區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖實(shí)習(xí)輔助系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖實(shí)習(xí)輔助系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)摘要區(qū)域地質(zhì)調(diào)查是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、公益性、綜合性的地質(zhì)調(diào)查研究工作。傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查和填圖的主要工作方式是把野外直接觀測(cè)到的地質(zhì)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等信息，系統(tǒng)地用圖表、文字等記錄于紙質(zhì)記錄本上。由于大量的野外數(shù)據(jù)信息都以紙質(zhì)筆記本記錄的形式存在，給數(shù)據(jù)管理和共享帶來(lái)了很大困難，在某種程度上制約了數(shù)據(jù)資源效益的充分發(fā)揮，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。 1999年以來(lái)，隨著新一輪國(guó)土資源大調(diào)查“數(shù)字國(guó)土

2、”工程的實(shí)施，地質(zhì)調(diào)查的信息化建設(shè)也越來(lái)越受到重視。然而，信息化建設(shè)的另一個(gè)障礙就是人才短缺問(wèn)題。目前我國(guó)掌握新技術(shù)新方法的地質(zhì)填圖人才比較貧乏，工作在一線的地質(zhì)工作者大都存在著“填圖人才斷檔”和高素質(zhì)后續(xù)人才匱乏，技術(shù)骨干知識(shí)較老化，3S等高新技術(shù)知識(shí)學(xué)習(xí)較少等現(xiàn)象。 目前，各大科研院校地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)時(shí)，大都還是以傳統(tǒng)的地質(zhì)“老三件(羅盤、地質(zhì)錘和放大鏡)”為主要填圖工具，在填圖教學(xué)中基于3S技術(shù)的應(yīng)用研究還較

3、少見(jiàn)。雖然國(guó)內(nèi)已有一些專業(yè)的地質(zhì)填圖軟件，但這些專業(yè)數(shù)字填圖系統(tǒng)主要是面向地質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程，若在教學(xué)實(shí)習(xí)中直接使用現(xiàn)成的地質(zhì)填圖軟件，則不利于學(xué)生掌握數(shù)字化填圖技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，只能被動(dòng)地接受軟件的操作步驟。 本論文是以培養(yǎng)國(guó)家建設(shè)和發(fā)展急需的現(xiàn)代化專業(yè)地質(zhì)人才為主導(dǎo)思想，最終目的就是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套集3S技術(shù)的數(shù)字填圖教學(xué)實(shí)習(xí)系統(tǒng)，可以反映現(xiàn)代新技術(shù)和新方法在教學(xué)實(shí)習(xí)中的應(yīng)用，旨在對(duì)在校學(xué)生和科研院所的地質(zhì)工作者進(jìn)行填圖方面基本技

4、能的培養(yǎng)和訓(xùn)練，使其掌握最新的現(xiàn)代化區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的知識(shí)技術(shù)和綜合技能，為國(guó)家培養(yǎng)和儲(chǔ)備大量新一代的優(yōu)秀人才。 筆者自2003年以來(lái)，在安徽巢湖進(jìn)行了大量的野外填圖工作，并開(kāi)展了數(shù)字填圖技術(shù)的研究和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是基于地質(zhì)填圖的基本工作流程和規(guī)范，以VisualBasic為二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，超圖SuperMapObjects為二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立了集3S技術(shù)以及從數(shù)據(jù)采集到成果地質(zhì)圖輸出的一體化數(shù)字填圖實(shí)習(xí)系統(tǒng)，其界面友好，操作方

5、便簡(jiǎn)單，功能完備，為在校本科生和研究生的填圖實(shí)習(xí)提供方便。本系統(tǒng)主要是以面向教學(xué)為主，但同時(shí)兼顧實(shí)際生產(chǎn)、基礎(chǔ)與技能和綜合能力的培養(yǎng)。論文主要取得的研究成果如下： 1.論文在充分吸收和借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)之上，并結(jié)合目前地質(zhì)填圖發(fā)展現(xiàn)狀和本科填圖教育需求，詳細(xì)研究了傳統(tǒng)地質(zhì)填圖的局限性以及地質(zhì)填圖現(xiàn)代信息化建設(shè)的重要性，闡述了利用新方法新技術(shù)進(jìn)行數(shù)字填圖的可行性。 2.論文深入研究了在3S技術(shù)支持下開(kāi)展數(shù)字填

6、圖的基本途徑和解決方案，系統(tǒng)地研究了野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)模型、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)模型、地質(zhì)成圖、成果輸出等關(guān)鍵問(wèn)題，并構(gòu)建了基于GIS、GPS和RS的數(shù)據(jù)采集、建庫(kù)成圖、空間分析和排版打印等功能一體化的填圖實(shí)習(xí)輔助系統(tǒng)。 3.從地質(zhì)填圖的流程出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。 4.完備的信息互動(dòng)查詢功能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了空間到屬性和屬性到空間的雙向查詢以及自定義查詢，同時(shí)可以很輕松地對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行瀏覽、編輯。 5

7、.系統(tǒng)具備基本的三維建模、可視化和空間分析等功能，可以進(jìn)行三維模擬，使用圖片、遙感影像進(jìn)行貼圖，生成正射三維影像，距離、方位角和面積量算等操作。 6.多源數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成。系統(tǒng)可以將不同類型的數(shù)據(jù)，如柵格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)以及不同種類的數(shù)據(jù)，如正射影像圖、遙感等數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一管理，并可作為野外數(shù)據(jù)采集的背景與矢量地形圖疊加，提高填圖的效率和質(zhì)量。 7.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了3S(GIS、GPS、RS)信息系統(tǒng)的完美集成與融合。 8.

8、可以從空間和屬性數(shù)據(jù)制作各種具有特殊意義和不同顯示風(fēng)格的專題圖形。系統(tǒng)提供了七種專題圖制作，可以很方便地對(duì)所成地質(zhì)圖進(jìn)行專題圖制作，提高了地質(zhì)工作者對(duì)研究區(qū)的分析和認(rèn)知能力。 9.完備的聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)。因?yàn)橄到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)主要服務(wù)對(duì)象是在校本科生和研究生，因其在填圖實(shí)習(xí)過(guò)程中不可避免地會(huì)遇到一些野外實(shí)際問(wèn)題或系統(tǒng)操作問(wèn)題。此時(shí)對(duì)實(shí)習(xí)者而言，提供一套即時(shí)幫助系統(tǒng)是非常必要的。 10.選擇了西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系本科地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)基地