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数字填图技术在区域地质调查中的应用实例_以民和试点图幅为例.pdf

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数字 技术 区域 地质 调查 中的 应用 实例 试点
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数 字 填 图 技 术 在 区 域 地 质 调 查 中 的 应 用 实 例— — — 以 民 和 试 点 图 幅 为 例高 山 冯 光 胜 张 旺 生(中 国 地 质 大 学 地 球 科 学 学 院 ,湖 北 武 汉 430074)摘 要 根 据 2002 年 中 国 地 调 局 在 青 海 省 民 和 幅 进 行 区 域 地 质 调 查 数 字 填 图 技 术 试 点 ,结 合 实 践 ,详 细 介 绍 了 数 字 填 图技 术 在 区 域 地 质 调 查 中 从 野 外 到 室 内 以 至 形 成 最 终 阶 段 成 果 的 PRB 过 程 ,证 明 了 区 域 地 质 调 查 填 图 数 字 化 是 切 实 可 行 的 。关 键 词 数 字 填 图 区 域 地 质 调 查 PRB 过 程 R GMAP GIS中 图 分 类 号 P62 文 献 标 识 码 A0 前 言区 域 地 质 调 查 是 一 项 基 础 性 、 公 益 性 、综 合 性 的 地 质 调 查 研 究 工 作 ,涉 及 的 信 息种 类 多 ,内 容 广 泛 复 杂 、 信 息 量 大 。 区 域 地质 调 查 成 果 ,是 服 务 于 国 民 经 济 建 设 和 社会 发 展 的 重 要 基 础 性 资 料 。 全 面 、 准 确 、 快捷 地 采 集 野 外 第 一 手 资 料 ,是 保 证 地 质 调查 任 务 完 成 的 基 础 。 以 往 传 统 的 野 外 地 质填 图 数 据 采 集 技 术 已 经 不 能 适 应 当 前 地 质工 作 现 代 化 的 要 求 。 开 展 地 质 填 图 数 据 采集 与 制 图 技 术 研 究 ,以 实 现 地 质 调 查 数 据获 取 全 过 程 的 信 息 化 ,是 世 界 先 进 国 家 区调 工 作 的 普 遍 趋 势 。自 1999 年 开 始 中 国 地 质 调 查 局 和 国 土资 源 部 的 “ 计 算 机 辅 助 区 域 地 质 调 查 系 统 ” 、“ 区 域 地 质 调 查 新 技 术 新 方 法 集 成 示 范 — 数字 填 图 ” 、“ 1∶ 5 万 东 山 、 宫 前 幅 计 算 机 填 图 试点 ” ,开 展 了 数 字 填 图 技 术 的 研 究 与 实 验 ,成果 表 明 ,该 研 究 取 得 了 突 破 性 的 进 展 。由 中 国 地 质 调 查 局 研 制 开 发 的 数 字 填图 系 统 R GMAP GIS (区 域 地 质 填 图 地 理 信息 系 统 ) 是 以 采 集 、 存 储 、 管 理 、 描 述 、 分 析和 再 现 地 球 表 面 在 空 间 分 布 有 关 的 数 据 的信 息 系 统 。 该 系 统 分 为 野 外 数 据 采 集 系 统和 PC 桌 面 填 图 系 统 :野 外 数 据 采 集 系 统(R GMAP3850) 采 用 掌 上 机 WinCE + GPS+ 数 码 相 机 + 摄 像 机 ;桌 面 填 图 系 统 可 在便 携 式 计 算 机 Windows95/ 98/ M E/ 2000/N T 平 台 上 安 装 运 行 。 可 对 地 质 、 地 理 、 地球 物 理 、 地 球 化 学 和 遥 感 等 多 源 地 学 进 行综 合 分 析 和 解 释 进 行 地 质 制 图 ,实 现 区 域地 质 调 查 全 过 程 中 “ 3S” 集 成 的 地 对 地 、 空对 地 观 察 ,历 史 专 题 图 与 现 势 的 多 源 地 学信 息 的 整 合 与 再 现 。中 国 地 质 调 查 局 为 了 今 后 在 全 国 全 面开 展 数 字 填 图 工 作 ,前 后 选 择 4 个 1∶ 5 万 图幅 (福 建 东 山 、 宫 前 幅 、 湖 北 崇 阳 、 汀 泗 桥幅 )及 两 幅 青 藏 高 原 1∶ 25 万 (青 海 阿 拉 克 湖幅 、 民 和 幅 )为 试 点 。 2002 年 4 月 中 国 地 质大 学 (武 汉 )地 调 院 承 担 “ 青 海 1∶ 250000 民和 县 幅 区 调 ” 任 务 。1 数 字 填 图 技 术 在 民 和 试 点 图 幅 中的 应 用1. 1 有 关 数 字 填 图 的 计 算 机 硬 、 软 件数 字 填 图 技 术 与 GIS 嵌 入 系 统 的 技 术与 发 展 密 切 相 关 ;HPC、 PPC 、 GPS 是 野 外 数据 采 集 的 必 备 条 件 。 这 两 者 对 数 字 填 图 技术 的 根 本 实 现 起 决 定 作 用 。 硬 件 采 用 GPS、掌 上 机 (Compaq3850) 、 笔 记 本 电 脑 ( IBM) 、数 码 相 机 (Sony) ;软 件 以 RGMAPGIS 数 字填 图 系 统 为 主 ,并 使 用 Map GIS、 ArcInfo、 Ar2cView、 Map Info、 ERDAS、 CorelDraw、 Photo2shop 进 行 图 形 图 像 处 理 和 数 据 格 式 转 换 。1. 2 区 域 地 质 调 查 多 源 空 间 数 据 的 处 理地 理 数 据 使 用 Map GIS 软 件 对 纸 介 质地 形 图 扫 描 ,交 互 式 矢 量 化 ,采 用 1956 年 黄海 高 程 系 ,1954 年 北 京 坐 标 系 ,高 斯 — 克 吕格 投 影 。 野 外 电 子 手 图 以 1∶ 10 万 数 字 地 形图 为 基 础 ,等 高 距 40m ;1∶ 25 万 数 字 等 高 线数 据 (等 高 距 为 100m) 作 为 数 字 地 质 图 及专 题 图 地 理 底 图 。 对 于 野 外 地 质 点 空 间 数据 采 集 ,用 GPS 在 电 子 地 形 图 中 自 动 定 位标 识 ,并 可 进 行 路 线 跟 踪 、 等 距 定 点 ,数 据以 GPS. wt 文 件 保 存 。 数 字 等 高 线 格 式 转换 为 e00 数 据 ,使 用 ArcView3. 2 中 import模 块 导 入 此 e00 数 据 ,输 出 为 shp 格 式 。 利用 Arcview 的 3D 扩 展 模 块 , Grid 栅 格 化 处理 ,生 成 为 D EM 数 据 。遥 感 数 据 采 用 Landsat7ETM + 数 据 ,使 用 ERDAS 图 像 处 理 软 件 对 TM5、 4、 3 和高 分 辨 率 TM8 进 行 几 何 校 正 、 图 像 增 强 、多 波 段 遥 感 信 息 融 合 ,制 成 测 区 1∶ 10 万 和1∶ 25 万 假 彩 色 遥 感 影 像 图 。 参 考 国 家 1∶ 50万 区 域 地 质 数 据 库 编 制 1∶ 25 万 遥 感 地 质解 译 图 。 对 多 源 地 学 信 息 如 地 理 、 地 质 、 遥感 、 物 探 、 化 探 进 行 数 据 融 合 ,信 息 提 取 ,制成 不 同 的 地 质 对 象 的 点 ( 3 . wt ) 、 线 ( 3 .wl) 、 面 ( 3 . wp ) 及 栅 格 图 层 , 利 用R GMAP GIS 项 目 管 理 工 具 可 以 任 意 添 加 、删 除 、 编 辑 图 层 ,生 成 需 要 的 各 种 地 质 图件 。1. 3 数 字 区 调 实 现 PRB 过 程自 然 界 中 的 地 质 现 象 是 经 地 质 学 家 在野 外 调 查 ,将 实 际 观 测 结 果 作 为 具 有 描 述性 信 息 的 地 质 对 象 的 空 间 属 性 (点 、 线 、 面等 )和 描 述 地 质 对 象 的 属 性 记 录 在 地 图 上或 笔 记 簿 上 。 按 空 间 对 象 的 定 义 进 行 统计 。 野 外 路 线 观 测 的 对 象 基 本 上 可 以 包 括203SCIENCE 地 质 对 象 的 文 字描 叙 则 以 超 文 本 ( * . t xt ) 方 式 与 描 述 对 象(点 、 线 ) 热 链 接 ,以 便 检 查 、 查 询 、 编 辑 点 、线 属 性 见 图 2。(4)野 外 驻 地 PRB 过 程 。 其 过 程 是 把掌 上 机 野 外 路 线 (如 新 城 L 0001) 转 入 野 外手 图 库 “ D :/ RgMapping/ J 48D012003/ 数 字填 图 \ 野 外 手 图 ” ,进 入 野 外 手 图 库 后 ,在R GMAP GIS 数 字 填 图 系 统 上 ,首 先 进 行 行业 标 准 化 进 程 。 数 据 交 换 ,当 天 野 外 数 据进 库 、 路 线 总 结 ,局 部 N 个 PRB 过 程 地 质联 图 ,入 图 幅 PRB 库 。(5)室 内 PRB 终 结 过 程 。 野 外 的 PRB过 程 结 束 后 ,进 入 室 内 PRB 终 结 过 程 。 其过 程 是 N 个 PRB 过 程 的 处 理 过 程 。 其 过程 是 把 野 外 路 线 的 单 个 PRB 过 程 转 入 野 外手 图 库 ,进 入 野 外 手 图 库 后 ,即 进 入 N 个PRB 过 程 的 处 理 过 程 。 多 个 PRB 过 程 的处 理 包 括 野 外 PRB 检 查 、 野 外 PRB 小 结 、地 质 联 图 、 野 外 实 际 材 料 图 、 编 稿 地 质 图 的制 作 与 处 理 的 过 程 , 这 个 过 程 由R GMAP GIS 系 统 实 现 。 建 立 样 品 数 据 库 、专 题 数 据 库 、 剖 面 数 据 库 、 地 质 点 库 、 数 字地 质 图 空 间 数 据 库 、 影 像 数 据 库 。(6) PRB 成 果 提 交 过 程 。 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 与 分 析 ;在 PC 数 字 填 图 系 统 上 ,生 产 新 的 数 字 产 品 :空 间 数 据 库 、 数 字 地 质图 、 各 种 专 题 图 (如 第 四 纪 地 貌 图 、 遥 感 解译 地 质 图 、 构 造 地 质 图 ) 。2 结 论在 民 和 幅 试 点 图 幅 中 ,完 成 的 1∶ 10 万新 城 幅 数 字 填 图 过 程 ,经 历 了 区 调 设 计 -野 外 数 据 采 集 - 室 内 成 图 、 数 据 建 库 - 数字 图 件 、 空 间 数 据 库 完 整 的 PRB 流 程 ,完 全满 足 了 区 域 地 质 调 查 需 要 。 从 野 外 到 室 内以 及 最 终 阶 段 的 成 果 表 达 ,通 过 可 视 化 的PRB 过 程 达 到 地 质 调 查 全 过 程 的 数 字 化 统一 性 再 现 ;并 使 区 域 地 质 调 查 成 果 的 表 现形 式 从 单 一 的 图 种 拓 展 成 适 合 各 种 不 同 专业 、 不 同 领 域 的 应 用 需 求 的 图 类 。 实 践 中证 明 数 字 填 图 技 术 应 用 于 区 域 地 质 调 查 是切 实 可 行 的 。参 考 文 献1 郝 永 莲 . 计 算 机 辅 助 区 域 地 质 调 查 研 制 成 功— 地 质 调 查 与 填 图 将 进 入 数 子 化 时 代 [J ] . 中国 地 质 ,2001 (1) ,2 李 超 岭 等 1 数 字 区 域 调 查 理 论 与 技 术 方 法 研究 [J ] . 计 算 机 工 程 与 应 用 ,2001 (4)3 张 迁 1 多 源 空 间 数 据 融 合 方 法 研 究 [J ] . 安 徽地 质 ,2001 (4)4 马 建 文 ,严 积 惠 1 地 理 信 息 系 统 及 资 源 信 息系 统 综 合 [ M ] . 北 京 :地 质 出 版 社 ,19945 李 超 岭 等 1 数 字 地 质 调 查 与 填 图 技 术 方 法 研究 [J ] . 中 国 地 质 ,2002 (2)6 张 克 信 ,李 超 岭 等 1 青 海 高 原 区 域 地 质 调 查野 外 工 作 手 册 [ M ] . 武 汉 :中 国 地 质 大 学 出 版社 ,2001(责 任 编 辑 曙 光 )303科 技 进 步 与 对 策 2003 增 刊● 工 程 技 术 应 用 ●
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