淺談計算機技術在地質工作中的應用

摘 要：隨著科學技術的快速發展，在地質工作中有很多復雜工作都需要計算機技術輔助完成，計算機技術已經成為地質工作中最重要的手段。文章主要對各種地質數據庫管理系統的功能以及建立的基本要素進行分析，并對計算機技術在地質數字制圖中的應用進行了重點分析。

關鍵詞：計算機技術；地質工作；數字制圖

1 地質數據庫管理系統的建立

在進行地質工作的過程中，常常需要進行大量數據信息的收集，并需要對這些數據信息進行有效地存儲，從而便于對這些數據進行科學的分析和研究，這就要求地質工作需要建立相應的地質數據庫。當前的地質數據庫有很多種類型比方說圖形數據庫、屬性數據庫、影像數據庫等。應用地質數據庫管理系統通常會利用垂直斷面法或水平斷面法對各種地質環境進行有效地分析計算，比方說對礦山中礦石量或金屬元素含量進行計算，按照年度、季度、月度的方式進行有效地統計和匯總，并編制各種相應的報表數據，從而對這些地質數據進行更加高效的管理和查找。并可以以數據庫信息為基礎，快速的進行各種復雜表頭的制作，或者直接生成相應數據信息的表格。還可以對地質工作中的各種參數進行計算，對各種重要數據進行必要的統計計算，進行各種鉆孔柱狀圖或地質素描圖的繪制。

本文主要對某地質隊利用計算機技術建立的一套地質信息管理系統進行探討。這一系統的功能非常齊全，而且各個功能具有很強的實用性。利用這一地質信息管理系統可以更好地進行各種數據的計算、計劃的編制、科學研究等功能，使原有的地質工作生產管理水平得到了有效提升。在這一系統中，主要由圖像數據庫、屬性數據庫以及影像數據庫幾個重要的部分組成。

圖像數據庫是進行各種地質圖像儲存的重要平臺，可以為地質研究工作提供某一特定區域內的大量地圖數據，并對這些數據進行有效的組織和管理，創建相應的維護地圖庫，在圖幅進庫前建立起相應的拓撲結構，這樣就可以更加便捷地為圖形數據庫的數據格式研究、圖形特征參數研究、內部和外部屬性數據庫的調用等提供保證。圖像數據庫在建立時，會根據地質填圖圖件的種類不同，建立相應的剖面圖庫等子數據庫。

在地質數據庫管理系統中，屬性數據庫是最重要的組成部分。地質工作中各種要素種類多樣而且非常復雜，不同要素之間存在著較大的屬性差異。在這一系統中具備輸入、修改、管理各種地質要素屬性數據的功能，屬性數據庫中的各種數據、字段的名稱和類型都可以進行隨時的擴充或修改，從而保證數據庫屬性處于一種動態可變的狀態下。

影像數據庫主要是對地質工作中的各種地質影像資料進行存儲，并對各種影像數據進行有效地組織管理和研究，最終保證整個數據庫可以更加高效的進行各種影像數據信息的輸入、處理和校準，使影像數據信息的提取變得更加便利，并能夠快速的進行各種影像數據信息格式的轉化。

2 利用計算機技術進行數字制圖的流程

2.1 對各種數據進行編輯和準備

在這一階段主要是對特定區域內來源和比例尺存在差異的地形圖、表層地質圖、地質剖面圖等進行充分的準備。在這一階段，必須要遵循合適的規則來進行編圖資料的選擇，對圖的各種要素進行有效地組織，其中不同線條、符號、和標記之間的相互關系和影響作用要進行重點的關注，這樣可以保證圖像可以準確的反映出特定區域內各種地質構造組合之間的關系，并正確的反映出這一區域的地質變化歷史。準備階段工作的好壞直接影響著最后數字制圖是否順利進行以及最后的質量。

2.2 數據的數字化

通常在這一階段，需要對大量的地形圖進行掃描，并使這些地形圖實現矢量化。原來的手扶圖像跟蹤數字化雖然技術較為成熟，但是整個操作過程較為緩慢，而且勞動強度較大，根本無法適應當前大量數據信息的輸入要求。因此，需要采取掃描輸入的方式進行，在完成圖像數據矢量化的前提下，對相應的地理地圖進行相應的分層編輯，進而保證數據的數字化。

2.3 數字地質圖的制作

這一階段是建立在數字地形圖的前提下，對數字地質圖進行相應的繪制和編輯。在一些偏遠的地區，要想實現機助的連圖具有很大的難度，這時可以利用實地填圖的方法來完成，在完成原圖的編輯后，對原圖進行相應的掃描矢量化操作。

2.4 地質數據處理

在進行地質數據的處理時，我們應該從地質圖形繪制的實際精度需要出發，在整個過程中盡量實現不同環節和階段誤差的降低。其中圖形廓邊的誤差、對角線的誤差、控制點的誤差應該重點進行關注。通常在制圖過程中產生誤差的原因為數字化設備的誤差、原圖的變形誤差以及操作人員的人工誤差等，這些誤差都有可能隨著圖形數據的轉化而深入到計算機數據系統中去，從而影響最終的數字化制圖質量。因此，應該隨時對圖形中的此類誤差進行關注，及時的進行編輯和修正，在一些特定的位置設置誤差控制點，將原來的實際坐標轉移到標準的理論坐標中來，從而對全圖進行有效地校正，這一校正過程應該分多次進行，從而保證圖像符合工程精度的要求。

2.5 建立數字圖像符號庫

通過數字圖像符號庫的建立，可以使圖像中的各種地形、地質構造、礦產、水質層等都可以利用特定的符號進行表示，從而使圖像的查閱變得更加的便捷。

2.6 圖像的拓撲造區

在對圖像的線編輯完成后，可以通過拓撲關系來進行相應區域的自動形成。在對不同區域進行填色時，首先要選擇適當的色層，通常可以利用調整百分比含量的方法來進行色標和專色的編輯，進而實現地質圖件在制作過程中對精度和辨認方面的要求。其次，在進行不同圖幅的選色時，應該從地質圖用色的統一標準來進行選擇。比方說在表現地質體的新老程度時，可以利用深淺的不同來進行表示。對于那些面積較小或者狹窄的長條地質體進行表示時，應該盡量選擇那些顏色較深的色彩，從而有效地提升圖畫產生的視覺效果。對于地質圖中需要重點表示的地質構造，應該選擇一些暖色來表示，不太重要的地質構造可以利用冷色調來表示。最后，在選定色層后，可以利用拼縮完成后完整的各種圖幅地質版線文件，對各地質內容和水域填上相應的顏色和網紋，建立各個要素間的拓撲關系。在拓撲造區的過程中，一定要特別注意圖內的要素、圖例、柱狀講解、剖面注釋、附圖注釋等在各方面的統一性，使得圖內的要素與圖外的要素能一一的對應。

2.7 圖幅的校驗與輸出

圖幅的校驗是圖像最終成圖質量的關鍵步驟，因此在整個數字制圖的過程中都應該嚴格地按照規范進行檢驗，在整個成圖過程中的任何一個階段，都應該隨時運用打印機或者繪圖儀輸出該階段的內容，來校對與檢查，及時反饋誤差與修改建議，根據意見在計算機系統中進行不斷修改。一般的，一幅圖像需要經過五到六次檢查與校對，方能確保圖像要素的無錯漏、地質符號以及注記都正確、地質體的設色準確無誤。在經過處理后再直接從彩色的噴墨繪圖儀器上輸出彩色的樣圖，從而獲得準確可靠的圖幅。

總之，在近些年中，計算機技術在地質工作中的應用變得越來越普遍，通過計算機技術的應用，可以更加充分及時地采集到各種地質數據信息，形成地質成果。此外，在進行地質調查時，利用計算機技術進行輔助填圖，并建立相應的地質調查數據庫，可以使整個調查過程變得更加簡單高效。

參考文獻

[1]孔中華.電子計算機在石油地質工作中的應用[J].中國科技博覽，2009（30）.

[2]黃潤秋.工程地質學中的數值模擬與擬合[J].水文地質工程地質，2007（14）.

[3]周東.巖土工程勘查計算機輔助成圖系統[J].桂林工學院學報，2007（16）.