董斌斌，丁楓，楊敏，范宇航，田京京

（1.成都理工大學地球科學學院，四川 成都 610059；2.北京市環(huán)境保護科學研究院，北京 100037）

數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)（DGSS）是中國地調(diào)局地質(zhì)發(fā)展研究中心2010年開發(fā)的，具自主知識產(chǎn)權、整合數(shù)字填圖和數(shù)字剖面等6大系統(tǒng)為一體的綜合地質(zhì)調(diào)查軟件。該系統(tǒng)同時結(jié)合3S（GPS、GIS、RS）技術，功能涵蓋較齊全，被廣泛應用于基礎地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、資源儲量估算與礦體三維建模等多個領域[1-5]。野外與室內(nèi)整理中，主要是對PRB之間的關系認識較混亂，照片、產(chǎn)狀、樣品輸入方式存在錯誤，GPS采點方式與特點認識模糊，及對信手剖面圖生成方式與存在等問題。筆者針對14版DGSS數(shù)字填圖系統(tǒng)在野外的使用方法，及后期處理中遇到的問題進行探討，希望對地質(zhì)工作者有所幫助。

1 調(diào)查區(qū)自然地理概況

研究區(qū)地處西藏南部喜馬拉雅山中段北麓，地形切割強烈，屬深谷深切割區(qū)，區(qū)內(nèi)山勢陡峻，溝壑縱橫，海拔4 400～5 700 m，相對高差800～1 000 m，屬高原亞寒帶半干旱季風-高山高寒氣候，環(huán)境惡劣，可進行野外作業(yè)的時間相當有限（圖1）[6]?裘碧波.藏東南措美殘余大火成巖省地幔柱成因新證據(jù)，中國地質(zhì)大學（北京），碩士學位論文，2011。因此，數(shù)字化填圖顯示出更多優(yōu)越性，1～2人攜帶智能設備即可獨立完成野外填圖。

筆者結(jié)合西藏絨布地區(qū)索改幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查使用技巧，對野外工作前期準備做了相應總結(jié)（圖2）：①地形圖數(shù)據(jù)工程。目前項目所需地形圖數(shù)據(jù)大多在國家測繪地理信息局統(tǒng)一購置，為ArcGIS數(shù)據(jù)模式下的GeoDatabase格式[9-11]。因此，需借助ArcGIS和MapGIS對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成對應的MapGIS格式的點、線、面數(shù)據(jù)格式；②遙感圖像解譯。遙感影像是最能直觀反應一些地質(zhì)現(xiàn)象的宏觀依據(jù)，對識別構造現(xiàn)象、第四系沉積、地質(zhì)體及研究區(qū)地理特征具重要意義。準確的遙感影像解譯在基礎地質(zhì)調(diào)查中顯得尤為重要，遙感圖像數(shù)據(jù)主要以遙感影像、DEM數(shù)據(jù)影像及圖像形式存在，仍需借助MapGIS、Section等轉(zhuǎn)換成msi格式進行矢量化處理，最終轉(zhuǎn)換成對應的點、線、面數(shù)據(jù)格式[11]；③前人資料的搜集整合。主要借助大比例尺地質(zhì)調(diào)查基礎或該區(qū)域前人對某一特定地質(zhì)體的研究現(xiàn)狀。索改幅的前期準備主要依據(jù)西藏洛扎縣幅1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和前人對該區(qū)域主要地質(zhì)體研究現(xiàn)狀，對主要研究成果和研究現(xiàn)狀進行總結(jié)，以較直觀的方式標注于相應的點、線、面數(shù)據(jù)工程中。綜合以上所有的點、線、面數(shù)據(jù)工程，創(chuàng)建研究區(qū)圖幅所需背景圖層；④對字典庫與系統(tǒng)庫的準備。在項目研究過程中需采用統(tǒng)一庫文件，隨研究區(qū)研究程度的不斷深入，對庫文件進行相應更新[8，12]。如前期對字典庫進行項目人員、基本地層單位與巖性的添加，后期隨著研究的不斷深入進行修改與完善。對系統(tǒng)庫主要是在原庫的基礎上編入研究區(qū)基本的地層代號，隨后據(jù)需要不斷加入一些特殊地質(zhì)體標識（如：團塊、結(jié)核等），及地質(zhì)單元代號等?？傊?，對字典庫與系統(tǒng)庫的修正與更新需建立在統(tǒng)一的庫文件基礎上。

圖1 研究區(qū)區(qū)域位置圖(A)及地理概況圖(B)Fig.1 Regional location and geographic overview of the study area

圖2 前期準備基本流程Fig.2 The basic process of preparation

2 應用方法與步驟

電腦部分主要分為野外路線設計和室內(nèi)PRB處理，野外主要在前期準備和室內(nèi)設計基礎上完成。以索改幅為例，野外踏勘（實測）前需完成數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)（DGSS）中DGSInfo工作目錄DGSData的建立，將1∶5萬向4幅1∶2.5萬分幅圖轉(zhuǎn)換[3，8，11，13]。同時完善1∶5萬和1∶2.5萬數(shù)字底圖（填圖）中背景圖層（圖3）。對1∶5萬研究圖幅到1∶2.5萬分幅轉(zhuǎn)換及DGSInfo工作目錄DGSData創(chuàng)建與完善后，才可進行野外地質(zhì)調(diào)查的部分。

2.1 野外

目前野外地質(zhì)調(diào)查主要借助智能手機或平板，利用AoRGMap軟件完成野外采點、定位等[4]。AoRGMap軟件在野外初次使用時需進行一些調(diào)試、校正等，特別是軟件精度（GPS誤差）校正。不同地區(qū)受不同自然條件影響及軟件載體本身影響，所需校正參數(shù)不同（圖4）。因此，我們需尋找該地區(qū)重要地標性位置，結(jié)合地形圖確定該處坐標參數(shù)。原則上，校正的地標性位置越多，軟件與實際地形圖間的吻合度越高。

對GPS航跡采點，主要分兩種方式，一種是按一定時間間隔采GPS點，這種方式在野外環(huán)境較惡劣地區(qū)，點與點間將會出現(xiàn)GPS點分布不均勻及疊置問題。地勢較平緩，便于前行，GPS采點間距變大；地勢陡峭，行走緩慢，GPS采點間距將變小，甚至出現(xiàn)點的疊置。另一種是按點與點間的相對水平距離進行采點，采點較均勻規(guī)整，更美觀。在索改幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過程中，由于初期研究經(jīng)驗不足，我們將兩種GPS采點方式一起使用，距離采點按每隔100 m采一個點，時間采點選擇每隔60 s采一個點。后期PRB數(shù)據(jù)庫制作中對比發(fā)現(xiàn)，按距離采點在后期數(shù)據(jù)庫制作中圖件的美觀、整潔度遠遠優(yōu)于后者（圖5）。

圖3 索改幅1：5萬及1:2.5萬分幅及背景圖層示意Fig.3 The map and background layer of 1:50000 and 1:25000 of Suogai

圖4 GPS采點誤差校準設置Fig.4 Error calibration setting of sampling sites with GPS

2.2 室內(nèi)最終處理

室內(nèi)資料整理（PRB庫編輯）主要是對路線地質(zhì)調(diào)查、實測地層剖面及構造等進行整合，并建立研究圖幅空間數(shù)據(jù)庫[4，8，12，14-15]。針對研究區(qū)圖幅，要對130多條路線，1 200多個地質(zhì)點及R、B、照片、產(chǎn)狀、樣品等進行整合建庫，需在初期研究中做好規(guī)范培訓與部署，才能在后期整理中做到一步到位。實際工作中很少能一步完成[16]。借此，我們對此次索改幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查室內(nèi)整理中常遇問題進行探討說明。

圖5 GPS采點分類對比Fig.5 Classification comparison of GPS's sampling sites

2.2.1 PRB之間的關系

系統(tǒng)中地質(zhì)點（P）是附屬于地質(zhì)路線下邊的，屬地質(zhì)路線子集。分段路線（R）、地質(zhì)界線（B）、照片、產(chǎn)狀、樣品、素描等屬地質(zhì)點（P）下的子集，分段路線（R）與地質(zhì)界線（B）是同等關系。一直以來它們間的編號較混亂，沒特定說明。因此，資料整理中，需對一些參數(shù)進行統(tǒng)一，如PRB之間的關系（圖6）。照片、產(chǎn)狀、樣品、素描等之間的關系[8，12，14-15]。

圖6 PRB關系圖Fig.6 The relation chart of PRB

2.2.2地層分界點上地質(zhì)界線（B）的作用

地層分界點、巖性分界點、脈體、特殊巖塊等需用地質(zhì)界線（B）勾畫出。后期實際材料圖賦屬性中，是將所有地質(zhì)界線（B）屬性提取到Geoline（地層線或地質(zhì)界線）工程文件中[11，14，17]，生成地質(zhì)界線（或地層線）。

2.2.3照片、產(chǎn)狀、樣品常見問題

照片編號輸入方面，由于掌機（平板）像素低，為提高照片質(zhì)量，野外部分我們選擇使用照相機進行拍照，但后期導入照片中經(jīng)常存在照片編號不匹配問題，系統(tǒng)僅識別特定編號（如：“D6230_1_1”），這就需要我們對不匹配的照片進行手動修改成系統(tǒng)特定編號。產(chǎn)狀添加上，除野外利用掌機直接測量或添加外，如是通過野外記錄本記錄，后在室內(nèi)錄入，則需對該產(chǎn)狀進行旋轉(zhuǎn)，否則存在產(chǎn)狀傾向與實際測量不符現(xiàn)象。樣品問題主要是在后期樣品編號方面，系統(tǒng)導出野外記錄本時，會自動在樣品編號中生成地質(zhì)點號前綴，所以樣品編號中只輸入樣品代號即可（化石樣：HB01、HB02；標本樣：B01、B02）。

2.2.4素描圖、信手剖面圖問題

素面圖主要描繪地質(zhì)點上特殊地質(zhì)現(xiàn)象，屬地質(zhì)點子集，所以在命名上需借助地質(zhì)點號命名。信手剖面圖是對一條地質(zhì)路線所有地層和地質(zhì)現(xiàn)象的簡單描繪，是該條地質(zhì)路線的子集，命名上需與路線號關聯(lián)。素描圖、信手剖面均需轉(zhuǎn)成msi格式導入PRB庫系統(tǒng)（除借助MapGIS、Section等繪圖軟件繪制的外）。

2.2.5信手剖面圖自動生成問題

信手剖面圖更多的是在野外手繪完成。受野外工作環(huán)境與工作時間影響，部分仍需后期在室內(nèi)完成。數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)（DGSS）的DGSInfo可自動生成信手剖面圖[18]。由于軟件自身原因，自動生成的剖面線存在較多誤差，需手動修改添加，借助Map-GIS、Section等繪圖軟件繪制。雖16版已發(fā)布使用，實現(xiàn)自動生成區(qū)功能，誤差有所改善，但仍需手動調(diào)解完善。

2.2.6 GPS采點均勻性問題

GPS采點是通過設置采點方式進行智能化采點，GPS按距離方式采點，點與點間的距離是一定的，看起來特均勻。按時間采點會據(jù)地勢起伏及等高線疏密發(fā)生很大變化，地勢險，等高線密，采點密集；地勢平緩，等高線稀疏，采點分散（圖6）。相反，GPS采點在地勢險、等高線密的地區(qū)采點分散，地勢平緩、等高線稀疏的地區(qū)采點密集，這種現(xiàn)象的點在后期處理的可能性更大。

3 結(jié)論

地質(zhì)界線（B）主要是用來勾畫地層分界點、巖性分界點、脈體及特殊巖塊等界線，最終屬性提取到Geoline（地層線或地質(zhì)界線）工程文件中，生成地質(zhì)界線（或地層線）。GPS采點均勻表示其按距離的方式采點。經(jīng)過我們研究，對GPS采點不均勻，除選擇按時間方式采點外，在地勢險、等高線密地區(qū)采點分散，地勢平緩、等高線稀疏的地區(qū)采點密集，則是后期處理結(jié)果。信手剖面圖除通過手動繪制以外，也可借助MapGIS、Section等繪圖軟件繪制，由于軟件自身原因仍需進行手動調(diào)解，相信在軟件后期研發(fā)與更新中會不斷完善的。