数字填图技术“PRB”过程质量控制及常见问题整改方法——以路线地质调查为例

李福林，吴发富，王成刚，程 湘，王建雄

(中国地质调查局武汉地质调查中心，湖北武汉 430205)



数字填图技术“PRB”过程质量控制及常见问题整改方法
——以路线地质调查为例

李福林，吴发富，王成刚，程 湘，王建雄

(中国地质调查局武汉地质调查中心，湖北武汉 430205)

基于数字地质调查系统在1∶5万地质填图中的实际运用，总结了该系统在野外数据采集过程中出现的一系列问题，补充并完善了前人给出的解决办法；同时增加了“P”过程质量控制。此外，借助于数字地质调查信息综合平台(DGSInfo)和MAPGIS属性库管理子系统联合操作，给出了对室内补救后"PRB"过程属性库中混乱的属性数据进行快速修改的方法。

数字填图技术 路线地质调查 “PRB”过程 属性数据统改

Li Fu-lin, Wu Fa-fu, Wang Cheng-gang,Cheng Xiang, Wang Jian-xiong. Quality control in the process of "PRB" digital mapping techniques and rectification methods for common problems: An example of route geological survey[J]. Geology and Exploration, 2015，51(4)：0705-0712.

1 前言

区域地质调查是一项基础性、综合性、公益性的地质调查研究工作，全面、准确、快捷地采集野外第一手资料，是保证区域地质调查任务完成的基础。近年来，随着计算机技术的迅猛发展，数字填图技术(Digital Mapping Techniques)应运而生，并逐渐运用于地质填图中。数字填图技术是在区域地质调查中，应用GIS(地理信息系统)、GPS(全球卫星定位系统)、RS(遥感技术)技术对野外地质调查所获取的各种地质成果进行数字化处理并存储的技术(李超岭等，2001，2002a，b)，该技术逐渐改变了传统的地质填图工作方法和研究手段，自1999年初次试运用至今，经过不断改进，已应用于基础地质调查和矿产资源勘查等多个领域，成为地质工作者进行野外工作的重要工具(李超岭，2003；于庆文等，2003)，极大地提高了工作效率，为地质学家研究更深层次的地质问题提供了便捷的途径。

目前，区域地质调查进行野外数据采集所使用的操作系统是由中国地质调查局发展研究中心研发的数字地质调查系统(Rgmap)，该系统采集到的野外数据以数据库的形式进行保存。虽然该系统自动生成的数据库结构单一，易于管理；但系统灵活较差、还经常会出现自动关闭等问题，导致野外工作人员(特别是初学者)在利用该系统进行野外数据采集时，经常会出现遗漏、丢失或重复部分“PRB”过程(“PRB”过程简介见下文)以及“飞点”(“飞点”是在地质调查工作中运用该数字地质调查系统进行地质点或产状点、素描点、照片点、化石点及样品点等数据采集时，掌上电脑反应慢，进行了多次点击屏幕，或无意中误点屏幕，从而形成了一些异常点的现象)的情况。1∶5万区域地质调查是以1∶2.5万野外数据采集为基础的，数据采集量大，工作周期长，如何高质量、高效率的完成数字填图项目正是当前地质工作者面临的重大问题；如果针对上述问题在野外进行逐个修改会浪费大量的野外数据采集时间。鉴于此，不少工作者针对野外数据采集中存在的问题进行了分析整理，并提出了相应的解决办法(陈明华等，2008；黄成，2009；朱凤丽，2012)，这些办法虽然解决了野外数据采集中出现的问题，但造成了各过程属性数据的混乱，还存在一定的缺陷，有待于进一步补充。笔者根据《湖北1∶5万三角坝、建始县、三里坝、屯堡、白杨坪、花果坪幅区域地质调查》项目工作中遇到的实际问题，提出了“PRB”过程质量控制要点，以及通过数字地质调查综合平台和MapGis属性管理子系统的联合操作，全面解决“PRB”过程中常遇到的问题的方法，与同行们探讨，以便提高数字化填图效率与质量，为进一步完善该套软、硬件设备提供参考和建议。

2 “PRB”过程简介

“PRB”过程方法流程与传统填图地质路线数据采集工作流程基本一致。“PRB”过程分为P过程数据(Gpoint库)采集操作、R过程数据(Routing库)采集操作、B过程数据(Boundary库)采集操作；此外还有产状数据(Attitute库)采集操作、照片数据(Photo库)采集操作、素描图数据(Sketch库)采集操作、样品数据(Sample库)采集操作、化石数据(Fossil)采集操作等。“PRB”过程数据采集图层划分见表1，“P”、“R”、“B”过程数据采集操作属性内容描述如下：

(1) P过程数据(Gpoint库)采集层属性内容：路线号、地质点号、微地貌、点性(如果是界线点等还要填写接触关系、界线类型)、露头、风化程度、位置说明、填图单位、岩石名称、地质点文字描述。地质点号和路线号的命名原则为：

① 地质路线调查中的任何地质点号都和路线号密切相关；

② 区域地质调查一般约定地质路线第一个地质点号和路线号相同(如路线号为L1000，则该路线第一个地质点号为D1000)，以便于统一管理。

(2) R过程数据(Routing库)采集层属性内容：路线号、地质点号、R编号、方向、本站距离、累计距离、填图单位、岩石名称，以及具体路线沿途文字描述。

(3) B过程数据(Boundary库)采集层属性内容：路线号、地质点号、B编号、R编号、界线类型、左填图单位、右填图单位、接触关系、界线走向、界面倾向、界面倾角，以及有关界线描述内容。

(4) B和其它采集层R的编码原则：野外数据采集过程中定地质点时无R过程，因此，默认R编号为0，为了和R一致，故约定地质点上首条B的编号为0；地质点上其它采集层R的编号均为0(例如地质点上的照片点R编号为0)；分段路线上先采集其它采集层的数据，然后是R数据。

表1 “PRB”过程数据采集图层划分表

3 “PRB”过程常见问题质量控制及解决办法

3.1 “PRB”过程常见问题

在“PRB”过程中，进行数据采集时通常要求地质点号、分段路线和点间界线等连续，以便对采集的数据进行管理和后期入库。而使用数字地质调查系统(Rgmap)进行野外数据采集时，数据采集内容多且冗杂，常会把一些过程漏掉(如：“P”、“R”、“B”过程重复或遗漏，采样点、产状、相片、素描等过程未标注等问题)，同时还有可能会出现“飞点”的情况。遗漏或重复“P”过程的现象较少发生，导致“P”过程出现问题的原因一般是由于在利用数字地质调查系统进行数据采集时经常会出现程序突然关闭现象，或由于地理条件、天气原因等导致一条路线一天未完成，第二天继续进行该条路线野外数据采集时需要重启数据采集系统，此过程在输入地质点号时可能会出现遗漏未输的点号或重复输入已使用过点号的情况；另外，在使用数据采集器进行数据采集时，在同一个点位无意中进行了多次点击，这会导致出现“飞点”的情况(图1)。“B”过程划线容易识别，一般很少出现重复，通常漏画较多，一般为地质点处漏画和分段路线间漏画两种情况。“R”过程与“B”过程类似也是较少出现重复，漏画较多，一般出现界线间漏画、界线与地质点间漏画和地质点间漏画三种情况。除此之外还包括表1中的其他部分重复和漏画以及“飞点”，在此不再赘述，整体上最容易出现错误的是点间界线“B”过程和分段路线“R”过程，特别是对于初学者来说，这些问题都难免会遇到。由于我们的目标任务是地质内容的调查，因而在不影响野外地质内容数据采集质量的前提下，可以通过一些室内整理技巧进行补救。

3.2 “PRB”过程质量控制及解决办法

当天路线地质调查结束时，尽可能对“PRB”各过程进行检查核实，看是否存在问题。若是简单问题尽可能在野外及时修正；若是复杂问题在保证野外数据采集客观、真实、准确的基础上，回到室内进行补救，并在对应的批注信息或批注描述中详细注明。

(1) “B”过程质量控制与解决办法

“B”过程重复较少发生，通常存在漏画。若为简单的重复，一般不影响数据质量，可直接删除其中一条未赋属性的“B”过程。若为漏画，先备份与“B”相关的内容，以免后期修改时失误导致其他“B”过程被覆盖，查明漏画的“B”隶属于哪一个地质点、那一条“R”，到下一个地质点(不包括该点)共有多少条“B”，然后添加漏画的“B”过程。若添加的是多条点间界线间的“B”过程，则查明是地质点上的哪一条“B”，再根据GPS点位并结合产状和“V”字型法则添加、编辑并赋予相应的属性；若添加的是地质点上的“B”过程且该地质点到下一地质点之间再无“B”过程，或是两个地质点之间最后一条“B”过程，则根据GPS点位并结合产状和“V”字型法则直接添加、编辑并赋予相应的属性；最后依次检测、修改调整过“B”的属性。“B”过程添加可在路线整理过程中通过“+B”快捷键方式添加。

图1 D0001-D0002点间“R”与“B”过程修改前后对照图Fig. 1 Comparison of “R” and “B” process between D0001-D0002 before and after modification1-地质点；2-产状；3-卫星定位点； 4-照片； 5-素描； 6-样品； 7-点间界线；8-分段路线1-geology point; 2-attitude; 3-GPS point; 4-photo; 5-sketch; 6-sample; 7-boundary; 8-routing

(2) “R”过程质量控制与解决办法

“R”过程类似于“B”过程，重复较少发生，通常也是存在漏画现象。若为重复，处理方法类似于“B”，可直接删除。若为漏画，查明漏画的“R”隶属于哪一个地质点、哪一条“R”。若是两个地质点间的最后一条“R”，则直接添加、编辑并赋予相应的属性即可；若为中间漏画的“R”过程，则先备份与“R”相关的内容，以免后期修改失误导致其他“R”过程被覆盖，再添加、编辑并赋予相应的属性。“R”过程添加方法可通过剪断“R”成两部(陈明华等，2008)或通过路线整理过程中“+R”快捷键直接添加，两种方法步骤基本一致，在此不再赘述。

(3) “P”过程质量控制与解决办法

“P”过程出现重复偶有发生，一般不影响整个路线数据采集的质量，可在DGSInfo野外手图路线界面依次打开相应野外手图库→地质填图数据操作→图式图例整理→统改野外手图地质点号，然后采用“倒序法”依次从后面往前修改直至修改到重复点为止。对重复的那个“P”过程进行手动修改包括归属的“B”过程、“R”过程、相片、素描、产状及采样点等内容。若为遗漏“P”过程最好在野外补充完整，并以最后一个地质点的形式添加。若在遗漏“P”过程的位置有GPS采集点控制且在纸介质野外用地形图对应位置上有标注则可直接在室内添加，否则须再次野外实地采集，以保证“P”过程的质量。室内直接添加“P”过程可分为以下两种情况：① 遗漏地质点前后两地质点间无各种“B”过程的，在两个地质点间的“R”过程中增加一个控制点，将“R”分成两部分，前一部分仍属上个地质点，后一部分则属添加的地质点；② 遗漏地质点前后两地质点间有“B”过程，则于其中一个“B”过程处添加遗漏的地质点，该添加地质点处“B”过程和该点至下一点之间的所有“R”和“B”过程等都属于该点。

(4) 遗漏相片、素描、产状及采样点的质量控制与解决办法

对于遗漏相片、素描、产状、化石及样品点情况，只需查明遗漏的相片、素描、产状、化石及样品点等隶属于哪一个地质点、哪一条“R”，然后在有GPS控制点位的情况下把遗漏的相片、素描、产状及采样点置于相应位置即可。同样通过“倒序法”进行编辑，在对话框中填写该遗漏相片、素描、产状、化石及样品点隶属的地质路线号、地质点号及相关内容即可。

(5) “飞点”的质量控制与解决办法

我们在地理学习内化过程中，对相关内容主动进行比较、对照和鉴别，不但开阔了眼界、活跃了思维，同时使认识不断趋于充分趋于深刻。 教学中会遇到许多同构异行或是同行异构的知识内容，在对要素教学和巩固中，明显的是有比较才有鉴别。不照本宣科，不本本主义，在相同与相异中辩证剖析，寓意深远。

对于地质点(相片、素描、产状及采样点等)“飞点”的情况，因为“飞点”不影响整个数据的质量，我们可以通过直接删除的办法解决(图1)。

3.3 “PRB”过程属性库的修改

数字地质调查系统野外采集到的数据通常是以数据库形式保存的，然而数字地质调查系统自动生成的数据库结构相对单一，灵活性差，因此，一般要求“PRB”过程具连续性，实际上野外数据采集也应该是一个连续的过程。虽然我们通过一系列室内补救措施可以解决由各种因素导致的“PRB”过程重复输入或遗漏的现象，但是在室内无论是使用哪种方法进行的修改，也无论修改的是“PRB”过程的那个过程，经补救后产生的各个过程都不是连续的，在数据库中并未按照我们的修改顺序排在归属地质点号(该地质点至下一地质点之间的所有“B”、“R”、相片、素描、产状、化石及样品等都归属于该地质点)的后面，是一种混乱的数据库结构，混乱数据库结构对后期数据的入库、数据结构的管理以及数据资料的检索工作都有影响。目前，针对这些问题还没有工作者给出过详细快速的解决方法，笔者在填图过程中反复实践、不断思考，总结了一些经验和方法，简述如下：

首先看一下通过室内补救后“B”和“R”过程的图面情况(图1)，可以看出在D0001点的B1、B2和D0002点的B0之间插入地质界线时原来的B1不变，插入B1和B2之间的地质界线改成了B2’，原来的B2则改成了B3’，原来B2和D0002之间插入的地质界线改成了B4’。“R”过程也同样发生了变化，原来的R3改成了R4’、R5’，原来的R2改成了R2’、R3’，原来的R1不变。然后看一下补救后“B”过程的属性结构(图2)，从图2b中可以看出补救后“B”过程的属性结构的排列顺序是归属于D0001点的B1、B3’、归属于D0002点的B0、归属于D0001点的B2’、B4’，而不是按照归属于D0001点的B1、B2’、B3’、B4’、归属于D0002点的B0的顺序排列。再看一下补救后“R”过程属性结构(图3)，从图3b中可以看出补救后“R”过程的属性结构的排列顺序是归属于D0001点的R1、R2’、R4’、归属于D0002点的R1、归属于D0001点的R3’、R5’，而非按照归属于D0001点的R1、R2’、R3’、R4’、R5’、归属于D0002点的R1的顺序排列。这是一种混乱的数据结构。

图2 D0001-D0002点间“B”过程修改前后属性对照图Fig. 2 Attribute contrast of “B” process between D0001-D0002 before and after modificationa-“B”过程修改前；b-“B”过程修改后；c-属性顺序修改后；d-ID顺序修改后a-B process before modification；b-B process after modification；c-modified property order；d-ID order after modification

图3 D0001-D0002点间“R”过程修改前后属性对照图Fig. 3 Attribute contrast of “R” process between D0001-D0002 before and after modificationa-“R”过程修改前；b-“R”过程修改后；c-属性顺序修改后；d-ID顺序修改后a-unmodified R process；b-modified R process；c-modified property order；d-modified ID order

针对上述问题，前人总结了多种修改方法(陈明华等，2008；黄成，2009；朱凤丽，2012)，但均存在一定的不足和缺陷，笔者认为下述修改方法可以快速解决这些问题：首先打开对应的野外手图路线→工程编辑中勾选Boundary.wl或Routing.wl(或通过左键单击快捷键EB或ER)→其他(T)选择(按住Ctrl键依次选择归属于D0001点的B1、B2’、B3’、B4’、归属于D0002点的B0这5条地质界线；或选择归属于D0001点的R1、R2’、R3’、R4’、R5’、归属于D0002点的R1的点间路线)→其他(T)剪切→其他(T)粘贴，这样就完成了属性库的修改，通过上述修改各地质界线(各点间路线)的ID号排列顺序发生了变化(图2c、图3c)。如若需修改的地质界线(点间界线)比较少，可以通过线属性编辑依次修改ID号完成(这种方法操作简单，但较慢)；如若需修改的地质界线(点间界线)比较多，可以借助于MAPGIS属性库管理子系统来实现属性数据的统改，具体操作步骤(图4)为：MAPGIS库管理→属性库管理子系统→文件→装入线文件→选择Boundary.wl文件或Routing.wl文件→打开→属性→改属性→统改线属性→选择需要的统改字段(本次选择ID、统改方式选增量方式、初始值填“1”、增量值填“1”)→确定→保存。这样即完成了“B”过程或“R”过程的修改(图2d、图3d)。

室内补救后“P”的图面情况见图5，可见D0001和D0002点之间插入添加地质点后原来的D0001不变，添加地质点成了D0002，原来的D0002则改成了D0003。“B”和“R”过程也发生了变化，原D0001上的B2改成了现D0002点上的B0，原D0002点上的B0改成了现D0003点上的B0；原D0001上的R3改成了现D0002点上的R1，原D0002点上的R1改成了现D0003点上的R1；同样相片、素描、产状、化石及样品等也都做了相应的修改；补救后“P”过程的属性结构见图6，从图6b中可以看出补救后“P”过程的属性结构的排列顺序是D0001、D0003、D0002，而不是按照D0001、D0002、D0003的顺序排列。针对“P”过程数据结构的混乱可参照上述修改“B”过程(“R”过程)的方法进行修改。修改完成后可以看出新插入的地质点D0002的ALTITUDE属性为0.00，要结合数字地形图填写相应的高程值(产生的误差在填图允许误差范围内)。

图4 统一修改ID操作流程示意图Fig. 4 Sketch of operation flow for unified modification of ID

图5 漏画“P”过程修改前后对照图Fig. 5 Comparison of missing “P” process before and after modification1-地质点；2-产状；3-卫星定位点；4-照片；5-素描；6-样品；7-点间界线；8-分段路线1- geology point; 2- attitude; 3-GPS point; 4-photo; 5-sketch; 6-sample; 7-boundary; 8-routing

图6 遗漏“P”过程修改前后属性对照图Fig. 6 Attribute contrast of missing “P” process before and after modificationa-“P”过程修改前；b-“P”过程修改后；c-属性顺序修改后；d-ID顺序修改后a-unmodified P process；b-modified P process；c-modified property order；d-modified ID order

4 结论

数字化填图技术已日趋完善，作为地学领域的一项新技术，初学者在工作中还是会遇到诸多问题。笔者通过在《湖北1∶5万三角坝、建始县、三里坝、屯堡、白杨坪、花果坪幅区域地质调查》项目工作中对数字填图技术的实际操作，总结了一些该技术在实际运用过程中常见的问题，并对前人已经提出的解决办法进行了修改和补充，特别是新增加了遗漏地质点“P”过程的补救和对混乱数据库属性的修改，以及通过MAPGIS属性管理子系统更加方便快捷修改“PRB”过程经补救后混乱的ID号的方法。不妥之处，还请各位同行不吝指正。

致谢 本人在前期参与区域地质调查项目时，中国地质大学(武汉)朱云海教授、林启祥教授及其项目组其他成员在数字填图系统操作技巧方面给予了指导和帮助，在此表示感谢。

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Quality Control in the Process of “PRB” Digital Mapping Techniques and Rectification Methods for Common Problems: An Example of Route Geological Survey

LI Fu-lin, WU Fa-fu, WANG Cheng-gang, CHENG Xiang, WANG Jian-xiong

(WuhanCenterofChinaGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430205)

Based on the practical application of the Digital Geological Survey System in geological mapping on a scale of 1∶50000, this paper summarized a series of problems appeared during the process of field data acquisition, and adds or improves the previous solution methods to these issues. Meanwhile, the quality control for the progress of "P" is included. Furthermore, with the aid of Digital Geological Survey Information System (DGSinfo) and MAPGIS attribute database management subsystem, this paper suggests the methods for rapid rectification of the chaotic attribute data, which resulted from the indoor remediation in the "PRB" attribute database.

digital mapping techniques, route geological survey, process of the “PRB”, unified modification of attribute data

2014-5-16；

2014-12-16；[责任编辑]陈伟军。

中国地质调查局区域地质调查专项(编号：12120113061900)资助。

李福林(1987年-)，男，2011年毕业于中国地质大学(武汉)，获硕士学位，助理研究员，主要从事区域地质调查工作。E-mail: fulinxiangsong@163.com。

P618

A

0495-5331(2015)04-0705-08