数字填图技术是基于GIS、GPS、RS技术为一体的区域地质调查野外数据和信息的数字化获取技术,具有涉及学科门类多、数据源多、数据类型复杂多样等特点。下面根据张克信等(2004)编制的《数字区域地质调查技术要求和相关标准汇编》仅就一些经常涉及到的基本术语作简要介绍。
1.数字填图装置
是用于数字填图的现代化野外设备,它们包含下列四件基本设备:①用于野外数据采集的掌上或平板电脑(野外数据采集器);②GPS定位仪:CF接口GPS、PC插槽接口GPS、GPS夹克或手持GPS;③便携式计算机:CPUPIII以上、内存128M以上、硬盘20G以上;④数码照相机和数码摄相机。
2.野外数据采集器
用于获取野外地质调查各类数据的小型手持式计算机装置,目前采用嵌入式GPS、可以运行PlamOS或WindowsCE、并装入了野外调查数据采集系统和数字地形图的掌上或平板电脑作为野外数据采集器。
3.PRB数字填图技术
把野外地质调查观测路线的过程,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,分层并结构化与非结构化相结合地储存在空间数据库中。使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变为数字PRB过程。采用这种PRB过程进行数字填图的技术被称为PRB数字填图技术。
4.数据模型
是一种数据(实体)、数据(实体)之间的联系以及有关语义约束规则的形式化描述,属数据管理的范畴。通俗地说,数据模型规定数据的内容、结构、行为和语义。其中,内容定义应该包括什么,不包括什么;结构描述数据之间的关系;行为用可执行的操作表示;语义则对属性域的有效性进行约束,如数据类型、取值范围(包括代码范围)以及缺省值等。
5.PRB数据模型
是描述PRB的基本过程、支配PRB的基本过程组合的规则及运用整个PRB过程的公共机制的数据模型。共有10个野外数据采集实体数据模型构成。它们是地质点、分段路线、点上和点间界线、GPS点位、样品、化石、产状、素描、照片、设计路线。PRB数据模型均有描述空间位置和观测内容(结构化与非结构化描述)的两部分组成。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—自由文本开辟了地质思维自由发挥的空间,既能满足计算机处理的需要,又能保证地质工作者取全取准观测数据和参数,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。
6.PRB基本过程
由地质点(Point,简写为P)、点间路线(Routing,简写为R)、点上和点间界线(Boundary,简写为B)三个基本过程组成。地质点P过程是指野外路线所通过的地质界线,重要接触关系,重要地质构造,或重要地质现象等进行地质观测点控制的过程。分段路线R过程是两个地质观测点之间的实际分段路线描述记录的控制过程。该实际路线根据两个地质观测点之间的内容和变化来进行分段描述,该变化可以是两个地质实体的界线、也可以是一个地质实体的内部变化。点间界线B过程是依赖于R的过程。它是对两段R之间的界线来进行分段描述。同R一样,该界线可以是两个地质实体的界线、也可以是一个地质实体的内部变化界线。B过程在室内PRB过程中,是地质连图的重要依据。
7.PRB的基本过程组合的规则
描述PRB的基本过程组合的规则:地质点P过程是PRB过程的核心。分段路线Routing过程、点间界线B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过程可以有0个或1个以上的B过程。
8.PRB过程的公共机制
根据数字填图的特点,PRB过程的公共机制由PRB划分、PRB过程字典与扩展机制组成。PRB过程划分是描述PRB的划分及过程编码规则;PRB过程字典是PRB过程采用的三种类型字典的规则;PRB过程扩展机制是描述在PRB过程的采样过程规则,这些采样过程包括产状、化石、素描、照片、影像、样品的数据采集。
9.PRB过程基本程式
PRB过程基本程式是由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:①模式一:P适合区域地质调查中的补点工作;②模式二:P-R-P,P-(B)-R-(B)-P,P-P组合适合地质内容中等复杂程度的填图工作;③模式三:P-(B1,B2,…)-R-(B1,B2,…)-P组合适合地质内容复杂程度大的填图工作。
10.PRB数据操作
把PRB野外手图的组织、图幅PRB库创建、野外PRB手图库组织与管理、PRB实际材料图数据的综合处理、编稿数字地质图的成图、PRB数据质量检查、PRB库信息检索、PRB地质连图、PRB工作量统计等操作统称为PRB数据操作。
11.PRB字典
PRB字典是要为解决地层、构造、岩性等地质内容分类与描述的规范化、野外数字填图中专门术语的灵活查阅、提高野外数据采集效率而设立的。PRB字典的建立可以减少或避免在地质填图中存在的分类与描述不够规范等问题,为PRB数据库在更大的范围内有效共享提供了基本保证。野外数据采集系统提供了三种类型PRB字典:PRB过程一般术语字典、PRB过程野外记录结构化描述字典和PRB过程规范结构化填空补缺式描述字典。
12.PRB过程一般术语字典
也称PRB过程2级(需二级查询)字典。由填图项目组根据测区的地质特点,自己定义词典目录与相应词条。词典目录文件由大类的专业术语构成,词条文件按词典目录的记录为文件名,记录由组成该词典目录的词条组成。电子词典数据文件可用常用的字处理软件形成。
13.PRB过程野外记录结构化描述字典
也称PRB过程1级(直接查询)字典。为保证记全、记准野外地质观测现象,野外数据采集系统采取结构化自由文本描述方式,由填图项目组根据测区的地质特点,自己定义结构化术语词条文件。其数据文件可用常用的字处理软件形成。数据格式与词条文件的建立方法相同。在野外数据采集过程中,使用字典中的术语不需通过二级查找就能获得,故称PRB过程为1级字典。
14.PRB过程规范结构化填空补缺式描述字典
该字典主要内容包括对一些填图单位常规性的描述,如基本岩石名称、颜色、厚度术语等,留有少部分描述如特殊矿物及其含量变化等,需根据野外实际情况进行填写。该字典的建立有两个优点:一是可以把测区的所有填图单位的基本岩性描述事先建好,以便野外填图作为字典查询,有助于识别野外地质体;二是避免花费大量的时间进行常规的描述,这样可以把时间花费在对观测对象一些具有重点意义属性特征的描述上。规范结构化填空补缺式描述字典包含的内容为:专门词典目录文件和二级电子词典。专门词典目录文件名可由用户专门命名,避免在词典目录文件中查找,故称1.5级字典。
15.三级PRB体系
根据工作的阶段和周期,把PRB过程分为三级体系。一级PRB过程:为两个地质点之间野外路线观测的PRB的最小单元过程,它由以P开始的多个B、R进行的任意组合,是构成二、三级PRB过程的重要基础;二级PRB过程:为多个PRB的最小单元过程组合成的一条PRB填图路线;三级PRB过程:把数字地质填图过程规范化为前期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,把上述6个子过程统称为三级PRB过程。
16.数字剖面系统
基于GIS、GPS、RS技术为一体的野外实测剖面数据测量、分层描述、采样数据的获取及其厚度计算、剖面数据的组织与管理、剖面图、柱状图的计算机自动成图系统。
17.PRB数据质量定量评价
根据本技术要求和数字填图野外数据采集工作指南,对数字地质填图的PRB数据库质量进行定量评价,主要评价内容为:工作量完成情况、实际材料图完备程度与精度、地质实体有效控制精度等。
18.PRB数据流“栈”
根据数字区调数据处理的特点,采用原型库、背景图层、PRB图幅库、野外手图库、实际材料图、采集日备份作为数据流的“栈”,用于不同PRB阶段数据存放、交换和传递。
19.逻辑数据模型与物理数据模型
逻辑数据模型独立于任何DBMS的数据模型。物理数据模型是将逻辑数据模型映射到具体的DBMS所形成的数据库的结构。