原明考

(山東省物化探勘查院，濟南 250014)

0 引言

傳統(tǒng)礦產地質調查中，地質填圖采用民用GPS存儲地質點位，并在紙質野外記錄簿上進行點號、點位、點性和地質特征描述，然后再將地質點位及點號投在紙質野外手圖上，按照“V”字型法則進行地質界線勾繪[1]。由于紙質野外記錄簿和紙質野外手圖易損壞，成果精度低，造成原始地質資料多且分散，不利長期保存[2]。

20世紀80年代中期，美國、意大利、澳大利亞、英國等國家開始使用數字地質填圖技術[3]。1999年中國地質調查局發(fā)布數字地質填圖系統(tǒng)V2.5.0版，并選取四幅1∶50 000區(qū)域地質調查填圖作為應用試點[4]，經過理論研究和實踐應用，數字填圖技術手段不斷更新完善，桌面系統(tǒng)由“數字填圖系統(tǒng)(DGSS)”升級為“數字地質調查綜合信息平臺(DGInfo)”。2002年數字填圖技術手段開始應用于礦產地質調查和水工環(huán)地質調查項目[5],2004年山東省應用數字填圖技術手段于1∶250 000、1∶50 000區(qū)域地質調查填圖,2016年山東省臨朐地區(qū)應用數字地質填圖手段于1∶50 000 礦產地質調查項目。

數字地質填圖技術手段通過地質數據化采集、存儲、管理、描述和分析，能夠再現(xiàn)地質實體在地球表面空間分布特征[6]。通過在山東省臨朐地區(qū)1∶50 000礦產地質調查中應用數字填圖技術手段，總結數字填圖技術手段的野外工作內容和方法，并將實踐中遇到的一些問題，總結出數字填圖技術手段的經驗和建議。

1 工區(qū)位置

臨朐地區(qū)1∶50 000礦產地質調查項目數字地質填圖工作區(qū)位于山東省臨朐縣南部，如圖1所示，區(qū)內交通較為便利，G20青銀高速從測區(qū)北部通過，G25長深高速從測區(qū)東部穿過。

圖1 項目工區(qū)位置圖

2 工作內容

臨朐地區(qū)1∶50 000礦產地質調查數字地質填圖項目主要分為三個階段，如圖2所示。

圖2 數字地質填圖的工作內容

(1)踏勘準備階段。建立工作區(qū)1∶25 000圖幅“背景圖層數據庫”和“礦區(qū)地質礦產特征字典數據庫”，同時收集工作區(qū)區(qū)域地層、構造、巖漿巖地質特征。

(2)野外工作階段。建立6個數據庫[7]，根據野外PRB數據采集分別建立：①1∶25 000圖幅“野外手圖數據庫”；②“1∶25 000圖幅PRB庫”；③“樣品庫”；④“探礦工程庫”；⑤“剖面數據庫”；⑥“實際材料圖庫”。

(3)成果準備階段。建立1個地質礦產圖空間數據庫，將遙感數據庫、綜合成果數據庫、空間數據庫、地球化學數據庫、地球物理數據庫整合到地質礦產圖空間數據庫中。

3 工作方法及技術手段

3.1 踏勘準備階段

(1)數字填圖硬件設備包括數字填圖野外采集裝備(本次采用Android 6.0版手機)1部、數據線1根、充電寶1塊、筆記本1臺。

(2)數字填圖軟件系統(tǒng)基于“3S”模塊，主要由地理信息系統(tǒng)(MAPGIS)、野外數據采集系統(tǒng)(RGMAP)和數字地質調查綜合信息平臺組成[8]。

(3)建立背景圖層庫，通過MAPGIS將臨朐地區(qū)1∶50 000地形圖放大至1∶25 000地形圖，再將收集的1∶50 000區(qū)域地質調查圖放大至1∶25 000區(qū)域地質調查圖，經過圖幅校正后，添加到1∶25 000地理底圖中，形成標準的背景圖層庫。

(4)建立礦區(qū)地質特征PRB字典庫，礦區(qū)字典庫的建立是數字填圖中的一個重要環(huán)節(jié)[9]，字典庫保存格式為“txt”格式。本次臨朐地區(qū)數字地質填圖圖幅PRB字典庫的建立是通過收集前人在臨朐地區(qū)開展的1∶50 000幅區(qū)域地質調查報告，分析臨朐地區(qū)的地質構造和礦產特征。另外，根據礦區(qū)野外實地踏勘，測制踏勘剖面，對沿剖面出露的地層、巖體、構造和礦產特征進行描述。綜合以上資料，建立臨朐地區(qū)數字地質填圖地質礦產特征字典庫。

3.2 野外工作階段

野外工作階段通過“DGInfo”桌面系統(tǒng)建立野外手圖庫，通過數據線將野外手圖庫從筆記本中導入掌上機“RGMAP”[10]，在掌上機中進行數字地質調查野外PRB操作，具體操作流程如圖3所示。

圖3 野外PRB操作流程

首先打開桌面軟件DGInfo建立野外PRB總圖庫；第二，創(chuàng)建野外手圖庫；第三，將野外手圖數據利用數據線上傳掌上機RGMAP；第四，通過掌上機RGMAP進行地質路線野外PRB數據采集，多個PRB過程組合，完成一條地質路線的野外PRB數據采集工作；第五，野外路線PRB數據采集過程完成后，將數據傳輸導入到筆記本電腦；第六，在DGInfo中圖幅PRB窗口下，將路線導入到圖幅PRB庫。通過點編輯、線編輯等對野外PRB路線進行系統(tǒng)整理，項目組成員必須逐一對地質點、地質界線、分段路線、產狀、樣品、照片、素描進行檢查，補充野外路線小結，完善記錄內容，完成路線自檢。

3.3 成果準備階段

將本次臨朐地區(qū)數字地質調查野外手圖數據(包括野外路線、野外照片、產狀注釋、樣品數據等)導入DGInfo平臺，形成野外總圖庫。更新野外總圖庫到實際材料圖庫，在實際材料圖庫中運用多源地質數據和“V”字型法則進行地質連圖。

在實際材料圖庫中，對地質界線進行賦屬性，然后將地質界線轉換形成地質體面。對不同的地質體面進行賦區(qū)屬性，根據地質體面區(qū)屬性，對不同地質體進行統(tǒng)一著色，并賦予地質代號，添加獨立要素類(如圖例、柱狀圖、圖切剖面、接圖表、圖名)，并進行空間數據庫整飾，最終形成地質成果圖。

4 數字地質填圖注意問題

4.1 野外PRB過程中地質界線B的劃分

(1)要準確填寫左地層單位和右地層單位，面向畫線方向，左手一側為左地層，右手一側為右地層，斷層線屬地質界線(B過程)，具體示例見圖4。

圖4 地質界線B劃分原則示例一

(2)地質點或地質界線交匯位置上出現(xiàn)2個聯(lián)點以上地質界線時，不允許地質界線通過該點，必須將其斷開，并給予其相應的順序編號B0、B1、B2，具體示例見圖5。

圖5 地質界線B劃分原則示例二

(3)勾繪封閉的地質體時，地質界線的兩端必須斷開，即應作為兩條地質界線處理，如巖脈，具體示例見圖6。

圖6 地質界線B劃分原則示例三

4.2 野外PRB過程中地質路線R的劃分

一個P過程包含一條或多條分段路線，從地質點P1到地質點P2，地質路線R編號從R1到Rn，具體示例見圖7。不允許同一分段路線R穿過地質界線B，在開始下一個P過程或B過程前，必須將此前的路線R過程操作完成。同一分段路線R上的樣品、照片、產狀等點要素圖層采集須在添加該分段路線R之前完成。

圖7 地質路線R劃分原則示例

4.3 野外總圖庫的檢查

對不同路線地質界線屬性，尤其是填圖單位和接觸關系類型進行檢查，為下一步地質體界線的勾聯(lián)做準備。在圖幅PRB庫對數據進行錯誤糾正，同時要對野外手圖庫相應部分進行修改，再將修改后的野外手圖庫重新導入野外總圖庫。

4.4 實際材料圖庫編繪

(1)地質體界線勾繪時注意不要把線連接過長，因為過長的線在光滑線過程中曲度會改變，導致降低地質界線的精度。

(2)地質界線需保證屬性庫結構的完整(直接利用程序自動建立的三個點、線、面圖層文件)，屬性的賦予手工填寫完善。

(3)線與面均可用屬性提取的方法進行檢查，輸入要檢查的屬性項字段名及雙引號而不填寫任何內容進行提取，檢查哪些線、區(qū)實體未賦屬性并進行修改補充。

(4)整個項目統(tǒng)一使用國標子圖庫，地質體的著色按照標準使用顏色庫。項目組各種圖件的編輯，保證線型、子圖號及大小粗細的統(tǒng)一。

5 結語

通過數字地質填圖技術在山東省臨朐地區(qū)地質調查項目中的應用，對野外PRB數據采集和室內建庫的過程進行經驗總結，具體如下：

(1)本次礦產地質調查中野外采用數字地質填圖技術手段進行點位采集、存儲、地質描述，調查了與成礦有關的地質體、構造、礦化蝕變的空間分布特征。室內利用計算機平臺進行數據建庫制作實際材料圖和地質成果圖，查明了工作區(qū)成礦地質條件和成礦特征。

(2)本次礦產地質調查中應用無紙化的數字填圖技術手段，工作效率高、周期短。數字地質填圖工作方法使地質填圖原始資料由紙介質存儲向數字化存儲方式轉變，通過精準化、自動化及智能化的野外原始數據采集，能有效地降低野外原始資料的損壞和丟失風險。

(3)本次礦產地質調查中應用無紙化的數字填圖技術手段，相比傳統(tǒng)地質填圖技術手段，野外地質點的定位采集、坐標存儲、點位地質描述、點間路線地質描述、地質界線圈定全部數字化，地質實際材料圖和成果圖全部數據建庫，地質成果數據庫信息檢索方便，在大數據時代有利于地質礦產成果信息共享，使地質礦產成果信息為社會提供更好的公共服務。

(4)建議提高數字填圖技術手段硬件配置。由于RGMAP野外數據采集掌上機內存不足，地形底圖和影像圖占用較多內存，導致掌上機運行速度慢，容易死機，野外PRB采集數據容易丟失，從而需要返工，增加了野外工作量。另外，野外數據掌上機供電時間有限，無法滿足長路線的數字地質填圖調查任務。數字地質填圖數據處理基于MAPGIS和DGInfo平臺，由于軟件本身不穩(wěn)定，出現(xiàn)程序出錯、系統(tǒng)異常關閉等情況，若未及時保存前期數據處理則需返工。

(5)建議提高數字地質填圖掌上機野外GPS精度。數字地質填圖掌上機野外采集地質點的點位精度直接影響數字地質填圖的精度，是數字地質填圖野外PRB數據采集中的最大問題。因此，每次進行野外PRB填圖時必須對野外手圖庫圖幅四角坐標進行校正。

(6)建議對DGInfo平臺系統(tǒng)進行更新。目前DGInfo平臺不支持直接在已輸入實際材料圖庫圖幅下改動單條路線信息，若要改動必須回到野外手圖庫中對該路線修改之后，再重新輸入，單條路線信息反復輸入實際材料庫會造成數據冗余和錯誤。因此，野外路線入實際材料圖庫必須在充分檢查好單條野外PRB路線信息后再進行。