數字地質調查的發展趨勢

田孟 李建 顧文帥 韋軼

（重慶市地質礦產勘查開發局205地質隊 重慶市永川區 402160）

數字地質調查的發展趨勢

田孟 李建 顧文帥 韋軼

（重慶市地質礦產勘查開發局205地質隊 重慶市永川區 402160）

科學技術的不斷發展引導著地質工作手段的變革，區域地質調查新技術（數字填圖）的利用很大程度地提高了工作效率，同時使地質成果的保存及查詢變得方便、快捷。中國地質調查局地質調查主流程信息化團隊在微軟停止Windows Mobile（WM）系統的技術支持，Android系統領銜移動設備市場以及北斗導航（CNSS）逐步投入生產的處境下，經過不懈努力研發了Android版數字填圖系統（AoRGMap），同時，完全自主的新一代數字地質調查GIS平臺（DGSGIS）的面世，在語言上采用多語言版，平臺上脫離MapGIS67，文件格式上也獨立成型。筆者由此認為，未來Android數字填圖將取代掌上機填圖，區域地質調查、區域礦產資源評價乃至資源勘查工作手段及資料文件匯交格式也將發生變革。

數字填圖；CNSS；DGSGIS；AoRGMap

1 引言

基礎地質調查是各國政府經濟、社會發展的最重要的基礎性地質工作，各國政府對此項工作均十分重視，每年由國家財政預算予以保證。其中區域地質調查（以下簡稱區調）是基礎地質調查的核心內容，是各國經濟建設和社會可持續發展中最重要的基礎工作，也是衡量一個國家工業化程度的主要標尺之一。科學技術的進步改變了區調工作的方法及效率。自1999年起，中國地質調查局和國土資源部國際合作與科技司開展相關研究項目，進行數字填圖技術的研究、試驗和實驗。從“計算機輔助地質填圖系統”項目研究開始，到如今集數字地質調查信息綜合平臺及資源儲量估算與礦體三維建模信息系統于一身的DGSS，乃至即將發布的自主GIS平臺軟件DGSGIS，展示著區調工作技術的革新。同時，數字填圖系統不僅運用在區調、礦調、資源勘查方面，在其他地質工作中也得到了廣泛應用。

搭載著北斗導航（CNSS）通訊與全球定位系統（GPS）的Android版數字地質調查系統的崛起，獨立自主的DGSGIS的面世，帶有北斗導航模塊手機的開發、上市，更是將地質調查工作的數字化轉向智能化推進了一大步。

2 數字地質調查的發展趨勢

2010年10月，微軟宣布停止對WM系統的技術支持。而安卓系統以其免費開源的優勢迅速占領絕大部分市場。基于殘酷的優勝劣汰的市場競爭規則，很多電子產業及軟件行業已瞄準Android市場，大量的Android電子產品及Android軟件應運而生。基于WM系統的移動端數字地質調查系統Rgmap命運隨著安卓系統的獨占鰲頭出現危機。中國地調局迅速研發并測試了Android版數字地質調查系統AoRGMap，測試表明安卓版數字地質調查系統操作更方便、快捷，受到了廣大地質工作者的好評。

同時，地質調查主流程信息化團隊歷時四年，終于搭建了完全自主的新一代數字地質調查GIS平臺（DGSGIS）和智能數字地質調查系統，為數字地質調查技術的深入推廣應用，向著力打造完全自主國內數字地質調查公益性一流軟件品牌目標邁出了堅實一步。

2.1 Android數字填圖系統與掌上機填圖系統對比

隨著數字技術的不斷進步，系統、軟件、硬件更新換代的節奏越來越快，地質行業的發展也有明顯的提高。所謂“尺有所短寸有所長”，傳統工作方法及手段已滿足不了地質工作者對市場化下地質工作安全、高速、高質量、高效益的需求；掌上機數字填圖技術推行已久，其技術業已臻成熟，然而其前景暗淡無光；Android填圖技術雖為新秀，卻已初露鋒芒，其發展前景不可估量。

2.1.1 系統平臺

數字填圖新技術移動端最初的開展是基于微軟WM系統下的掌上機，操作軟件為Rgmap，其利用GPS自動定位，并在掌上機自動落點，快捷方便的實現PRB填圖過程，利用按間隔時間或距離自動采點功能，實時顯示地質工作者野外工作軌跡。這種新技術給地質行業帶來的便利高效有目共睹，但遺憾的是，2010年10月，微軟對外宣布終止對WM系統的所有技術支持。如同win2000以前的微軟系統一樣，大部分軟件開發者隨著微軟對系統技術的不支持，轉為研發新系統兼容的新軟件或者升級原軟件以保持與新系統的兼容，伴隨著winXP與WM系統而生的軟件將面臨重新升級或者湮沒命運。很明顯，中國地調局至今沒有將WM系統下的掌上機數字填圖軟件升級以兼容WP系統，隨著技術的落后及漏洞的發現，WM系統下曾備受青睞的Rgmap終將湮沒。

而在眾多自成一家的系統（Android，蘋果，黑莓，Linux等）中，作為后起新秀的Android系統，以其免費開源的優勢迅速占領絕大部分市場。基于殘酷的優勝劣汰的市場競爭規則，很多電子產業及軟件行業已瞄準Android市場，大量的Android電子產品及Android軟件應運而生。在此背景下，中國地調局也隨即開發了數字填圖系統（Android版），即AoRGMap，并在投入生產中獲得了廣大地質工作者的好評。

2.1.2 桌面操作

野外工作的開展盡可能縮短時間以提高效率，因此對重復工作的簡化至關重要。筆者在此僅以P過程定地質點為例做簡單對比介紹，其他操作同理。

掌上機填圖系統的操作主要是利用手寫筆點擊菜單式操作，其界面菜單較為繁復，在桌面環境下，首先進行手工采點并居中顯示后，依次用手寫筆點擊編輯——新增PRB——地質點，然后在十字絲中心位置點擊，再切換至文本編輯進行地質內容的描述。最后點擊保存即完成操作，如圖1。

圖1 掌上機填圖系統操作界面

然而Android填圖系統主要利用多點式觸摸屏進行操作，界面簡單，操作簡便。手觸采點——居中——，點觸十字絲中心，確定后直接進入地質點描述界面。最后確定即完成操作，如圖2。

對比可知，在操作上，掌上機不斷的重復著編輯、新增PRB或者點、線編輯等操作，對整個圖形的放大縮小、移動等操作也必須點相應的菜單來響應。而手機上只需手觸相應PRB及照片、產狀、標本的圖標就可以進入新增與編輯界面，同時還可進入屬性聯動狀態查看并修改相應地質點信息，觸摸式直接對圖形進行放大縮小、移動等，利用系統配置的電子羅盤進行方位測量，在拍照的同時即可調用羅盤進行鏡頭方向的填入，為大量的野外工作中節省了時間，體現出高效率的地質工作。在界面上，掌上機填圖系統將新增點、線操作菜單單獨列出，界面復雜化；而Android填圖系統將菜單合為一體，圖標與文字結合，界面簡潔、清楚。

圖2 手機填圖系統操作界面

2.1.3 軟件匹配

任何系統沒有相應的五花八門的平臺軟件是走不遠的，隨著微軟停止對WM系統的技術支持，即代表這一系統已被放棄，對于被放棄的系統是沒有人愿繼續耗費大量的資源去開發軟件。原本掌上機上能供地質工作者運用的專業軟件就不多，而地質行業所需的軟件很具專業性，此后更鮮有人去開發。

Android系統以其簡易的程序語言，備受大眾青睞，許多地質工作者出于對工作的需要，自己編寫軟件。其中運用較廣的應為天鷹編寫的GPS定位軟件sgps。利用Android手機自帶的GPS模塊，無需上網流量，即使在沒有網絡信號的地方，只要能收到GPS信號就能進行坐標定位。據筆者野外實踐并與常用手持GPS做對比，同一點位兩者誤差在10m內，值得一提的是常用手持GPS其定位也并不精準，故在野外工作中，對于定位精度要求不高的，可不用攜帶手持GPS，而手機為出野外必帶通訊工具，裝上sgps軟件可給地質工作者帶來了便利。

同時百度、高德、谷歌等地圖軟件的充分利用對地質工作者辨路，看地形帶來很大好處，通過它充分了解附近地形、道路、村莊等情況，減少工作中的安全隱患。畢竟有時候紙質地形圖并非是最新測量成果，而此類地圖時常更新，保持了較新的地圖數據。

2.1.4 性價成本

盡管工作需要效率，但同時也得考慮投入成本。隨著電子行業技術的進步，掌上機從最初的高價位到現在的低價位。

Android手機因行業競爭激烈，各廠商均在不斷提高機身配置降低價格以滿足消費者不斷提高的需求。并且大部分手機均具前后置攝像頭，像素一般在500～1300萬之間，其自帶的攝像、錄音功能足夠滿足地質工作中的音像資料收集用，不再需要另購數碼相機、錄音筆。此外，手機自帶電子羅盤功能也可完全取代地質羅盤。

作為野外工作人員，盡量減少攜帶工具以利工作是最理想的，手機作為通訊工具，出野外是不可或缺的。將以前攜帶掌上機、數碼相機、錄音筆、手持GPS、羅盤、手機的工作方式變為僅帶手機的方式，明顯減輕了工具繁雜的現象，同時也減輕了工作中的野外負重，大大節省了成本的投入。

2.2 CNSS

2.2.1 CNSS在地質行業的應用

近年來我國自制的北斗衛星導航系統（CNSS）不斷完善，并取得了很大成功。北斗導航系統被應用于地質工作，其應用優勢充分體現在保密性、定位更精確性、便捷管理性，而其信號覆蓋廣更確保了野外工作人員安全。中國地調局在數字地質調查系統（2010版）（20110719更新）里加入北斗模塊，隨后在掌上機數字填圖軟件Rgmap里也加入了北斗模塊與數字地質調查系統（2010版）配套使用。

2.2.2 CNSS在手機市場的應用

隨著北斗衛星導航系統的成熟，自首款支持北斗導航的智能手機（三星Note3）問世后，大部分電子廠商開始在自己的手機產品中加入了北斗導航模塊（如小米4、諾基亞930、華為P8、三星GALAXYS6等）。此外，工信部積極呼吁大力扶持國內手機芯片廠商進入北斗芯片研發領域，多管齊下推動北斗定位在手機、平板、M2M終端等各種載體上的推廣應用。以此看，雖然掌上機填圖系統更早地加入了北斗模塊，但在北斗系統尚未完善，優勢尚未完全發揮前就注定了不會再有巔峰時期，而據最新消息：Android填圖系統同時加入了北斗導航通訊并與GPS進行雙模式定位，充分發揮雙方的優勢。

2.3 DGSGIS

鑒于MapGIS平臺在win7、win8、win8.1、win10系統中底層支持性能較差，存在部分不兼容性（如修改目錄環境退出；編輯屬性結構假死；投影參數之橢球面高程為-0等），中國地調局開發了新的GIS平臺軟件DGSGIS，它包括了桌面平臺與移動平臺，與DGSS相比：桌面平臺脫離MapGIS67文件格式（wt/wp/wl/msi）具有自己的文件格式（tm+ta/lm+la/pm+ta/fm+tif），同時支持與MapGIS67、Arcgis等文件格式轉換；移動平臺采用Android智能終端，操作軟件為AoRGMap，簡化操作（特別是野外手圖配準），桌面、移動平臺數據格式一致，無需轉換，綁定各階段操作的數據對象，自動完成成果傳遞與繼承。此外，該軟件最新版本在野外手圖數據交換中已取消掌上機的支持，見圖3～4。該系統目前仍處于內測階段，中國地調局已在全國各省乃至境外開展相關技術應用培訓，據各測試部門的反饋及筆者在工作中的實際測試，效果非常好。

圖3 DGSS野外手圖數據交換界面

圖4 DGSGIS野外手圖數據交換界面

3 結語

綜合討論，雖然基于WM系統的掌上機填圖技術起步早，技術成熟，但由于新技術（如CNSS技術的成熟、DGSGIS軟件的應用、Android智能手機性能的不斷提升等）的不斷發展，Android系統的Android填圖技術以其強大的優勢（手機輕便易攜、低成本、選擇多樣化、系統界面操作簡便、配套軟件豐富、發展前景可觀等）及中國地調局的不斷推廣將成為主流。數字填圖技術的進步為地質工作的開展節省了成本，帶來了高效。

[1]張洪濤，莊育勛，劉鳳山，等.20世紀末中國區域地質調查工作方法新進展[M].地質出版社，2003，10.

[2]李超嶺，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].地質出版社，2003，8.

[3]李超嶺.我國數字填圖研究現狀與發展趨勢[J].新疆地質（第21卷增刊），2003，12.

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1004-7344（2016）04-0182-02

2016-1-20