區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖實習輔助系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖實習輔助系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)摘要區(qū)域地質(zhì)調(diào)查是一項基礎(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，給社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了一定的負面影響。 1999年以來，隨著新一輪國土資源大調(diào)查“數(shù)字國土

2、”工程的實施，地質(zhì)調(diào)查的信息化建設(shè)也越來越受到重視。然而，信息化建設(shè)的另一個障礙就是人才短缺問題。目前我國掌握新技術(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)骨干知識較老化，3S等高新技術(shù)知識學習較少等現(xiàn)象。 目前，各大科研院校地質(zhì)類專業(yè)學生進行地質(zhì)填圖實習時，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，在填圖教學中基于3S技術(shù)的應(yīng)用研究還較

3、少見。雖然國內(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)過程，若在教學實習中直接使用現(xiàn)成的地質(zhì)填圖軟件，則不利于學生掌握數(shù)字化填圖技術(shù)的基礎(chǔ)知識和技能，只能被動地接受軟件的操作步驟。 本論文是以培養(yǎng)國家建設(shè)和發(fā)展急需的現(xiàn)代化專業(yè)地質(zhì)人才為主導思想，最終目的就是設(shè)計開發(fā)一套集3S技術(shù)的數(shù)字填圖教學實習系統(tǒng)，可以反映現(xiàn)代新技術(shù)和新方法在教學實習中的應(yīng)用，旨在對在校學生和科研院所的地質(zhì)工作者進行填圖方面基本技

4、能的培養(yǎng)和訓練，使其掌握最新的現(xiàn)代化區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的知識技術(shù)和綜合技能，為國家培養(yǎng)和儲備大量新一代的優(yōu)秀人才。 筆者自2003年以來，在安徽巢湖進行了大量的野外填圖工作，并開展了數(shù)字填圖技術(shù)的研究和系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計主要是基于地質(zhì)填圖的基本工作流程和規(guī)范，以VisualBasic為二次開發(fā)語言，超圖SuperMapObjects為二次開發(fā)平臺建立了集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)字填圖實習系統(tǒng)，其界面友好，操作方

5、便簡單，功能完備，為在校本科生和研究生的填圖實習提供方便。本系統(tǒng)主要是以面向教學為主，但同時兼顧實際生產(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)庫模型、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)模型、地質(zhì)成圖、成果輸出等關(guān)鍵問題，并構(gòu)建了基于GIS、GPS和RS的數(shù)據(jù)采集、建庫成圖、空間分析和排版打印等功能一體化的填圖實習輔助系統(tǒng)。 3.從地質(zhì)填圖的流程出發(fā)，對系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)庫進行了詳細設(shè)計。 4.完備的信息互動查詢功能。系統(tǒng)實現(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，同時可以很輕松地對查詢結(jié)果進行瀏覽、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，可以進行三維模擬，使用圖片、遙感影像進行貼圖，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，可以很方便地對所成地質(zhì)圖進行專題圖制作，提高了地質(zhì)工作者對研究區(qū)的分析和認知能力。 9.完備的聯(lián)機幫助系統(tǒng)。因為系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)主要服務(wù)對象是在校本科生和研究生，因其在填圖實習過程中不可避免地會遇到一些野外實際問題或系統(tǒng)操作問題。此時對實習者而言，提供一套即時幫助系統(tǒng)是非常必要的。 10.選擇了西北大學地質(zhì)學系本科地質(zhì)填圖實習基地