实验六 数字地质填图技术与方法
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发布时间：2022-04-24 22:30
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时间：2023-10-13 09:45
一、实验目的
通过简项操作和参观学习数字地质填图的全过程演示，了解野外区域数字填图的PRB过程和室内的PRB编辑成图的主要过程、方法与步骤；熟悉掌上机野外填图和RGMapGIS桌面系统的主要操作界面，建立对区域数字填图的感性认识，为野外地质填图实验和部分生产实验奠定基础。
二、实验内容
1.实验基本内容及主要仪器设备
①掌上机野外填图主要操作方法和步骤实验；②RGMapGIS 桌面系统的简项操作；③参观学习数字地质填图的全过程演示。
数字地质填图野外采集系统主要仪器设备如图6-1所示。
图6-1 数字地质填图野外采集系统主要仪器设备
2.实验重点
通过对掌上机野外填图的简项操作，初步了解野外数字填图的PRB过程，了解掌上机填图的主要操作方法和步骤；通过对RGMapGIS桌面系统的简项操作，了解室内的PRB编辑成图的主要过程、方法与步骤。结合课堂学习知识，总结3S 技术在区域地质调查（填图）中的主要应用方面、现状与发展趋势。
三、实验课时
2学时。
四、实验要求
明确实验目的，实验前认真复习课堂内容，熟悉MapGIS软件的操作等；实验结束后写出实验报告。
五、注意事项
遵守实验室各项规章制度，按规定操作各实验仪器、设备，防止学生自带存储设备中有病毒感染计算机等。
六、基础知识简介
地质填图是采用数字填图技术及数字填图系统，从应用计算机野外数据采集技术入手，遵循传统区域地质调查的规律，在不约束地质工作者地质调查思维的前提下，保证地质工作者取全、取准各项地质观测资料数据，达到以翔实的地质观察研究为基础，以计算机野外数据采集和空间数据存储与表达技术为手段，填制不同比例尺的数字地质图。
数字地质填图，是把野外地质观测路线与实际材料图的完全人工制作过程跨越式转变为野外现场地质调查与调查信息数字化的复杂过程（图6-2）。该技术集GPS、GIS、RS技术为一体，开创了地质填图的数字化时代。
图6-2 数字区域地质填图概念框图
（据李超岭等，2002a，有改动）
数字地质填图主要技术是以采集、存储、管理、描述、分析和再现地质实体在地球表面空间分布有关数据的信息系统。它提供了在计算机辅助下，通过野外观测路线的调查，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，并进行地质制图。其工作流程如图6-3所示。
数字区域地质填图的主要过程简称为PRB过程。其核心技术是PRB数据模型。PRB数据模型是由实体点（地质点，POINT）、网链（分段路线，ROUTING）、全链或几何拓
图6-3 数字填图技术流程
（据李超岭等，2002a）
图6-4 数字填图技术工作流程框图
（据李超岭等，2002a）
扑环（点和点间界限，BOUNDARY）组成的数据模型，用这种模型来描述野外地质路线的过程就是PRB过程。以工作阶段为基础，把数字区域地质填图划分为前期PRB过程、PRB初期过程、野外PRB过程、野外驻地PRB过程、室内PRB终结过程和PRB成果提交过程。这些PRB过程构成了数字区域地质填图技术过程流程原形模型（图6-4 ，图6-5）。
图6-5 数字填图PRB 技术主流程
（据李超岭等，2002）
七、实验材料
（一）掌上机野外PRB过程填图
现行的基于GIS技术与GPS辅助导航图形界面的野外数字填图技术，是建立在掌上机野外填图、室内PC机群，通过网络技术、3 S技术、4 D技术、数据库技术等处理而实现的。数字填图的目标决定了数字填图技术主流程的步骤。
野外PRB过程是区域数字收集资料（地质填图）的过程。主要通过掌上机的野外路线采集操作而完成的。分为路线PRB数据采集、剖面PRB数据采集等主要过程。表6-1为PRB数据实体表。以路线调查的野外PRB过程为实验重点，掌上机实验主要操作方法和步骤如下：
1）打开工作路线。选择“手图”菜单中的“打开地图”，选择一个路线号的 map文件。
2）输出当日路线信息。选择“手图”菜单中的“图层管理”，选择设计路线GROUTE图层，用“点选”工具，选中设计路线；用“属性编辑”工具，打开GROUTE属性编辑窗口，引用PRB字典，输入“天气”“任务”等信息。
3）选择P采集图层。选择“手图”菜单中的“图层管理”，选择地质点GPOINT图层添加一个地质点，或用“点选”工具选择已经存在的一个地质点。用“属性编辑”工
表6-1 PRB 数据实体表
具打开GPOINT属性编辑窗口，利用PRB字典输入各项信息，用手写输入其他字典中未储备的信息。
续表
注：☆为主码标识；其中地质点POINT、分段路线ROUTING、点和点间界限BOUNDARY，还有非结构化文件，分别以地质点号与P、R、B组成文件名。坐标指公里网横坐标与纵坐标；经纬度指经度、纬度，用度-分-秒表示。
（据李超岭等，2003，有改动）
4）选择PRB其他采集图层。选择“手图”菜单中的“图层管理”进入需要的PRB图层。
5）利用编辑工具进行编辑。
6）加入采集实体。用“输入点”或“输入线”工具在落笔处添加一个采样点、一条地质界线或一条分段路线，该点/线则为选中状态。或“点选”一个已经存在的点或线，框选一个图元。
7）编辑采集实体。利用图形窗口中的“移动”“删除”工具，在落笔处添加一个采样点、一条地质界线或一条分段路线，该点或线则为选中状态。或“点选”一个已经存在的点或线，框选一个图元。加入采集实体和编辑采集实体是野外PRB过程中最繁重的工作，属性的加入和编辑操作是这一过程的最重要内容。属性内容主要见表6-1。
8）输入属性信息。用“属性编辑”工具，系统自动打开相应的PRB属性编辑窗口，利用PRB字典输入各项信息或手写输入有关信息。
完成当点工作后，选择“保存文件”及时进行数据保存。通过“转出PC数据”将野外填图全部信息转换成PC数据文件。掌上机野外填图的主要操作界面如图6-6、图6-7、图6-8所示。
（二）室内PRB过程及地质成图
室内PRB过程，就是将野外全部数据经PRB终结过程处理后导入RGMapGIS桌面系统，再进行室内编辑成图的过程。实验主要操作方法和步骤如下：
图6-6 地质点数据录入界面
图6-7 分段路线录入界面
图6-8 剖面数据采集主界面
1）RGMapGIS桌面系统数据备份。打开RGMapGIS桌面系统，将CF卡上的野外全部数据按采集先后顺序逐一备份到“采集日备份”目录中。
2）PRB数据检查、工作量统计与路线PRB小结。在PRB图幅内，统计指定的路线长度、地质点数、材样点、照片数等工作量，通过工作量文本窗口进行小结。
3）信息查询。利用“空间到属性查询”和“属性到空间查询”进行路线PRB照片信息查询、PRB属性空间到实体空间查询、PRB条件查询（P过程查询和R过程查询），通过信息查询，全面了解PRB数据和资料。
4）PRB数据质量评价。利用GIS的空间分析功能，统计图幅内的地质点数、点间地质界线个数等。
5）生成PRB图幅库。
6）PRB地质连图。通过多源数据的叠加和不同的查询方法，得到对地质体的全面认识后，按地质特征和属性特征，进行地质连图，如断层的线性连接、地质体的圈闭等。
7）PRB数据输出。利用操作系统可分别输出：生成野外记录簿、生成野外数据表、生成地质图等，并可对其部分任意裁减输出成报告插图。
八、实验方法
掌机模拟操作和上机桌面系统操作。
九、实验步骤
第一步：教师介绍掌机操作的程序与主要要求，介绍RGMapGIS桌面系统的操作要领与基本方法、步骤等；提供实例让学生操作桌面系统的主要功能模块；对学生读图提出明确要求。
第二步：学生分组进行掌机模拟操作与RGMapGIS桌面系统操作练习。
第三步：讨论与解答学生操作过程中遇到的问题，总结有关操作技巧与方法。
十、实验任务
掌机模拟操作与RGMapGIS桌面系统操作练习。
十一、实验作业
①总结数字地质填图RGMapGIS桌面系统操作的基本方法与步骤；②谈谈你对数字地质填图系统与传统区域地质填图在资料获取、记录与操作等方面的感受。
十二、实验报告要求
论述要有据。报告中要用自己实验实例回答作业中的相关问题。
十三、思考题
1）数字地质填图有何优缺点？数字地质填图掌机操作中的最大难点是什么？
2）RGMapGIS桌面系统的主要模块和功能有哪些？
