數字填圖方法在地質空間數據庫建設中的應用

劉 麗，劉福魁，蔡 青，馬瑜宏

(山東省地質調查院，山東濟南250013)

一、引 言

區域地質調查是基礎性、公益性、戰略性的基礎地質工作，如何將野外工作轉化為成果數據庫后加以利用，具有非常重要的意義。目前許多發達國家紛紛采用新技術、新理論、新方法改造或建立新的數據模型，以滿足網絡信息時代的社會需求。

我國數字填圖技術，是從1999年開始進行技術研究，是以GIS、RS、GPS(3S)技術集成為基礎，將區域地質調查野外數據獲取、綜合研究、成果表達及提供社會使用等全過程數字化(信息化)技術［1］。其入口是野外數據采集系統，核心由空間數據庫、數字地質圖、野外路線數據庫、圖幅區調數據庫組成，出口為區調4D產品及編稿地質圖［3］。

二、數字填圖方法介紹及工作流程

數字地質填圖，是指在野外數據采集過程中，利用野外數據采集器(3S技術與手持計算機集成)，對要進行數據采集的各種地質現象進行數字化、規范化和標準化，之后編制數字地質圖件時再對數據進行有效存儲、提取和整合集成。

數字填圖技術利用的軟件主要是RGMap系統，它完全實現野外路線觀測過程的全數字化描述。工作流程主要是：將整理好的MapGIS圖形文件導入RGMapGIS系統背景圖層;建立圖幅PRB庫，更新實際材料圖PRB內容，建立空間數據庫實際材料圖，更新空間數據庫實際材料圖內容，建立RGMap-GIS空間數據庫。之后對要素類、對象類屬性數據自動提取、屬性補充，綜合要素類數據錄入，完成空間數據庫的制作。

數字填圖方法符合傳統地質填圖的基本規律，野外數字化一次性錄入、數據處理，對地質圖信息的傳統表達方式是根本改變，增強了數據庫服務能力，擴大了數據庫應用的靈活性。其工作流程如圖1所示。

圖1 建庫流程

三、數字填圖方法存儲

數字填圖中，對地質對象進行數據分類，采用規則主要包括繼承、關聯、依賴和組合描述對象之間的關系，通過建立要素類和對象類之間的關系類，建立空間數據庫。

數字填圖技術中，除了對圖形點、線、區數據分層外，還建立了由15個基本要素類BASE_FCLS.mdb、8 個綜合要素類 SYNTH_FCLS.mdb、12 個對象類DSGMAP.mdb組成的地質圖空間數據存儲模型，如圖2所示。給出了地質圖的數據之間的聯系對數據的內容、結構進行一致性的描述，既有利于圖形的查看，也有利于屬性的檢索與利用。

圖2 數字填圖屬性存儲

四、數字填圖方法屬性繼承及空間拓撲

數字填圖方法，屬性結構是在RGMap軟件中自動生成，屬性結構一致，避免了編輯結構錯誤。屬性內容獲取，從組成地質圖基本要素類和對象類出發，采用數據模型繼承技術，通過數據流棧處理，從野外數據采集到成果表達實現了全程數字化［5］。

具體方法為：①在PRB實際材料圖中，地質界線圖層(GEOLINE.WL)從野外采集圖層BOUNDARY繼承部分屬性，地質體面圖層(Geopoly.WP)的屬性，從野外采集圖層ROUTING繼承部分屬性;②在RGMap系統空間數據庫中，錄入要素類屬性數據后，然后利用“自動從地質體面實體提取對象類、自動從地質界線提取斷層對象類功能、自動從標準圖框(內圖框)中提取圖幅基本信息”實現對象類屬性數據的部分自動繼承，之后完善對象類屬性數據。這種獲取方式，既有圖形數據又有屬性數據提高了準確性，使第一手資料直接應用到數據庫中。

數字填圖中，整體拓樸后的地質體面實體文件，不用進行圖層剝離，而是通過子類型標識中唯一的屬性字段進行圖層的區分。因此，當修改坐標點時，只需一線 GEOLINE.WL、一區 GeoPolygon.wp兩文件中的線、弧一致即可，減少了數據庫的維護和更新工作量，提高了工作效率。其地質體面實體圖層劃分對應關系如表1所示。

表1 圖層劃分

五、數字填圖質量控制

建庫之前，需要對收集到的制圖數據進行質量預檢，其目的是確認將用于建庫的制圖數據的正確性。質量預檢的方法為：將制圖數據打印輸出，與成果圖進行逐一對照檢查，如果發現制圖數據存在嚴重缺陷，且能夠判定不是輸出成果圖的數據，需地質圖的最終數據，否則，要對地質圖進行掃描，重新矢量化。

空間數據質量控制主要包括：①無重疊線、無線的重疊坐標;②無懸掛線，不作為地層分界線的斷層的懸掛線保留，由此產生的懸掛弧段要刪除;③子圖顯示位置正確(中心點位置);④地層接觸關系正確，地質界線壓蓋合理并處理正確;⑤多邊形封閉;⑥節點建立(如斷層切割地質體，水系的主干和支流等);⑦不同圖層共用界線一致(圖層套合)。如果檢查無錯，可進行屬性錄入;如果有錯誤，需要重新建立拓撲。

六、結束語

數字填圖系統，野外時，調查手圖中可以方便地整合資料，比如以往地質調查工作形成的地、物、化、遙等成果資料。空間數據庫，易于集成，各個圖幅都是按照統一的投影、統一的數據格式、統一標準建成，便于各種需求的檢索及綜合利用，為建立多比例尺區域地質調查地質圖空間數據庫提供標準。

數字填圖，提升了地質成果應用的深度、廣度和應用價值，是我國新一代地質圖數據模型。以MapGIS軟件、RGMap系統作為數據庫管理系統平臺，建立多比例尺區域地質調查數據庫，面向國家級，具有信息量大、精度高、標準化程度高、應用范圍廣等特點，后期維護及更新也方便、及時。數字填圖技術及系統的應用，使區調成果的表現形式豐富多彩，最大限度地滿足社會各行業的使用，提高了地質調查成果的社會效益，使其更好地為國民經濟建設服務。

［1］熊昌利，楊學俊，曾宜，等.數字填圖在1∶25萬色達縣、阿壩縣幅中的應用［J］.四川地質學報，2008，28(2)：153-156.

［2］中國地質調查局發展研究中心.1∶25萬區域地質圖空間數據庫建設技術流程及實施細則［R］.北京：中國地質調查局發展研究中心，2007：1.

［3］李超嶺，楊東來，于慶文，等.數字區域地質調查基本理論與技術方法研究［J］.計算機工程與應用，2001(20)：43-47.

［4］寧振國，楊恩秀，王立法，等.PRB數字填圖技術在區域地質調查中的應用——以1∶25萬濟寧市臨沂市幅區域地質調查為例［J］.山東國土資源，2006，22(10)：54-57.

［5］李超嶺，張克信，于慶文，等.數字填圖中不同階段數據模型的繼承技術［J］.地球科學——中國地質大學學報，2004，29(6)：745-752.

［6］李超齡，于慶文，張克信，等.數字區域地質調查基本理論與技術方法［M］.北京：地質出版社，2003.