本站原创摘 要:数字地质填图是基于数字填图系统(RGMAP)进行地质调查的一种新手段.本文结合1：50000南卜塔亥幅、银号幅数字填图经验,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过程.说明数字填图实现了多源地学空间信息的计算机全程化和无纸化,提高了地质专题图件制作的精度和效率.
关 键 词:数字填图；PRB；区域地质调查
传统的区域地质调查工作都是将所获得的各种资料记录在纸介质上,其强度大、费用高、效率低、更新速度慢.随着地理信息系统(GIS)技术的发展,20世纪80年代中期起,一些发达国家相继开始试验研究地质调查野外属性数据获取、管理的技术和方法,开展计算机和GIS、GPS辅助下的野外地质调查工作[1-7].20世纪70年代后期,我国开始应用计算机技术进行地质图件的编辑制图[8],90年代中后期,开始计算机辅助野外数据采集系统的研制工作[9-10].中国地质大学率先开发出基于“多S”集成的计算机辅助区域地质调查系统(GeoSurvey)[11],中国地质调查局于2001和2002年,相继开展了1/5万和1/25万数字试点填图,并且取得了较好的效果[12].至2003年,研制开发了数字填图系统(RGMAP)[13-15].2004年,数字填图工作在全国正式全面展开,从此,我国真正实现了区域地质调查中的计算机技术应用全程化.
以下笔者将结合项目实施,介绍数字填图的具体工作流程,并在此基础上对数字填图方法的科学性、实用性及局限性进行尝试性探讨.
一、前期数字化资料收集及装备准备
（一）资料收集
首先,选择并收集备齐合适比例尺的地形图数据或纸介质地形图作为数字填图中背景图层所需的数值化地理底图.1:25000数字地形图是在1:50000的基础上按有关规定放大、裁剪编制的,以此作为数字地质图及专题图的地理底图.其次,收集涉及测区的遥感、地球物理数据.例如：测区RS数据是从国家测绘中心收集到涉及测区的2000-2001时相ETM＋遥感数据.ETM图像的数字处理与图像制作工作对遥感地质填图质量的高低起着决定性的作用,经过多次变换、处理等试验,选定筛选波段的主要数据,进行计算机图像几何矫正处理、数学彩色合成处理、反差增强处理、遥感图像数字制图处理,合成基础图像及配套使用图像,供地质解译分析,利用GIS、RGMAP与RS的融合技术,动态监测和实时更新地质野外数据收集.地球物理数据可以是msi格式图像或矢量图像,这些数据在数字填图系统中作为GIS数据采集的背景参考数据层,为野外的实地测量及室内的综合分析提供参考及预见性.再者,全方位多渠道的收集前人的地质资料,在分析研究前人资料的基础上,对测区的基本地层、岩石、构造进行野外检查、验证、补充,录入数字填图系统中作为一空间数据层,为野外及室内数字化过程奠定基础.
（二）技术装备
除常规填图所必须的技术装备外,还要求一些特定的硬件设备：如笔记本电脑、野外数据采集器、数码照相机、GPS、活动硬盘、数码摄像机等；软件支撑包括野外采集系统和室内桌面系统,如RGMAP、MAPGIS、ARCINFO等.
（三）图幅地质字典库的建立
数字区域地质调查中的过程字典库的建立是数字填图中的一个重要环节,它不仅是填图过程中术语标准化的重要基础,而且对提高野外的工作效率,减少错误,提高记录质量有重要的意义.在出队以前,首先在研究前人成果资料的基础上初步编制图幅字典库.在野外踏勘过程中,初步查明不同地质单元的岩石组合特征、划分标志及构造变形程度,建立岩石地层单位,逐步完善字典库.在野外的地质调查过程中,填图人员就可以根据已有的地质字典,快速、准确的完成地质体的描述,对不同地质体的描述,仅需要根据各地质点上的具体情况,对字典的内容略加修改即可.
二、野外数据采集
野外数据采集是建立在严格的数据模型之上,这要求工作人员按照模型的技术规则记录及存贮,它包括野外路线调查（PRB）与实测剖面（SECTION）数据的野外数字化采集,是数字填图的核心.
（一）野外路线调查
首先,建立图幅野外手图库.在进行区域数字化填图过程中采用1:25000数字地形图（背景图层）为基础的PRB手图数据库.其次,在野外地质调查之前,由项目负责在室内统一布置地质调查路线.为了避免重号以及数据信息的提取,地质点号一般以1：25000图幅为单位分别编码,设计地质调查路线时最好不要跨越图幅.对设计好的野外地质路线,在进行野外地质调查时基本按照传统地质填图相似的步骤,进行野外规范化、标准化的数据的采集和表达,即PRB过程.
（二）实测剖面数据采集
数字地质剖面系统的使用改变了传统的数据采集方法,减少了室内作图的工序,提高了作图的精度和图件的利用率.利用RGMAP剖面采集模块可以完成实测剖面一次性数字化采集记录,按照导线方位、斜距、坡度,分层距离、分层描述、产状、样品、素描等项目实施采集,便于操作.
三、数据整理与编辑
数据整理是指在室内桌面系统(RGMAP)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.
（一）路线PRB数据整理与检查
PRB数据整理包括数据导入、人工检查、PRB程序检查、补充完善PRB信息、编写路线小结、信手剖面图生成与编辑以及PRB数据入库等.PRB数据检查过程要特别注意PRB数据项的完整性以及图幅内的地质术语的统一.
（二）数字剖面数据整理
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、记录的统一性以及岩石花纹库创建的统一.
（三）数字实际材料图及地质图制作
实际材料图的编制原则是待野外所有收集的地质第一手资料检查、整理无误,导入PRB库,形成完整的总库之后,PRB内容将自动继承入实际材料图库.然后充分利用多源数据融合,通过不同检索手段在符合“V”字型法则的基础上,进行地质连图.对所连地质界线赋属性,线转弧段造区,赋予区属性,最终形成实际材料图.实际材料图完成之后,就可以在此基础上制作数字地质图.例如本项目8幅1:25000数字实际材料图完成后,打开实际材料图即可进行进一步的地质点、地质界线、地质体面元图层编辑,然后接边处理,根据地质行业标准,进行不同地质实体的颜色、花纹填充,提取和叠加注记、同位素、产状、地理等图层,最终即可完成数字地质图的初步编辑工作.
从野外手图库到PRB图幅库,从PRB图幅库到1:25000数字实际材料图库,再到1:5万数字编稿地质图库,步步继承,改变了由最终成果图建立地质图数据库的传统作法,着重从建立原始基础地质数据库开始,通过提炼、过渡到最终成果数据库,最大限度地提高了后期资料、图件的处理效率.
四、综合研究与专题图制作
数字填图系统最终产生的数字地质图区别于传统模拟地质图的最大优点是它可以充分利用GIS空间查询功能来实现数据的查询、检索、统计、模型分析以及多要素综合分析等.因此,在数字地质图和实际材料图制作完成之后,可以利用RGMAP系统对测区进行属性统计、缓冲分析等一些空间分析功能帮助研究人员对测区进行一些相关专题研究.各种专题图件,例如第四纪地貌图、遥感解译地质图、构造地质图、矿产图等是在地质图和实际材料图完成的基础上,提取不同的对象和属性数据独立完成的.
五、讨论
数字填图技术从野外数据采集过程的数字化入手,实现了地质观察的图、文、像的数字化信息采集,具有可视化的多源空间数据获取、存储与管理功能,加快了野外资料整理速度,使区域地质调查的填图过程产生了重大革新.数字填图剖面系统可以自动计算剖面厚度,剖面线和导线剖面图一次性自动生成,并可以简单快捷对其进行编辑,它减少了室内工作量,提高了剖面图和柱状图制作的精度和效率.通过本次数字化区域地质调查项目的实施,也进一步证实了该技术应用于区域地质调查是切实可行的.根据本次实践经验,提出以下几个值得注意的问题：
①野外第一手原始地质资料的采集.PRB库、实际材料图库、空间数据库都是以翔实的野外原始数据为基础；
②对前人资料的利用,在充分研究的基础上,经野外调查验证后,必须有详细和丰富的剖面小结及综合批注内容,才能为下一步地质图空间数据库提供建库所需的资料和依据；
③项目中各个填图组路线号、点号要统一分配,切忌各自为政,自定点号、路线号；
④数字填图系统在区域地质调查中能高质、高效的应用,这就要求野外填图人员都必须提高对GIS及地质专业的理解和综合能力,人员的综合素质是影响数字填图技术应用的主要因素.