過程的非結構化數據——自由文本開辟了自由發揮和地質思維的空間,既能滿足計算機處理的需要,又能保證地質工作者取全觀測數據和參數,描述地質實體的空間位置和屬性等。
PRB過程基本程式是由PRB組合而成,它是路線地質調查的最小組合單位。壹條野外路線可有若幹個最小單元組合而成。可由地質人員任意組合,它有以下幾種最小單元的組合模式:
模式壹,P適合區域地質調查野外填圖中的補點工作。
模式二,P-R-P,P-(B)-R-(B)-P,適合地質內容復雜程度中等的填圖工作。
模式三,P-(B1,B2,…)-R -(B1,B2,…)-P,適合地質內容復雜程度高的填圖工作。
P過程:P[描述屬性]{☆圖幅編號,☆路線號,☆地質點號,經度,緯度,高程,縱坐標,橫坐標,地理位置,露頭性質,點性,微地貌,風化程度,巖性A,巖性B,巖性C,巖性代碼A,巖性代碼B,巖性代碼C,地層單位A,地層單位B,地層單位C,接觸關系AB,接觸關系BC,接觸關系AC,描述,國標碼,日期,地質點描述文件名(自由文本格式)}。
P[空間位置](GIS 圖層)。
R過程:R[描述屬性]{☆路線號,☆地質點號,☆點間編號,填圖單位,日期,分段路線距離,點間累計距離,路線方向,備註,分段路線描述文件名(自由文本格式)}。
R[空間位置](GIS 圖層)。
B過程:B[描述屬性]{圖幅編號,☆路線號,☆地質點號,☆B編號,☆R編號,縱坐標,橫坐標,高程,經度,緯度,右邊地質體,左邊地質體,界線類型,走向,傾向,傾角,接觸關系,國標碼,備註,日期,點間界線描述文件名(自由文本格式)}。
B[空間位置](GIS 圖層)。
上述模式數字化過程可以保證區調野外數據采集所需要計算機處理最基本的信息項的結構化,而且具有能夠保證地質學者不受約束地采全、采準野外觀察數據的特點。
通常把基本PRB過程、支配這些過程組合的規則及運用整個PRB過程的公***機制作為PRB過程的三個主要要素。
(1)基本PRB過程
地質點Point過程、分段路線Routing過程、點間界線Boundary過程構成基本PRB過程。地質點Point(P)過程是指野外路線所通過的地質界線,重要接觸關系,重要地質構造,重要地質現象等進行地質觀測點控制的過程。地質觀測點的密度按有關技術要求執行。分段路線Routing(R)過程是兩個地質觀測點之間的實際分段路線描述記錄的控制過程。該實際路線根據兩個地質觀測點之間的內容和變化來進行分段描述,該變化可以是兩個地質實體的界線,也可以是壹個地質實體的內部變化,采用網鏈表示。點間界線Boundary(B)過程依賴於Routing過程。它是對兩段Routing之間的界線來進行分段描述。該界線可以是兩個地質實體的界線,也可以是壹個地質實體的內部變化界線。在室內PRB數據處理過程中,Boundary過程是地質連圖的重要依據。采用全鏈表示。
(2)PRB過程組合的規則
地質點Point過程是PRB過程的核心,分段路線Routing過程及點間界線Boundary過程必須隸屬P過程。壹個P過程可以有1個至n個R過程,0個至n個B過程。壹個R過程必須有1個或1個以上的B過程。如果1個P過程只有壹個R過程,則B過程可以沒有。數字區域地質調查野外數據采集PRB過程劃分如圖6.8所示。
圖6.8 野外路線地質調查數據采集PRB過程劃分
(3)PRB過程的公***機制
根據數字填圖的特點,PRB過程的公***機制由PRB過程劃分、PRB過程字典與PRB過程擴展機制組成。
A.PRB過程劃分
其編碼規則為從壹個P過程到下壹個P過程,P編號必須是唯壹的。R過程的編號從該點的P過程到下壹個P過程是順序往下編號的,B編號也必須是唯壹的。B過程的編號在壹個完整的PRB過程中,其編號是流水編號的,以便順序存儲。但B過程必須填上隸屬的R過程。
B.PRB過程字典
在PRB過程中,PRB過程字典占有重要的位置。其目的有三個:壹是要解決地層、構造、巖性等地質內容描述的標準化問題;二是要提高野外數據采集效率;三是野外填圖字典的作用。傳統地質填圖,盡管具體要求由工作細則約束,但也很難取得統壹。PRB過程字典的建立可以減少或避免以往地質領域存在的同名異物與同物異名的問題,為數據在更大範圍內有效***享提供基本保證。
野外數據采集系統應支持三種類型字典:PRB過程壹般術語字典、PRB過程野外記錄結構化描述字典、PRB過程規範結構化填空補缺式描述字典。
C.PRB過程擴展機制
在PRB過程中還有壹些采樣過程,這些采樣過程包括產狀、化石、素描、照片、影像、樣品的數據采集,約定采樣過程全部隸屬於R 過程,其采樣過程的編碼與 R 過程壹致。