數字化技術在野外地質考察實習填圖教學中的應用

東北石油大學　袁紅旗　張景軍　柳成志　施尚明

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數字化技術在野外地質考察實習填圖教學中的應用

東北石油大學袁紅旗張景軍柳成志施尚明

數字國土工程對我國數字化地質考察發展帶來強烈的沖擊與推動作用，增加了對地質專業人才的需求量。本文對數字化技術在野外地質考察實習填圖中的應用進行研究，以傳統地質填圖方法中存在的不足作為切入點，通過前期準備、野外實踐到室內資料整理三個階段總結RGMAP數字填圖系統在野外地質實習過程中的應用技術，為地質專業大學生地質野外實習填圖數字化技術應用提供技術參考。

數字化技術 野外考察 地質填圖

在現有的地質工作環節中，地質填圖作為地質工作的前期環節，其技術與方法是地質類專業學生的基礎技能。隨著信息化發展，數字地圖、數字國土等地學戰略逐漸開發與啟動，對我國的地質填圖在內容、方法以及技術等角度提出更高要求。傳統地質填圖通過對野外地質路線進行多次觀察與統計，將所得資料記錄在紙質載體中，采用手繪的方法將地質觀測點、界線標等繪制在地圖中，在數據采集效率、精度、儲存方式、重復利用性及使用效率等方面存在問題，使地質資源信息的使用受到極大束縛。地質填圖數據采集及數字化技術的開發能實現地質數據信息化目標，是當前世界技術大國地質填圖工作的發展趨勢。

一、數字化填圖技術

野外實地考察是地質填圖的基礎，通過對各種地質現象與地質體的觀測，采用比例尺觀測到的信息繪制到地理基礎底圖上，以此完成地質填圖工作。從二十世紀后期開始，地質工作對社會經濟發展產生了強而有力的推動作用，在城市、農業、環境、軍事、旅游等多個領域均與地質工作產生密不可分的聯系。基于這種環境，地質信息的需求量開始增加，對于地質信息的精確性逐漸提升，需要多元化的表達方式滿足信息化時代的新需求。數字技術以“3S”信息技術為輔助，以地質學科理論作為基礎，以數字化設備作為硬件支持，對野外數據采集、室內數據整理以及成圖等流程工作進行改革，實現數字化、標準化、集成化的現代地質填圖模式。

二、數字化技術在野外地質考察實習填圖中的應用

地質填圖實習是我國高校地質學院大二或大三開設的必修實踐課程，為使學生了解區域地質調查填圖工作與程序，學習內容包括基本的野外地質考察工作以及相關的技能及方法。基于數字化技術支持，結合現代地質考察實習填圖的特點與實習目標，我們將實際應用分為三個環節：

1. 實習的前期準備。野外實習開始前對學生進行組織動員，明確此次實習的目標與要求，對實習內容進行說明，對參與實習的人員進行明確分工，對實習當中所需的裝備與設備進行檢查。針對野外地質考察實習中的數字化填圖技術，教師需要對學生進行專業強化培訓，通過多種培訓模式向學生傳授數字化填圖技術，包括RGMАP數字填圖系統、數字剖面測量系統等。技術及環境條件允許的情況下，學生可以通過實際操作進行模擬訓練，深化對數字化填圖系統程序的認識。

2. 野外考察實踐。野外地質考察實踐中，教師可以根據實習內容與目的將整個實踐劃分為三個階段：

（1）勘踏，對考察區域的空間定位、地質特點、地層產狀、采樣等地址對象屬性進行觀察與統計后錄入數據庫。指導教師需要詳細講解地層構造，選擇出露條件較好的地質點與路線引導學生細致觀察與記錄。勘踏結束后，為統一地質內容與填圖術語的標準建立電子字典庫，減少野外記錄的時間與錯誤，提高記錄質量及效率。

（2）測量野外數字剖面，建立地層標準。在這一階段中，指導教師要盡量讓學生獨立完成，掌握地層剖面測量的傳統技術，利用數字化技術對地層剖面進行再次測量并建立實習區域的標準地層。

（3）數字地質填圖。第三階段是野外考察實踐的重要階段，需要指導教師在不參與的情況下由學生獨立完成，注重培養學生的野外獨立觀察能力，熟練使用數字化填圖技術完成填圖任務。PRB過程填圖技術是數字地質填圖的關鍵技術，根據設計路線觀測野外地質路線，將地質填圖進行數字化和附屬性添加。P為地質點，為對野外路線所通過的地質界線、重要接觸關系、重要地質構造等現象進行點控制；R為分段路線，為兩個地質觀測點之間的內容變化進行分段式描述并記錄控制；B為點間界線，為對兩段ROUTING之間界線進行描述并記錄控制。野外PRB過程實際上就是地質相關信息的空間位置及屬性建庫并錄入的過程，涉及條目繁多，需要在數據采集結束后在室內整理完成。掌上機的數據可以轉為桌面填圖系統數據，對野外PRB進行檢查、補充、完善、素描加工程度、對照入庫、PRB小結，最終將所有數據整理錄入野外手圖庫。

3. 資料整理與成圖。在野外地質考察實習中，后期資料整理與地質成圖是地質教學實習的必要環節，學生將野外觀測到的信息、數據等原始資料進行整理，通過查閱大量文獻資料及研究成果對原始資料進行整理、分析、歸納，除去感性成分，保留理性分析，對研究區域的地質客觀規律進行總結，形成完整的報告與圖件。最終形成的圖件包括地質剖面圖、綜合柱狀圖、實際材料圖、地質編圖、實習報告。

三、結束語

數字化技術在野外地質考察實習填圖中的應用可以改變傳統地質填圖工作的繁瑣性，提高工作效率及精確度，降低勞動強度及數據誤差，實現多源地學信息整合的最終目標，改善傳統地質成果表現形式。在現代野外地質教學中，數字地質填圖技術滿足信息化時代的教學要求，能為學生未來的地質工作打下堅實基礎，推動我國地質勘查工作全面發展。

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ISSN2095-6711/Z01-2016-06-00028