DGSS在商洛一帶晶質(zhì)石墨礦調(diào)查項(xiàng)目中的應(yīng)用

尚凱凱

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心陜西總隊(duì)，陜西 西安 710003)

自2004年全國推廣數(shù)字填圖技術(shù)以來，其規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容豐富、便于資料保存和利用的優(yōu)點(diǎn)，大幅提高了地質(zhì)工作的效率。經(jīng)過多年研究實(shí)踐，該技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)地勘行業(yè)地質(zhì)調(diào)查工作的主流方式。2010年，中國地質(zhì)調(diào)查局開發(fā)人員把數(shù)字填圖系統(tǒng)和數(shù)字剖面系統(tǒng)等6大系統(tǒng)集成為一體化的綜合地質(zhì)調(diào)查軟件，形成數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)DGSS(Digital Geological Survey System)。該系統(tǒng)還結(jié)合了3S技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、資源儲(chǔ)量估算與礦體三維建模等領(lǐng)域。

礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查是國家基礎(chǔ)性、公益性地質(zhì)工作，主要內(nèi)容有礦產(chǎn)地質(zhì)填圖、地球化學(xué)勘查、地球物理勘查、遙感地質(zhì)調(diào)查等，內(nèi)容復(fù)雜且不同類型數(shù)據(jù)較多。2016年中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心陜西總隊(duì)承擔(dān)了“陜西省商洛市沙河子—巒莊一帶晶質(zhì)石墨礦調(diào)查評(píng)價(jià)”項(xiàng)目。作者在項(xiàng)目實(shí)施過程中提出了數(shù)字調(diào)查過程中的幾點(diǎn)心得，希望對(duì)新接觸數(shù)字調(diào)查系統(tǒng)的同行有所幫助。

1 項(xiàng)目概況

調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)主要位于陜西省商洛市商州區(qū)和丹鳳縣境內(nèi)(圖1)，西起商州區(qū)沙河子，東至丹鳳縣桃坪一帶，東西長約69km；南起夜村—鐵峪鋪一線，北至北寬坪—高耀子一線，南北寬約16km，總面積約900km2。區(qū)域上跨越北寬坪幅、三要街幅、官坡幅、夜村幅、龍駒寨幅、巒莊幅六幅五萬圖幅。根據(jù)任務(wù)書要求，項(xiàng)目采用DGSS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集整理，并最終完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作。

項(xiàng)目實(shí)施過程中，野外數(shù)據(jù)采集部分主要使用了集思寶平板電腦裝載的DGSInfo平臺(tái)完成，包括了野外路線地質(zhì)調(diào)查、探槽編錄、系統(tǒng)采樣、物探異常查證、大比例尺填圖等工作，其中物探部分由相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員完成，該部分在本文不涉及。后期資料整理使用桌面版DGSInfo平臺(tái)完成，項(xiàng)目成果主要包括編稿原圖庫(地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫)、物探庫(本文不涉及)、綜合成果數(shù)據(jù)庫。項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程為：原始數(shù)據(jù)庫建設(shè)—成果數(shù)據(jù)庫建設(shè)(圖2)。

2 原始數(shù)據(jù)庫建設(shè)

本次調(diào)查工作原始數(shù)據(jù)包括路線地質(zhì)調(diào)查、探槽編錄、系統(tǒng)采樣等工作。

2.1 路線調(diào)查原始數(shù)據(jù)庫建設(shè)

路線調(diào)查原始數(shù)據(jù)庫包括1∶2.5萬野外手圖庫、1∶2.5萬野外總圖庫(圖幅PRB庫)、實(shí)際材料圖庫等。建庫步驟為：新建圖幅工程——新建野外手圖——野外數(shù)據(jù)采集——桌面PRB庫數(shù)據(jù)整理及入庫——實(shí)際材料圖庫。

2.1.1 新建圖幅工程

根據(jù)建立方式分為標(biāo)準(zhǔn)分幅和非標(biāo)準(zhǔn)分幅。本次工作范圍跨越多幅標(biāo)準(zhǔn)五萬圖幅，采用五萬非標(biāo)準(zhǔn)分幅方式。即將上述六幅標(biāo)準(zhǔn)地理底圖放大成1∶2.5萬，通過裁剪拼接后形成滿足要求的背景底圖。

在軟件主頁面，執(zhí)行：選擇工作區(qū)——自定義接圖表。在彈出的界面點(diǎn)擊“新建接圖表”，然后輸入相應(yīng)的內(nèi)容即可完成圖幅的建立。在新建的工作圖幅窗口下點(diǎn)擊“拷貝背景文件”按鈕，選擇由MAPGIS數(shù)字化的背景圖層，程序?qū)⒆詣?dòng)將其拷入相應(yīng)目錄下(也可人工完成)。這時(shí)程序?qū)⒆詣?dòng)打開圖幅PRB庫。

圖1 調(diào)查區(qū)位置圖

圖2 數(shù)據(jù)流程圖

背景圖層主要為地理信息，等高線要有高程屬性，數(shù)字化背景圖層時(shí)應(yīng)按圖件實(shí)際比例尺進(jìn)行。

2.1.2 新建野外手圖

進(jìn)行野外路線地質(zhì)調(diào)查前，需要先在室內(nèi)進(jìn)行路線設(shè)計(jì)。可通過執(zhí)行：地質(zhì)填圖數(shù)據(jù)操作——室內(nèi)數(shù)據(jù)錄入——設(shè)計(jì)路線命令，在圖上設(shè)計(jì)上一條路線，結(jié)束(點(diǎn)擊右鍵結(jié)束)后系統(tǒng)將自動(dòng)彈出一個(gè)對(duì)話框，要求輸入這條設(shè)計(jì)路線的屬性信息，填完后按確定退出。然后執(zhí)行文件——野外手圖數(shù)據(jù)交換——桌面到掌機(jī)。

路線需要以不同編號(hào)進(jìn)行管理，一般工作中習(xí)慣以“L”后加四位數(shù)字表示(例如：L0001)。實(shí)際工作可以圖幅為組進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.1.3 野外數(shù)據(jù)采集

野外數(shù)據(jù)采集主要包括PRB過程。P為地質(zhì)點(diǎn)、R為點(diǎn)間描述、B為地質(zhì)界線，所涉及內(nèi)容與野外手簿中的記錄相似。其中地質(zhì)點(diǎn)P過程是PRB過程的核心，其他信息的采集均基于P過程。如果地質(zhì)點(diǎn)為界線點(diǎn)，則需要在該點(diǎn)上輸入B的相關(guān)信息；如果地質(zhì)點(diǎn)為控制點(diǎn)，則不需要輸入B過程。

實(shí)際操作過程中注意應(yīng)該避免點(diǎn)號(hào)及路線號(hào)重復(fù)，且PRB各過程間的邏輯關(guān)系必須準(zhǔn)確無誤。

2.1.4 桌面PRB數(shù)據(jù)整理及入庫

野外數(shù)據(jù)采集完畢后，將掌機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到桌面上。在地質(zhì)填圖數(shù)據(jù)操作界面執(zhí)行：文件——野外手圖數(shù)據(jù)交換——掌機(jī)到桌面。使用數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息綜合平臺(tái)(DGSInfo)桌面系統(tǒng)對(duì)該路線相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整飾編輯和相關(guān)數(shù)據(jù)重新計(jì)算，并及時(shí)進(jìn)行路線小結(jié)的整理工作。完成上述工作后可使用數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查程序?qū)β肪€進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查無誤后選擇野外數(shù)據(jù)入庫，即可將手圖文件匯總到野外總圖(圖幅PRB庫)中。

2.1.5 實(shí)際材料圖庫整理

所有PRB數(shù)據(jù)錄入總圖完成并檢查無誤，可將總圖更新至實(shí)際材料圖進(jìn)行整理成實(shí)際材料圖庫。在野外總圖庫界面執(zhí)行：文件——更新野外總圖庫到實(shí)際材料圖庫。系統(tǒng)自動(dòng)將圖幅PRB庫或該野外總圖庫中的內(nèi)容復(fù)制到實(shí)際材料圖目錄中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新。同時(shí)自動(dòng)生成GEOLOPY(面)、GEOLINE(線)、GEOLABLE(點(diǎn))3個(gè)圖層，分別表示地質(zhì)地層代號(hào)、地質(zhì)界線、地質(zhì)體。用戶可在這三個(gè)圖層上進(jìn)行地質(zhì)連圖、添加屬性、整飾等操作。

2.2 探礦工程原始數(shù)據(jù)庫建設(shè)

DGSS提供探礦工程模塊，探槽編錄在此模塊下操作，最終形成探礦工程原始數(shù)據(jù)庫。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，使用掌機(jī)進(jìn)行探槽編錄操作過于繁瑣，建議可以使用傳統(tǒng)方法將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄，然后在桌面進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的錄入成庫。可在探礦工程模塊執(zhí)行：探礦工程數(shù)據(jù)——新建工程點(diǎn)——探槽——工程數(shù)據(jù)庫編輯。

在錄入時(shí)應(yīng)保證數(shù)據(jù)間邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確，例如存在有多導(dǎo)線，則分層或采樣時(shí)應(yīng)先返回到導(dǎo)線庫中選中該導(dǎo)線然后再進(jìn)行分層或采樣數(shù)據(jù)的錄入。

2.3 樣品數(shù)據(jù)庫建設(shè)

DGSS沒有集成樣品數(shù)據(jù)庫模塊。本次工作采集的樣品主要為探槽編錄時(shí)采取的基本分析樣，因此樣品庫在探礦工程中錄入。樣品基本信息應(yīng)在探礦工程編錄時(shí)錄入，分析結(jié)果在得到實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)后逐項(xiàng)錄入。由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般分批到達(dá)，建議可以在項(xiàng)目末期所有結(jié)果都接收后統(tǒng)一進(jìn)行錄入，可以大大減少工作量。樣品數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于Access文件中，可通過Excel文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

探礦工程庫和樣品數(shù)據(jù)庫完成后應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)更新到實(shí)際材料圖庫中。

3 成果數(shù)據(jù)庫建設(shè)

項(xiàng)目成果主要為編稿原圖庫(地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫)、物探庫(本文不涉及)、綜合成果數(shù)據(jù)庫。由于DGSS軟件未提供礦產(chǎn)圖空間數(shù)據(jù)庫(綜合成果數(shù)據(jù)庫)模塊。本次工作最終將物探、礦產(chǎn)、地質(zhì)等數(shù)據(jù)庫綜合到一張圖面上形成最終綜合成果數(shù)據(jù)庫。不同的項(xiàng)目可以根據(jù)實(shí)際需要將不同的子數(shù)據(jù)庫綜合形成成果數(shù)據(jù)庫。

3.1 地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫

礦調(diào)中的地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫主要通過繼承編稿原圖的數(shù)據(jù)形成。地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫包括基本要素類、綜合要素類、對(duì)象類和獨(dú)立要素類數(shù)據(jù)集。本次工作最終建立1∶5萬庾家河幅、1∶5萬北寬坪幅、1∶5萬巒莊幅地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫及1∶1萬大比例尺綜合成果數(shù)據(jù)等。

3.2 綜合成果數(shù)據(jù)庫

本次工作綜合成果數(shù)據(jù)庫主要是與石墨礦產(chǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)庫。通過調(diào)查工作大致了解了區(qū)內(nèi)晶質(zhì)石墨礦分布特征，發(fā)現(xiàn)晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)3處，石墨礦產(chǎn)地1處，獲取預(yù)測(cè)資源量石墨礦物量390萬t。通過綜合研究總結(jié)了區(qū)內(nèi)石墨成礦規(guī)律。最終形成綜合數(shù)據(jù)庫7個(gè)。

3.3 大比例尺綜合圖件

本次工作最終提交了多個(gè)找礦重點(diǎn)工作靶區(qū)，要求按照1∶1萬比例尺形成成果數(shù)據(jù)。因此建庫過程中必須要將該部分顯示在成果庫中。可以按照上述步驟完成1∶1萬數(shù)據(jù)建庫工作，然后在1∶5萬實(shí)際材料圖中加入1∶1萬工作范圍線框即可隨時(shí)調(diào)出查看。

步驟如下：在實(shí)際材料圖界面執(zhí)行“地質(zhì)填圖數(shù)據(jù)操作——大比例尺綜合圖顯示”，此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)線文件。在該文件下輸入一個(gè)工作范圍圖形，執(zhí)行顯示大比例尺綜合圖，框選該圖形，彈出對(duì)話框，在該對(duì)話框中輸入相應(yīng)的屬性，點(diǎn)擊底部“選擇數(shù)據(jù)路徑”，系統(tǒng)即復(fù)制需要調(diào)用的文件到“數(shù)字填圖——大比例尺綜合圖”文件夾中。

4 問題探討

DGSS將傳統(tǒng)的地質(zhì)工作方法集成到軟件中，實(shí)現(xiàn)了從原始數(shù)據(jù)采集到綜合資料整理全程數(shù)字化。大大提高了工作的效率、減少工作難度。在實(shí)際工作中筆者發(fā)現(xiàn)了一些問題，整理如下。

(1)資料準(zhǔn)備階段。由于mapgis軟件的特性，數(shù)字化背景圖時(shí)，通常習(xí)慣使用默認(rèn)的1∶1000比例尺進(jìn)行，在出圖階段通過比例調(diào)整實(shí)現(xiàn)想要的比例。但是作為DGSS背景圖層時(shí)，必須按照實(shí)際的比例尺進(jìn)行矢量化，否則將會(huì)導(dǎo)致底圖無法使用。

(2)軟件提供的字典庫內(nèi)容非常簡(jiǎn)單，實(shí)際工作前必須要編輯一套統(tǒng)一的字典庫，數(shù)據(jù)采集及整理階段要避免頻繁復(fù)制字典庫中的內(nèi)容，避免記錄內(nèi)容千篇一律。

(3)由于硬件設(shè)備的局限及礦區(qū)范圍的影響，實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)備定位偏差過大甚至定位錯(cuò)誤。對(duì)于調(diào)查范圍跨度較大的區(qū)域應(yīng)及時(shí)調(diào)整參數(shù)。

(4)建庫數(shù)據(jù)內(nèi)容龐大，整理過程繁瑣。因此從原始數(shù)據(jù)采集階段就要求必須確保數(shù)據(jù)間的邏輯正確性，并利用軟件自檢功能及時(shí)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)采集錄入過程進(jìn)行自檢。必須保證PRB過程中各數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系不能出錯(cuò)。

(5)建議每天野外工作完成后及時(shí)進(jìn)行室內(nèi)整理，避免因工作積壓導(dǎo)致不必要的錯(cuò)誤出現(xiàn)。