數字填圖編程

『壹』 實驗六 數字地質填圖技術與方法

一、實驗目的

通過簡項操作和參觀學習數字地質填圖的全過程演示，了解野外區域數字填圖的PRB過程和室內的PRB編輯成圖的主要過程、方法與步驟；熟悉掌上機野外填圖和RGMapGIS桌面系統的主要操作界面，建立對區域數字填圖的感性認識，為野外地質填圖實驗和部分生產實驗奠定基礎。

二、實驗內容

1.實驗基本內容及主要儀器設備

①掌上機野外填圖主要操作方法和步驟實驗；②RGMapGIS 桌面系統的簡項操作；③參觀學習數字地質填圖的全過程演示。

數字地質填圖野外採集系統主要儀器設備如圖6-1所示。

圖6-1 數字地質填圖野外採集系統主要儀器設備

2.實驗重點

通過對掌上機野外填圖的簡項操作，初步了解野外數字填圖的PRB過程，了解掌上機填圖的主要操作方法和步驟；通過對RGMapGIS桌面系統的簡項操作，了解室內的PRB編輯成圖的主要過程、方法與步驟。結合課堂學習知識，總結3S 技術在區域地質調查（填圖）中的主要應用方面、現狀與發展趨勢。

三、實驗課時

2學時。

四、實驗要求

明確實驗目的，實驗前認真復習課堂內容，熟悉MapGIS軟體的操作等；實驗結束後寫出實驗報告。

五、注意事項

遵守實驗室各項規章制度，按規定操作各實驗儀器、設備，防止學生自帶存儲設備中有病毒感染計算機等。

六、基礎知識簡介

地質填圖是採用數字填圖技術及數字填圖系統，從應用計算機野外數據採集技術入手，遵循傳統區域地質調查的規律，在不約束地質工作者地質調查思維的前提下，保證地質工作者取全、取准各項地質觀測資料數據，達到以翔實的地質觀察研究為基礎，以計算機野外數據採集和空間數據存儲與表達技術為手段，填制不同比例尺的數字地質圖。

數字地質填圖，是把野外地質觀測路線與實際材料圖的完全人工製作過程跨越式轉變為野外現場地質調查與調查信息數字化的復雜過程（圖6-2）。該技術集GPS、GIS、RS技術為一體，開創了地質填圖的數字化時代。

圖6-2 數字區域地質填圖概念框圖

（據李超嶺等，2002a，有改動）

數字地質填圖主要技術是以採集、存儲、管理、描述、分析和再現地質實體在地球表面空間分布有關數據的信息系統。它提供了在計算機輔助下，通過野外觀測路線的調查，對地質、地理、地球物理、地球化學和遙感等多源地學進行綜合分析和解釋，並進行地質制圖。其工作流程如圖6-3所示。

數字區域地質填圖的主要過程簡稱為PRB過程。其核心技術是PRB數據模型。PRB數據模型是由實體點（地質點，POINT）、網鏈（分段路線，ROUTING）、全鏈或幾何拓

圖6-3 數字填圖技術流程

（據李超嶺等，2002a）

圖6-4 數字填圖技術工作流程框圖

（據李超嶺等，2002a）

撲環（點和點間界限，BOUNDARY）組成的數據模型，用這種模型來描述野外地質路線的過程就是PRB過程。以工作階段為基礎，把數字區域地質填圖劃分為前期PRB過程、PRB初期過程、野外PRB過程、野外駐地PRB過程、室內PRB終結過程和PRB成果提交過程。這些PRB過程構成了數字區域地質填圖技術過程流程原形模型（圖6-4 ，圖6-5）。

圖6-5 數字填圖PRB 技術主流程

（據李超嶺等，2002）

七、實驗材料

（一）掌上機野外PRB過程填圖

現行的基於GIS技術與GPS輔助導航圖形界面的野外數字填圖技術，是建立在掌上機野外填圖、室內PC機群，通過網路技術、3 S技術、4 D技術、資料庫技術等處理而實現的。數字填圖的目標決定了數字填圖技術主流程的步驟。

野外PRB過程是區域數字收集資料（地質填圖）的過程。主要通過掌上機的野外路線採集操作而完成的。分為路線PRB數據採集、剖面PRB數據採集等主要過程。表6-1為PRB數據實體表。以路線調查的野外PRB過程為實驗重點，掌上機實驗主要操作方法和步驟如下：

1）打開工作路線。選擇「手圖」菜單中的「打開地圖」，選擇一個路線號的 map文件。

2）輸出當日路線信息。選擇「手圖」菜單中的「圖層管理」，選擇設計路線GROUTE圖層，用「點選」工具，選中設計路線；用「屬性編輯」工具，打開GROUTE屬性編輯窗口，引用PRB字典，輸入「天氣」「任務」等信息。

3）選擇P採集圖層。選擇「手圖」菜單中的「圖層管理」，選擇地質點GPOINT圖層添加一個地質點，或用「點選」工具選擇已經存在的一個地質點。用「屬性編輯」工

表6-1 PRB 數據實體表

具打開GPOINT屬性編輯窗口，利用PRB字典輸入各項信息，用手寫輸入其他字典中未儲備的信息。

續表

註：☆為主碼標識；其中地質點POINT、分段路線ROUTING、點和點間界限BOUNDARY，還有非結構化文件，分別以地質點號與P、R、B組成文件名。坐標指公里網橫坐標與縱坐標；經緯度指經度、緯度，用度-分-秒錶示。

（據李超嶺等，2003，有改動）

4）選擇PRB其他採集圖層。選擇「手圖」菜單中的「圖層管理」進入需要的PRB圖層。

5）利用編輯工具進行編輯。

6）加入採集實體。用「輸入點」或「輸入線」工具在落筆處添加一個采樣點、一條地質界線或一條分段路線，該點/線則為選中狀態。或「點選」一個已經存在的點或線，框選一個圖元。

7）編輯採集實體。利用圖形窗口中的「移動」「刪除」工具，在落筆處添加一個采樣點、一條地質界線或一條分段路線，該點或線則為選中狀態。或「點選」一個已經存在的點或線，框選一個圖元。加入採集實體和編輯採集實體是野外PRB過程中最繁重的工作，屬性的加入和編輯操作是這一過程的最重要內容。屬性內容主要見表6-1。

8）輸入屬性信息。用「屬性編輯」工具，系統自動打開相應的PRB屬性編輯窗口，利用PRB字典輸入各項信息或手寫輸入有關信息。

完成當點工作後，選擇「保存文件」及時進行數據保存。通過「轉出PC數據」將野外填圖全部信息轉換成PC數據文件。掌上機野外填圖的主要操作界面如圖6-6、圖6-7、圖6-8所示。

（二）室內PRB過程及地質成圖

室內PRB過程，就是將野外全部數據經PRB終結過程處理後導入RGMapGIS桌面系統，再進行室內編輯成圖的過程。實驗主要操作方法和步驟如下：

圖6-6 地質點數據錄入界面

圖6-7 分段路線錄入界面

圖6-8 剖面數據採集主界面

1）RGMapGIS桌面系統數據備份。打開RGMapGIS桌面系統，將CF卡上的野外全部數據按採集先後順序逐一備份到「採集日備份」目錄中。

2）PRB數據檢查、工作量統計與路線PRB小結。在PRB圖幅內，統計指定的路線長度、地質點數、材樣點、照片數等工作量，通過工作量文本窗口進行小結。

3）信息查詢。利用「空間到屬性查詢」和「屬性到空間查詢」進行路線PRB照片信息查詢、PRB屬性空間到實體空間查詢、PRB條件查詢（P過程查詢和R過程查詢），通過信息查詢，全面了解PRB數據和資料。

4）PRB數據質量評價。利用GIS的空間分析功能，統計圖幅內的地質點數、點間地質界線個數等。

5）生成PRB圖幅庫。

6）PRB地質連圖。通過多源數據的疊加和不同的查詢方法，得到對地質體的全面認識後，按地質特徵和屬性特徵，進行地質連圖，如斷層的線性連接、地質體的圈閉等。

7）PRB數據輸出。利用操作系統可分別輸出：生成野外記錄簿、生成野外數據表、生成地質圖等，並可對其部分任意裁減輸出成報告插圖。

八、實驗方法

掌機模擬操作和上機桌面系統操作。

九、實驗步驟

第一步：教師介紹掌機操作的程序與主要要求，介紹RGMapGIS桌面系統的操作要領與基本方法、步驟等；提供實例讓學生操作桌面系統的主要功能模塊；對學生讀圖提出明確要求。

第二步：學生分組進行掌機模擬操作與RGMapGIS桌面系統操作練習。

第三步：討論與解答學生操作過程中遇到的問題，總結有關操作技巧與方法。

十、實驗任務

掌機模擬操作與RGMapGIS桌面系統操作練習。

十一、實驗作業

①總結數字地質填圖RGMapGIS桌面系統操作的基本方法與步驟；②談談你對數字地質填圖系統與傳統區域地質填圖在資料獲取、記錄與操作等方面的感受。

十二、實驗報告要求

論述要有據。報告中要用自己實驗實例回答作業中的相關問題。

十三、思考題

1）數字地質填圖有何優缺點？數字地質填圖掌機操作中的最大難點是什麼？

2）RGMapGIS桌面系統的主要模塊和功能有哪些？