PRB数字填图技术与方法

1、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

2、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

3、石地层调查,生物地层调查,叠层石,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,RGMAP,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)

4、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),RGMAP,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

5、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,RGMAP,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

6、共享系统.,RGMAP,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,D3645,P2m,P2q,路线地质调查PRB过程,路线地质调查PRB过程（动态）,2 PRB过程与PRB数据模型,21 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

7、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。,2 PRB过程与PRB数据模型,特点: 均有描述空间位置和观测内容（

8、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。,2 PRB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

9、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,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(RG

10、MAP) 研究现状简介,2 PRB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。,2 PRB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

11、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

12、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

13、流“栈”,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

14、,数字填图系统 PRB处理,内置GPS,PRB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PRB,3、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,RGMAP,CE RGMAP 野外数据采集 野外PRB,CE SKETCH 素描图系统,CE GPS模块,PC RGMAP 室内PRB处理系

15、统,CE RGSCTION 剖面数据采集,数字剖面系统 PC RGSECTION,关联,依赖,数字填图系统RGMAP,素描图系统,CEGPS 模块,CE RGMAP,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,PC RGMAP,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 CE PCRGSECTION,数字剖面系统 RGSECTION,剖 面 数 据 采 集,剖面 计算 与处 理,MFC,MAPGIS 控件,GEOSURVEY GIS,3 RGMAP3.

16、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,PCard II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,CPU 400M 内存 128M 64MFLASH 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

17、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，一次可以调入符合野外调查的整幅国际分幅地理数据和其他数据，极大的满足实际工作的需要。 （6）遥感系统与数字填图系统的一体化整合。 （7）从野外到室内实现一体化的采集、一体化的组织、一体化的管理及一体化的成果表现形式。,第二代野外数据采集系统 数据采集器,野外数据采集系统界面(1),野外数据采集系统界面(2),野外数据采集系统界面(3),野外数据采集系统界面(4),野外数据采集系统界面(5),野外数据采集系统界面

18、(6),PRB数字填图基本理论与技术方法研究,GPS在陡崖下定点精度仍然满足要求。,第二代RGMAP野外采集器（各种参数与环境实验一）,PRB数字填图基本理论与技术方法研究,野外数据器与GPS在0度以下工作正常，具抗寒性。,第二代RGMAP野外采集器（各种参数与环境实验二）,4、PRB数字填图生产与实践,中国地质调查局发展研究中心和中国地质调查局基础部作为项目的具体承担单位，组织了项目从开发和到应用不同层次的团队，不但开展了大量的研究工作,而且项目组织和研发形式特别符合当前世界先进的项目研发模式。特别是中国地质调查局基础部在工作部署上，选择了中国东北、西北、西南、东部等不同类型地区，开展了近10幅1：25万、1：5万的数字填图试点，给予