東北石油大學　袁紅旗　張景軍　柳成志　施尚明

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數(shù)字化技術在野外地質考察實習填圖教學中的應用

東北石油大學袁紅旗張景軍柳成志施尚明

數(shù)字國土工程對我國數(shù)字化地質考察發(fā)展帶來強烈的沖擊與推動作用，增加了對地質專業(yè)人才的需求量。本文對數(shù)字化技術在野外地質考察實習填圖中的應用進行研究，以傳統(tǒng)地質填圖方法中存在的不足作為切入點，通過前期準備、野外實踐到室內資料整理三個階段總結RGMAP數(shù)字填圖系統(tǒng)在野外地質實習過程中的應用技術，為地質專業(yè)大學生地質野外實習填圖數(shù)字化技術應用提供技術參考。

數(shù)字化技術 野外考察 地質填圖

在現(xiàn)有的地質工作環(huán)節(jié)中，地質填圖作為地質工作的前期環(huán)節(jié)，其技術與方法是地質類專業(yè)學生的基礎技能。隨著信息化發(fā)展，數(shù)字地圖、數(shù)字國土等地學戰(zhàn)略逐漸開發(fā)與啟動，對我國的地質填圖在內容、方法以及技術等角度提出更高要求。傳統(tǒng)地質填圖通過對野外地質路線進行多次觀察與統(tǒng)計，將所得資料記錄在紙質載體中，采用手繪的方法將地質觀測點、界線標等繪制在地圖中，在數(shù)據(jù)采集效率、精度、儲存方式、重復利用性及使用效率等方面存在問題，使地質資源信息的使用受到極大束縛。地質填圖數(shù)據(jù)采集及數(shù)字化技術的開發(fā)能實現(xiàn)地質數(shù)據(jù)信息化目標，是當前世界技術大國地質填圖工作的發(fā)展趨勢。

一、數(shù)字化填圖技術

野外實地考察是地質填圖的基礎，通過對各種地質現(xiàn)象與地質體的觀測，采用比例尺觀測到的信息繪制到地理基礎底圖上，以此完成地質填圖工作。從二十世紀后期開始，地質工作對社會經濟發(fā)展產生了強而有力的推動作用，在城市、農業(yè)、環(huán)境、軍事、旅游等多個領域均與地質工作產生密不可分的聯(lián)系。基于這種環(huán)境，地質信息的需求量開始增加，對于地質信息的精確性逐漸提升，需要多元化的表達方式滿足信息化時代的新需求。數(shù)字技術以“3S”信息技術為輔助，以地質學科理論作為基礎，以數(shù)字化設備作為硬件支持，對野外數(shù)據(jù)采集、室內數(shù)據(jù)整理以及成圖等流程工作進行改革，實現(xiàn)數(shù)字化、標準化、集成化的現(xiàn)代地質填圖模式。

二、數(shù)字化技術在野外地質考察實習填圖中的應用

地質填圖實習是我國高校地質學院大二或大三開設的必修實踐課程，為使學生了解區(qū)域地質調查填圖工作與程序，學習內容包括基本的野外地質考察工作以及相關的技能及方法?；跀?shù)字化技術支持，結合現(xiàn)代地質考察實習填圖的特點與實習目標，我們將實際應用分為三個環(huán)節(jié)：

1. 實習的前期準備。野外實習開始前對學生進行組織動員，明確此次實習的目標與要求，對實習內容進行說明，對參與實習的人員進行明確分工，對實習當中所需的裝備與設備進行檢查。針對野外地質考察實習中的數(shù)字化填圖技術，教師需要對學生進行專業(yè)強化培訓，通過多種培訓模式向學生傳授數(shù)字化填圖技術，包括RGMАP數(shù)字填圖系統(tǒng)、數(shù)字剖面測量系統(tǒng)等。技術及環(huán)境條件允許的情況下，學生可以通過實際操作進行模擬訓練，深化對數(shù)字化填圖系統(tǒng)程序的認識。

2. 野外考察實踐。野外地質考察實踐中，教師可以根據(jù)實習內容與目的將整個實踐劃分為三個階段：

（1）勘踏，對考察區(qū)域的空間定位、地質特點、地層產狀、采樣等地址對象屬性進行觀察與統(tǒng)計后錄入數(shù)據(jù)庫。指導教師需要詳細講解地層構造，選擇出露條件較好的地質點與路線引導學生細致觀察與記錄?？碧そY束后，為統(tǒng)一地質內容與填圖術語的標準建立電子字典庫，減少野外記錄的時間與錯誤，提高記錄質量及效率。

（2）測量野外數(shù)字剖面，建立地層標準。在這一階段中，指導教師要盡量讓學生獨立完成，掌握地層剖面測量的傳統(tǒng)技術，利用數(shù)字化技術對地層剖面進行再次測量并建立實習區(qū)域的標準地層。

（3）數(shù)字地質填圖。第三階段是野外考察實踐的重要階段，需要指導教師在不參與的情況下由學生獨立完成，注重培養(yǎng)學生的野外獨立觀察能力，熟練使用數(shù)字化填圖技術完成填圖任務。PRB過程填圖技術是數(shù)字地質填圖的關鍵技術，根據(jù)設計路線觀測野外地質路線，將地質填圖進行數(shù)字化和附屬性添加。P為地質點，為對野外路線所通過的地質界線、重要接觸關系、重要地質構造等現(xiàn)象進行點控制；R為分段路線，為兩個地質觀測點之間的內容變化進行分段式描述并記錄控制；B為點間界線，為對兩段ROUTING之間界線進行描述并記錄控制。野外PRB過程實際上就是地質相關信息的空間位置及屬性建庫并錄入的過程，涉及條目繁多，需要在數(shù)據(jù)采集結束后在室內整理完成。掌上機的數(shù)據(jù)可以轉為桌面填圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對野外PRB進行檢查、補充、完善、素描加工程度、對照入庫、PRB小結，最終將所有數(shù)據(jù)整理錄入野外手圖庫。

3. 資料整理與成圖。在野外地質考察實習中，后期資料整理與地質成圖是地質教學實習的必要環(huán)節(jié)，學生將野外觀測到的信息、數(shù)據(jù)等原始資料進行整理，通過查閱大量文獻資料及研究成果對原始資料進行整理、分析、歸納，除去感性成分，保留理性分析，對研究區(qū)域的地質客觀規(guī)律進行總結，形成完整的報告與圖件。最終形成的圖件包括地質剖面圖、綜合柱狀圖、實際材料圖、地質編圖、實習報告。

三、結束語

數(shù)字化技術在野外地質考察實習填圖中的應用可以改變傳統(tǒng)地質填圖工作的繁瑣性，提高工作效率及精確度，降低勞動強度及數(shù)據(jù)誤差，實現(xiàn)多源地學信息整合的最終目標，改善傳統(tǒng)地質成果表現(xiàn)形式。在現(xiàn)代野外地質教學中，數(shù)字地質填圖技術滿足信息化時代的教學要求，能為學生未來的地質工作打下堅實基礎，推動我國地質勘查工作全面發(fā)展。

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ISSN2095-6711/Z01-2016-06-00028