PRB数字填图技术与方法

主要内容0、国外数字填图技术发展现状1、问题的提出与解决方案2、PRB数字填图技术与方法体系3、PRB数字填图技术与方法实现4、PRB数字填图生产与实践5、结论PRB数字填图技术与方法数字填图系统RGMAP物理建模中国地质调查局•为什么要进行野外数据采集技术研究:•（1）建立实际的可用于解释数字原始数据文档资料。而不仅仅是最终的数字解释图件。•（2）提高GIS应用的范围•（3）更好的支持RS应用•（4）有利于知识研究过程的延伸。•（5）更好的满足数字地质科学信息的需求•（6）是信息时代提供社会化服务的重要基础1问题的提出与解决方案1、存在问题的根结•80年代以来,这种采集模式受限与基于点上的文字描述,没有面向空间地质要素描述模型的概念,使重点放在对点上结构与构造的细节描述上,结果使野外数据采集术走进在这方面研究的误区。•一个完全结构化的表格去描述错综复杂的路线地质观测现象，不是约束了地质学家思维空间，就是无法取全取准野外路线观测数据。•同时，一个完全个性化（项目）的采集系统又失去了建立计算机系统的意义，最后导致野外数据采集系统无法为不同层次、不同需求的地质学家所接受。•近20年的野外数据采集技术研究的现状告诉我们存在问题的根结---没有找到数字填图核心的技术问题。1野外路线地质调查场景中元古界长城系常州沟组石英岩交错层理基本层序调查岩相调查岩石地层调查生物地层调查叠层石礁灰岩推覆体(P1-2sh)砂板岩、火山岩（P3g）花石峡北山花石峡推覆体构造地质调查野外路线地质调查采集部分内容传统的野外记录本一幅图需要50-60本这样的笔记本来记录野外观测的现象.大量描述性信息与素描图传统野外25万区调数据采集现状传统的野外数据获取方法传统的野外记录本传统的野外数据获取方法传统的野外记录本传统的野外数据获取方法传统的野外数据表现与存储方式2数字填图技术核心---PRB填图技术PRB是什么？(1)野外路线观测过程的计算机描述过程:地质定点路线观测用计算机语言描述勾画界线(PRB数据模型)产状采样2数字填图技术核心---PRB填图技术PRB是什么？(2)实际材料图与编稿地质图的生产过程的计算化过程:分析研究地质连图用计算机语言描述报告编写(PRB数据操作)传统的野外记录本传统的野外数据获取方法PRB的产生背景2野外路线观测与调查的过程抽象(1)走出围绕野外路线观测与调查过程数据信息结构化程度细节的误区。九大地质内容调查是相当复杂的思维综合过程,如果在数字区域地质调查中,一下陷入结构化的数据模型研究中,则使模型变的相当复杂化,同时落入因不同学科、不同学术观点、不同人员、不同地区、不同地质构造位置、不同岩类、不同比例尺等造成的差异的争论之中。因而也就忽略了填图过程的数字化研究。(2)重点转向区域地质调查中野外数据获取过程的数字化过程控制。(3)区域地质调查中的核心过程---野外路线观测与调查的过程分解与定义。就是野外路线观测与调查的过程分解。(4)确定数字区域地质调查的技术流程(5)确定野外路线观测与调查的过程分解的数字组合模型。(6)定义野外路线观测与调查的过程数字组合模型的机制•野外观察路线描述点：点上描述点间描述点点上描述点间描述PRB的产生背景把野外观测的整个过程分解为点传统的描述是基于点上的文字描述,没有面向空间对象描述模型的概念,这也是导致80年代以来在这方面研究的误区,重点在对点上结构与构造的细节描述,结果使数字填图技术走进死胡同或项目性成果,无法形成共享系统.•野外观察路线描述把野外观测的整个过程分解:空间对象:点上描述(空间对象:点实体)：点间描述(空间对象:网链):界线描述(空间对象:全链面链)属性:结构化+描述性点界限描述路线描述PRB的产生背景P过程R过程B过程D3645P2mP2q路线地质调查——PRB过程路线地质调查PRB过程（动态）2PRB过程与PRB数据模型2．1区调野外数据采集PRB过程定义：用实体点----地质点（POINT）、网链----分段路线（ROUTING）、全链或几何拓扑环----点和点间界线（BOUNDARY）的数据模型和组织方式，对野外路线观测的对象及其过程的描述进行定义、分类、聚合和归纳，分层并结构化的储存在空间数据库中。把野外路线观测描述的地质现象的复杂过程及其本身观测的过程抽象为PRB过程。PRB基本程式是由PRB的组合而成。它是路线地质调查的最小组合单位。它由以下几种最小单元的组合模式，一条野外路线可有若干个最小单元组合而成。可由地质人员任意组合：模式一：P适合区域地质调查野外填图中的补点工作。模式二：P-R-P，P-（B）-R-（B）-P，适合地质内容复杂程度中等填图工作。模式三：P-(B1，B2，…)-R-(B1,B2,…)-P，适合地质内容复杂程度大的填图工作。2PRB过程与PRB数据模型特点:均有描述空间位置和观测内容（结构化与非结构化描述）的三部分组成。每个过程的空间位置数据库解决了地质制图的问题每个过程的结构化数据库解决调查内容结构的规范化每个过程的非结构化数据---自由文本不约束地质学家思维的空间.即能满足计算机处理的需要，又能保证地质工作者取全观测数据和参数，描述它们之间的空间与地质关系与解释信息如顺序关系、地层关系、几何关系等。2PRB过程与PRB数据模型PRB过程要素：PRB的基本过程、支配这些过程组合的规则及运用整个PRB过程的公共机制是PRB过程的三个主要要素。（1）PRB基本过程：地质点POINT过程、分段路线ROUTING过程、点间界线BOUNDARY过程。（2）过程组合的规则：地质点是PRB过程的核心。分段路线ROUTING过程、点间界线BOUNDARY过程必须隶属P过程。（3）PRB过程的公共机制：PRB划分、PRB字典与扩展机制。野外PRB划分ROUTINGgeologicalbourdarygeologicalpointp1p2B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0B0规则：地质点是PRB过程的核心。分段路线ROUTING过程、点间界线BOUNDARY过程必须隶属P过程。一个P过程可以有1个至N个R过程，0个至n个B过程。一个R过程必须有1个或多或1个以上B过程。如果1个P程只有一个R过程，则B过程可以没有。PRB划分：编码规则:从一个P过程到下一个P过程,P编号必须是唯一的。在P过程上的B过程，B过程的编号必定为0，其过程隶属该P过程。。数字区域地质调查系统(RGMAP)研究现状简介2PRB公共机制PRB划分：编码规则:P-R-B隶属关系与存储PRB字典：野外数据采集系统提供了三种类型词典：PRB一般术语字典（2级查找）、PRB野外记录结构化描述字典（1级查找）、PRB规范结构化填空补缺式描述字典（1.5级查找）。PRB扩展机制：在PRB过程中，还有一些采样过程，这些采样过程包括产状、化石、素描、照片、样品的数据采集。约定采样过程全部隶属R过程。其采样过程的编码与R过程一致。2PRB过程与PRB数据模型三级PRB体系把野外路线观测两个地质点之间的PRB过程视为最小PRB单元的过程，称为一级PRB过程。把多个PRB过程组合成一条路线的过程称为二级PRB过程。把数字地质填图过程规范化为六个子过程称为三级PRB过程。前期PRB过程PRB初期过程野外PRB过程野外驻地PRB过程室内PRB终结过程PRB成果提交过程2区域地质调查与填图的三级PRB划分一级PRB过程:它是路线地质调查的最小组合单位，它由以P开始的多个B、R进行任意的组合。是构成二、三级PRB过程的重要基础。二级PRB过程:一条野外路线地质调查的路线可以由一个PRB或多个PRB过程组合而成。三级PRB过程:以工作阶段为基础，我们把区域地质调查填图的全过程划分三级PRB过程前期PRB过程PRB初期过程野外PRB过程野外驻地PRB过程室内PRB终结过程PRB成果提交过程数字填图PRB过程流程原形模型测区已有的多D产品整合在统一空间上建立测区（或图幅）的PRB字典库PRB过程和PRB过程模型，对连续的野外地质路线观测和观察，取全、取准野外各项原始地质资料。单个PRB过程转入野外手图库。当天野外数据进库、路线总结，局部N个PRB地质连图等其过程是N个PRB过程的处理过程。多个或全局PRB过程的处理包括地质连图、野外实际材料图、编稿地质图的制作与处理的过程。编稿地质图数据转出版系统接口，区调报告的电子文档编写、实现多源区调数据的提取检索与分析与应用。数字填图PRB技术主流程野外数据流“栈”数字区域地质调查野外路线地质调查数据采集模型野外数据采集系统准备野外电子手图准备数字地形图其他信息地物化遥数据数据栈PRB电子字典ROUTE计划路线及属性操作POINT定点及结构化属性操作ROUTING分段路线BOURDARY点间界线产状样品化石素描照片空间定位及属性操作空间到属性的编辑地质点文字描述属性表操作粒度统计表下一地质点节理统计表观测路线剖面测量CF存储剖面基本信息导线测量原型系统数据模型分层下一导线地质点产状化石样品素描照片节理统计表粒度统计表地质点文字描述前人地质填图数据数字区域地质调查野外路线地质调查数据野外驻地整理流程野外路线数据整理野外路线数据检查数码照片数据入栈当天路线小结剖面数据整理剖面数据检查剖面数据处理局部连图转入室内工作阶段踏勘路线检查路线2PRB双金字塔结构(效率比较)设计阶段前期PRB过程PRB初期过程空间库野外PRB过程野外驻地PRB过程室内PRB终结过程PRB提交过程数字填图技术应用传统工作方法效率比较CF卡数据掌上机数据采集系统PRB字典词典建立与标准化数据收集系统测区地物化遥等资料测区历史数字化产品路线、剖面专题、素描PRB过程数据导入地调局网络中心INTERNET空间分析、检索、集合测区新的数字化产品数字区调成果编辑出版系统数字地质图专题图图例统一性再现与认识空间数据库（历史与现势的多源数据集成）地质实体数据模型数字填图系统PRB处理内置GPSPRB主过程填图信息可视化管理PRB循环概念地质数据模型PRB地质调查数据模型PRB地质图数据模型嵌入式3S系统GPS辅助定点PRB三级电子词典数码相机电子素描基于3S野外地质调查与填图的数字化采集系统技术流程数字填图技术流程PRB循环前期PRB3、PRB数字填图技术与方法实现（体系结构建模）数字填图系统RGMAP物理建模3基于GIS理论与应用技术建立了数字填图野外数据采集系统RGMAPCERGMAP野外数据采集野外PRBCESKETCH素描图系统CEGPS模块PCRGMAP室内PRB处理系统CERGSCTION剖面数据采集数字剖面系统PCRGSECTION关联依赖数字填图系统RGMAP素描图系统CEGPS模块CERGMAP电子手图卫星定位正射影象整合空间数据采集属性数据采集PCRGMAP数据接收与整理数据整合实际材料图专业图例库编稿地质图数据交换剖面数据采集CEPCRGSECTION数字剖面系统RGSECTION剖面数据采集剖面计算与处理MFCMAPGIS控件GEOSURVEYGIS3RGMAP3.0系统结构PRB数字填图基本理论与技术方法研究GPS天线8-128MCF卡笔针PCardII接口HPC-HP688精度、体积、重量与功耗第一代RGMAP野外采集器新三件：掌上机、GPS、数码照相机PRB数字填图基本理论与技术方法研究CPU400M内存128M64MFLASH内置屏幕8.4英寸,基本可在户外阅读屏幕GPS内置重量：800克电池：3000mh基于MAPGIS控件开发第二代RGMAP野外采集器(平板电脑)（1）在不同PPC、HPC和平板电脑上运行具有运行效率高、稳定等特点。（2）可在强阳光下和黑暗处阅读和采集数据。供电时间10小时以上。（3）提供丰富的图示图例库，满足地质专业的图示需求。（4）在CE平台上，实现了数字填图所需基本GIS基本功能（GPS定位、路线采集、素描）。（5）具有先进的数据组织和压缩技术，一次可