数字地质填图在山东省临朐地区矿产地质调查中的应用

原明考

(山东省物化探勘查院，济南 250014)

0 引言

传统矿产地质调查中，地质填图采用民用GPS存储地质点位，并在纸质野外记录簿上进行点号、点位、点性和地质特征描述，然后再将地质点位及点号投在纸质野外手图上，按照“V”字型法则进行地质界线勾绘[1]。由于纸质野外记录簿和纸质野外手图易损坏，成果精度低，造成原始地质资料多且分散，不利长期保存[2]。

20世纪80年代中期，美国、意大利、澳大利亚、英国等国家开始使用数字地质填图技术[3]。1999年中国地质调查局发布数字地质填图系统V2.5.0版，并选取四幅1∶50 000区域地质调查填图作为应用试点[4]，经过理论研究和实践应用，数字填图技术手段不断更新完善，桌面系统由“数字填图系统(DGSS)”升级为“数字地质调查综合信息平台(DGInfo)”。2002年数字填图技术手段开始应用于矿产地质调查和水工环地质调查项目[5],2004年山东省应用数字填图技术手段于1∶250 000、1∶50 000区域地质调查填图,2016年山东省临朐地区应用数字地质填图手段于1∶50 000 矿产地质调查项目。

数字地质填图技术手段通过地质数据化采集、存储、管理、描述和分析，能够再现地质实体在地球表面空间分布特征[6]。通过在山东省临朐地区1∶50 000矿产地质调查中应用数字填图技术手段，总结数字填图技术手段的野外工作内容和方法，并将实践中遇到的一些问题，总结出数字填图技术手段的经验和建议。

1 工区位置

临朐地区1∶50 000矿产地质调查项目数字地质填图工作区位于山东省临朐县南部，如图1所示，区内交通较为便利，G20青银高速从测区北部通过，G25长深高速从测区东部穿过。

图1 项目工区位置图

2 工作内容

临朐地区1∶50 000矿产地质调查数字地质填图项目主要分为三个阶段，如图2所示。

图2 数字地质填图的工作内容

(1)踏勘准备阶段。建立工作区1∶25 000图幅“背景图层数据库”和“矿区地质矿产特征字典数据库”，同时收集工作区区域地层、构造、岩浆岩地质特征。

(2)野外工作阶段。建立6个数据库[7]，根据野外PRB数据采集分别建立：①1∶25 000图幅“野外手图数据库”；②“1∶25 000图幅PRB库”；③“样品库”；④“探矿工程库”；⑤“剖面数据库”；⑥“实际材料图库”。

(3)成果准备阶段。建立1个地质矿产图空间数据库，将遥感数据库、综合成果数据库、空间数据库、地球化学数据库、地球物理数据库整合到地质矿产图空间数据库中。

3 工作方法及技术手段

3.1 踏勘准备阶段

(1)数字填图硬件设备包括数字填图野外采集装备(本次采用Android 6.0版手机)1部、数据线1根、充电宝1块、笔记本1台。

(2)数字填图软件系统基于“3S”模块，主要由地理信息系统(MAPGIS)、野外数据采集系统(RGMAP)和数字地质调查综合信息平台组成[8]。

(3)建立背景图层库，通过MAPGIS将临朐地区1∶50 000地形图放大至1∶25 000地形图，再将收集的1∶50 000区域地质调查图放大至1∶25 000区域地质调查图，经过图幅校正后，添加到1∶25 000地理底图中，形成标准的背景图层库。

(4)建立矿区地质特征PRB字典库，矿区字典库的建立是数字填图中的一个重要环节[9]，字典库保存格式为“txt”格式。本次临朐地区数字地质填图图幅PRB字典库的建立是通过收集前人在临朐地区开展的1∶50 000幅区域地质调查报告，分析临朐地区的地质构造和矿产特征。另外，根据矿区野外实地踏勘，测制踏勘剖面，对沿剖面出露的地层、岩体、构造和矿产特征进行描述。综合以上资料，建立临朐地区数字地质填图地质矿产特征字典库。

3.2 野外工作阶段

野外工作阶段通过“DGInfo”桌面系统建立野外手图库，通过数据线将野外手图库从笔记本中导入掌上机“RGMAP”[10]，在掌上机中进行数字地质调查野外PRB操作，具体操作流程如图3所示。

图3 野外PRB操作流程

首先打开桌面软件DGInfo建立野外PRB总图库；第二，创建野外手图库；第三，将野外手图数据利用数据线上传掌上机RGMAP；第四，通过掌上机RGMAP进行地质路线野外PRB数据采集，多个PRB过程组合，完成一条地质路线的野外PRB数据采集工作；第五，野外路线PRB数据采集过程完成后，将数据传输导入到笔记本电脑；第六，在DGInfo中图幅PRB窗口下，将路线导入到图幅PRB库。通过点编辑、线编辑等对野外PRB路线进行系统整理，项目组成员必须逐一对地质点、地质界线、分段路线、产状、样品、照片、素描进行检查，补充野外路线小结，完善记录内容，完成路线自检。

3.3 成果准备阶段

将本次临朐地区数字地质调查野外手图数据(包括野外路线、野外照片、产状注释、样品数据等)导入DGInfo平台，形成野外总图库。更新野外总图库到实际材料图库，在实际材料图库中运用多源地质数据和“V”字型法则进行地质连图。

在实际材料图库中，对地质界线进行赋属性，然后将地质界线转换形成地质体面。对不同的地质体面进行赋区属性，根据地质体面区属性，对不同地质体进行统一着色，并赋予地质代号，添加独立要素类(如图例、柱状图、图切剖面、接图表、图名)，并进行空间数据库整饰，最终形成地质成果图。

4 数字地质填图注意问题

4.1 野外PRB过程中地质界线B的划分

(1)要准确填写左地层单位和右地层单位，面向画线方向，左手一侧为左地层，右手一侧为右地层，断层线属地质界线(B过程)，具体示例见图4。

图4 地质界线B划分原则示例一

(2)地质点或地质界线交汇位置上出现2个联点以上地质界线时，不允许地质界线通过该点，必须将其断开，并给予其相应的顺序编号B0、B1、B2，具体示例见图5。

图5 地质界线B划分原则示例二

(3)勾绘封闭的地质体时，地质界线的两端必须断开，即应作为两条地质界线处理，如岩脉，具体示例见图6。

图6 地质界线B划分原则示例三

4.2 野外PRB过程中地质路线R的划分

一个P过程包含一条或多条分段路线，从地质点P1到地质点P2，地质路线R编号从R1到Rn，具体示例见图7。不允许同一分段路线R穿过地质界线B，在开始下一个P过程或B过程前，必须将此前的路线R过程操作完成。同一分段路线R上的样品、照片、产状等点要素图层采集须在添加该分段路线R之前完成。

图7 地质路线R划分原则示例

4.3 野外总图库的检查

对不同路线地质界线属性，尤其是填图单位和接触关系类型进行检查，为下一步地质体界线的勾联做准备。在图幅PRB库对数据进行错误纠正，同时要对野外手图库相应部分进行修改，再将修改后的野外手图库重新导入野外总图库。

4.4 实际材料图库编绘

(1)地质体界线勾绘时注意不要把线连接过长，因为过长的线在光滑线过程中曲度会改变，导致降低地质界线的精度。

(2)地质界线需保证属性库结构的完整(直接利用程序自动建立的三个点、线、面图层文件)，属性的赋予手工填写完善。

(3)线与面均可用属性提取的方法进行检查，输入要检查的属性项字段名及双引号而不填写任何内容进行提取，检查哪些线、区实体未赋属性并进行修改补充。

(4)整个项目统一使用国标子图库，地质体的着色按照标准使用颜色库。项目组各种图件的编辑，保证线型、子图号及大小粗细的统一。

5 结语

通过数字地质填图技术在山东省临朐地区地质调查项目中的应用，对野外PRB数据采集和室内建库的过程进行经验总结，具体如下：

(1)本次矿产地质调查中野外采用数字地质填图技术手段进行点位采集、存储、地质描述，调查了与成矿有关的地质体、构造、矿化蚀变的空间分布特征。室内利用计算机平台进行数据建库制作实际材料图和地质成果图，查明了工作区成矿地质条件和成矿特征。

(2)本次矿产地质调查中应用无纸化的数字填图技术手段，工作效率高、周期短。数字地质填图工作方法使地质填图原始资料由纸介质存储向数字化存储方式转变，通过精准化、自动化及智能化的野外原始数据采集，能有效地降低野外原始资料的损坏和丢失风险。

(3)本次矿产地质调查中应用无纸化的数字填图技术手段，相比传统地质填图技术手段，野外地质点的定位采集、坐标存储、点位地质描述、点间路线地质描述、地质界线圈定全部数字化，地质实际材料图和成果图全部数据建库，地质成果数据库信息检索方便，在大数据时代有利于地质矿产成果信息共享，使地质矿产成果信息为社会提供更好的公共服务。

(4)建议提高数字填图技术手段硬件配置。由于RGMAP野外数据采集掌上机内存不足，地形底图和影像图占用较多内存，导致掌上机运行速度慢，容易死机，野外PRB采集数据容易丢失，从而需要返工，增加了野外工作量。另外，野外数据掌上机供电时间有限，无法满足长路线的数字地质填图调查任务。数字地质填图数据处理基于MAPGIS和DGInfo平台，由于软件本身不稳定，出现程序出错、系统异常关闭等情况，若未及时保存前期数据处理则需返工。

(5)建议提高数字地质填图掌上机野外GPS精度。数字地质填图掌上机野外采集地质点的点位精度直接影响数字地质填图的精度，是数字地质填图野外PRB数据采集中的最大问题。因此，每次进行野外PRB填图时必须对野外手图库图幅四角坐标进行校正。

(6)建议对DGInfo平台系统进行更新。目前DGInfo平台不支持直接在已输入实际材料图库图幅下改动单条路线信息，若要改动必须回到野外手图库中对该路线修改之后，再重新输入，单条路线信息反复输入实际材料库会造成数据冗余和错误。因此，野外路线入实际材料图库必须在充分检查好单条野外PRB路线信息后再进行。