主要內(nèi)容1數(shù)字填圖技術(shù)的核心問題及解決方案2數(shù)據(jù)模型的概念3PRB粒度理論與技術(shù)4PRB數(shù)字填圖技術(shù)體系建模5效益比較模型PRB基本理論與技術(shù)方法簡介

數(shù)字填圖系統(tǒng)RGMAP&MEMAP物理建模中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心1數(shù)字填圖技術(shù)的核心問題及解決方案（1）建立實際的可用于解釋數(shù)字原始數(shù)據(jù)文檔資料。而不僅僅是最終的數(shù)字解釋圖件。（2）提高GIS應(yīng)用的范圍（3）更好的支持RS應(yīng)用（4）有利于知識研究過程的延伸。精度與效率的提高（5）

更好的滿足數(shù)字地質(zhì)科學信息的需求（6）是信息時代提供社會化服務(wù)的重要基礎(chǔ)1.1為什么要進行野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究1.2野外路線地質(zhì)調(diào)查特點太古界中元古界長城系常州溝組石英巖交錯層理基本層序調(diào)查巖相調(diào)查巖石地層調(diào)查生物地層調(diào)查疊層石構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查野外路線地質(zhì)調(diào)查采集部分內(nèi)容傳統(tǒng)的野外記錄本一幅圖需要50-60本這樣的筆記本來記錄野外觀測的現(xiàn)象.大量描述性信息與素描圖傳統(tǒng)野外25萬區(qū)調(diào)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)狀傳統(tǒng)的野外數(shù)據(jù)獲取方法RGMAP傳統(tǒng)的野外記錄本傳統(tǒng)的野外數(shù)據(jù)獲取方法1.3數(shù)字填圖技術(shù)的核心問題及解決方案核心問題：建立描述野外地質(zhì)調(diào)查過程的語義粒度、空間粒度、描述粒度劃分原則解決方案：(1)怎樣定義數(shù)字地質(zhì)調(diào)查(數(shù)字填圖)(2)符合野外數(shù)據(jù)采集的采集器技術(shù)指標(3)怎樣抽象野外路線調(diào)查過程為計算機過程模型(4)怎樣抽象數(shù)字地質(zhì)調(diào)查全過程為計算機過程模型2數(shù)據(jù)模型2.1數(shù)據(jù)模型的概念

數(shù)據(jù)模型是一種數(shù)據(jù)（實體）、數(shù)據(jù)（實體）之間的聯(lián)系以及有關(guān)語義約束規(guī)則的形式化描述，屬數(shù)據(jù)管理的范疇。通俗地說，數(shù)據(jù)模型規(guī)定數(shù)據(jù)的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、行為和語義。其中，內(nèi)容定義應(yīng)該包括什么，不包括什么；結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；行為用可執(zhí)行的操作表示；語義則對屬性域的有效性進行約束，如數(shù)據(jù)類型、取值范圍（包括代碼范圍）以及缺省值等；關(guān)系：描述對象之間（包括空間對象之間、非空間對象之間以及空間對象與非空間對象之間）的關(guān)系。

2.2地理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型架構(gòu)

2.3區(qū)域地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)類型及其關(guān)系地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)特征:

空間特征、屬性特征、時間特征

地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)的類型：實體數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、曲面數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、符號數(shù)據(jù)地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系

6種拓撲關(guān)系

2.4數(shù)字填圖數(shù)據(jù)之間的關(guān)系2.5地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)組織原則

數(shù)字填圖系統(tǒng)圖例地質(zhì)實體要素模型統(tǒng)一性再現(xiàn)與認識歸納、聚合概念地質(zhì)數(shù)據(jù)模型圖層數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一性再現(xiàn)與認識：一體化的描述一體化的組織與管理一體化的接口2.6區(qū)域地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)模型及其數(shù)據(jù)表達區(qū)域地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)表達實體分類歸納聚合聯(lián)系地質(zhì)空間實體模型(無拓撲)地質(zhì)空間對象模型純幾何類型幾何拓撲類型純拓撲類型非要素類型(對象類)空間要素(要素類)概念模型數(shù)據(jù)表達2.7區(qū)域地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)模型及其數(shù)據(jù)表達

區(qū)域地質(zhì)實體空間對象的定義零維空間對象的定義一維空間對象的定義二維空間對象定義聚合空間對象定義弦列弧拓撲連線點結(jié)點線段內(nèi)面環(huán)鏈幾何多邊形廣義多邊形全鏈幾何拓撲多邊形圖象或稱數(shù)字影像格網(wǎng)層面鏈網(wǎng)鏈幾何環(huán)幾何拓撲環(huán)全鏈:全鏈是一條可以顯式地定位左右多邊形和始終端節(jié)點的鏈。實際材料圖的地質(zhì)界線面鏈：面鏈是一條可以顯式地定位左右多邊形但不能定位始終端節(jié)點的鏈。在野外路線圈定的地質(zhì)界線網(wǎng)鏈：網(wǎng)鏈是一條可以顯式地定位始終端節(jié)點的鏈但不能定位左右多邊形的鏈。野外路線的軌跡

2.8區(qū)域地質(zhì)調(diào)查空間空間要素模型點：實體點：標號點：面點、結(jié)點線段：兩點間的直線。如剖面線等。弦列：弦列是點的系列，表示一串互相聯(lián)結(jié)而無分支的線段?。夯∈切纬梢粭l曲線的點的軌跡，該曲線可有數(shù)學函數(shù)定義。拓撲連線：拓撲連線是由兩個節(jié)點的拓撲連接，可以其節(jié)點的順序確定其方向。鏈：鏈是一個非相交線段和（或）弧的無分支而有方向的序列。全鏈：全鏈是一條可以顯式地定位左右多邊形和始終端節(jié)點的鏈。面鏈：面鏈是一條可以顯式地定位左右多邊形但不能定位始終端節(jié)點的鏈。網(wǎng)鏈：網(wǎng)鏈是一條可以顯式地定位始終端節(jié)點的鏈但不能定位左右多邊形的鏈。環(huán)：環(huán)是一個由不相交的鏈或弦列和（或）弧的閉合序列。幾何環(huán)：是由弦列和（或）弧產(chǎn)生的環(huán)。如各種地質(zhì)實體界線。幾何拓撲環(huán)：是由全鏈和（或）面鏈產(chǎn)生的環(huán)。如各種地質(zhì)實體界線。內(nèi)面：不包括其邊界的面。主要是對面狀數(shù)據(jù)的表示。幾何多邊形（帶島的多邊形）：由一個內(nèi)面、一個外幾何環(huán)和零個或多個不相交的不嵌套的內(nèi)幾何環(huán)組成的面。幾何拓撲多邊形：幾何拓撲多邊形是一個并僅僅是一個兩維拓撲面的兩維面元。廣義多邊形：僅有內(nèi)島邊界沒有外邊界的多邊形。

3數(shù)字填圖技術(shù)與方法3.1數(shù)字填圖基本定義地質(zhì)調(diào)查的野外數(shù)據(jù)獲取技術(shù)及其成果一體化的信息描述、一體化信息組織、一體化信息處理與綜合、一體化信息接口、個性化的社會化信息服務(wù)。1、數(shù)據(jù)獲取2、數(shù)據(jù)組織3、標準化4、再現(xiàn)5、服務(wù)3.2PRB是什么？(1)野外路線觀測過程的計算機描述過程:地質(zhì)(觀測)定點路線觀測用計算機語言描述勾畫界線(PRB數(shù)據(jù)模型)產(chǎn)狀采樣PRB是什么？(2)實際材料圖與編稿地質(zhì)圖的生產(chǎn)過程的計算化過程:分析研究地質(zhì)連圖用計算機語言描述報告編寫(PRB數(shù)據(jù)操作)3.2野外路線觀測與調(diào)查的過程抽象

(1)走出圍繞野外路線觀測與調(diào)查過程數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)化程度細節(jié)的誤區(qū)。地質(zhì)內(nèi)容調(diào)查是相當復雜的思維綜合過程,如果在數(shù)字地質(zhì)調(diào)查中,一下陷入結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型研究中,則使模型變的相當復雜化,同時落入因不同學科、不同學術(shù)觀點、不同人員、不同地區(qū)、不同地質(zhì)構(gòu)造位置、不同巖類、不同比例尺等造成的差異的爭論之中。因而也就忽略了填圖過程的數(shù)字化研究。(2)重點轉(zhuǎn)向地質(zhì)調(diào)查中野外數(shù)據(jù)獲取過程的數(shù)字化過程控制。(3)地質(zhì)調(diào)查中的核心過程---野外路線觀測與調(diào)查的過程分解與定義。就是野外路線觀測與調(diào)查的過程分解。(4)確定數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的技術(shù)流程(5)確定野外路線觀測與調(diào)查的過程分解的數(shù)字組合模型。(6)定義野外路線觀測與調(diào)查的過程數(shù)字組合模型的機制RGMAP野外觀察路線描述點：點上描述點間描述點點上描述點間描述PRB的產(chǎn)生背景傳統(tǒng)的描述是基于點上的文字描述,沒有面向空間對象描述模型的概念,這也是導致80年代以來在這方面研究的誤區(qū),重點在對點上結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的細節(jié)描述,結(jié)果使數(shù)字填圖技術(shù)走進死胡同或項目性成果,無法形成共享系統(tǒng).如何描述點、點上描述、點間描述空間粒度、描述粒度、語義粒度、存儲粒度的相互關(guān)系、分割

空間粒度:用點、線、面可以描述任何比例尺下的各種地質(zhì)實體在空間的表現(xiàn)特征?？捎没疽亍⒕C合要素模塊和對象類描述。對象模塊的描述是與地質(zhì)面要素類相互關(guān)聯(lián)的。其中，基本要素由地質(zhì)點、面、線要素類（空間實體數(shù)據(jù)）構(gòu)成

空間粒度、描述粒度、語義粒度、存儲粒度的相互關(guān)系、分割

語法與語義粒度：語法是指語言中詞與詞相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)方式和結(jié)構(gòu)關(guān)系。而語義是指語言的單位所表示的客觀事物及其相互之間的關(guān)系。語法是形式，語義是內(nèi)容。內(nèi)容決定形式，形式又反作用與內(nèi)容。在數(shù)字填圖中，語法是描述地質(zhì)填圖過程中被采集的數(shù)據(jù)項于數(shù)據(jù)項相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)方式和結(jié)構(gòu)關(guān)系,重點是解決針對基于野外路線觀測的解釋數(shù)據(jù)和絕對數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)方式與關(guān)系(規(guī)則).空間粒度、描述粒度、語義粒度、存儲粒度的相互關(guān)系、分割

語法與語義粒度：通過不同比例尺地質(zhì)調(diào)查的工作要求，確定語義的粒度---即描述野外地質(zhì)觀測的內(nèi)容的詳細程度（包括空間粒度---即描述地質(zhì)實體的空間位置與形態(tài)的詳細程度），這種語法結(jié)構(gòu)與語義的粒度的所構(gòu)成的描述野外地質(zhì)調(diào)查描述的結(jié)構(gòu)方式和結(jié)構(gòu)關(guān)系，通過數(shù)據(jù)模型的組織（存儲粒度---既數(shù)據(jù)庫群的組織與關(guān)系約束），創(chuàng)建了PRB數(shù)字填圖理論與技術(shù)方法，解決了與比例尺無關(guān)的地質(zhì)調(diào)查與填圖野外數(shù)據(jù)獲取技術(shù)核心技術(shù)，如果說PRB過程是野外地質(zhì)調(diào)查的語法，那么PRB數(shù)據(jù)模型就是基于語義的野外地質(zhì)調(diào)查的完整描述信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

空間粒度、描述粒度、語義粒度、存儲粒度的相互關(guān)系、分割

描述粒度:在數(shù)字填圖過程中，描述粒度是指路線地質(zhì)觀測的描述基本要求，通常，要注意野外路線觀測與綜合分析的區(qū)別，野外路線觀測的內(nèi)容，重點是觀測、收集野外客觀的地質(zhì)實體特征，野外路線觀測描述的粒度包括：地層單位（或填圖單位）名稱、巖性組合、成份、眼色、巖石名稱、巖石結(jié)構(gòu)、巖石構(gòu)造、礦物組成、礦化蝕變、接觸關(guān)系、產(chǎn)狀要素及其類型、構(gòu)造、樣品類別、古生物等內(nèi)容。空間粒度、描述粒度、語義粒度、存儲粒度的相互關(guān)系、分割

存儲粒度：采用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)，通過要素類、對象類及其關(guān)系的數(shù)據(jù)模型設(shè)計，把基于語義的粒度控制下與比例尺無關(guān)的地質(zhì)調(diào)查描述的結(jié)構(gòu)方式和結(jié)構(gòu)關(guān)系進行組織和存儲，其最大的特點是，通過組成地質(zhì)調(diào)查的基本要素類和對象類出發(fā)，處理和把握存儲與組織的關(guān)系，不是直接存儲關(guān)聯(lián)的結(jié)果或是某一（集合）實體屬性最終的結(jié)果,而是采用關(guān)聯(lián)、依賴、組合和繼承來描述對象之間的關(guān)系規(guī)則，通過規(guī)則可構(gòu)成更多新的關(guān)聯(lián)集合實體，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型與比例尺無關(guān)的目的?？臻g粒度、描述粒度、語義粒度、存儲粒度的相互關(guān)系、分割

P過程R過程B過程D3645P2mP2q路線地質(zhì)調(diào)查——PRB過程路線地質(zhì)調(diào)查PRB過程（動態(tài)）3.3PRB過程與PRB數(shù)據(jù)模型3.3.1PRB過程定義：用實體點----地質(zhì)點（POINT）、網(wǎng)鏈----分段路線（ROUTING）、全鏈或幾何拓撲環(huán)----點和點間界線（BOUNDARY）的數(shù)據(jù)模型和組織方式，對野外路線觀測的對象及其過程的描述進行定義、分類、聚合和歸納，分層并結(jié)構(gòu)化的儲存在空間數(shù)據(jù)庫中。把野外路線觀測描述的地質(zhì)現(xiàn)象的復雜過程及其本身觀測的過程抽象為PRB過程。PRB基本程式是由PRB的組合而成。它是路線地質(zhì)調(diào)查的最小組合單位。它由以下幾種最小單元的組合模式，一條野外路線可有若干個最小單元組合而成?？捎傻刭|(zhì)人員任意組合：模式一：P適合地質(zhì)調(diào)查野外填圖中的補點工作。模式二：P-R-P，P-（B）-R-（B）-P，適合地質(zhì)內(nèi)容復雜程度中等填圖工作。模式三：P-(B1，B2，…)-R-(B1,B2,…)-P，適合地質(zhì)內(nèi)容復雜程度大的填圖工作。3.3.2PRB過程特點特點:均有描述空間位置和觀測內(nèi)容（結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化描述）的三部分組成。每個過程的空間位置數(shù)據(jù)庫解決了地質(zhì)制圖的問題每個過程的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫解決調(diào)查內(nèi)容結(jié)構(gòu)的規(guī)范化每個過程的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)---自由文本不約束地質(zhì)學家思維的空間.即能滿足計算機處理的需要，又能保證地質(zhì)工作者取全觀測數(shù)據(jù)和參數(shù)，描述它們之間的空間與地質(zhì)關(guān)系與解釋信息如順序關(guān)系、地層關(guān)系、幾何關(guān)系等。3.3.3PRB過程要素PRB的基本過程、支配這些過程組合的規(guī)則及運用整個PRB過程的公共機制是PRB過程的三個主要要素。（1）PRB基本過程：地質(zhì)點POINT過程、分段路線ROUTING過程、點間界線BOUNDARY過程。（2）過程組合的規(guī)則：地質(zhì)點是PRB過程的核心。分段路線ROUTING過程、點間界線BOUNDARY過程必須隸屬P過程。（3）PRB過程的公共機制：PRB劃分、PRB字典與擴展機制。

3.3.4PRB數(shù)據(jù)實體野外PRB劃分規(guī)則：地質(zhì)點是PRB過程的核心。分段路線ROUTING過程、點間界線BOUNDARY過程必須隸屬P過程。一個P過程可以有1個至N個R過程，0個至n個B過程。一個R過程必須有1個或多或1個以上B過程。如果1個P程只有一個R過程，則B過程可以沒有。PRB劃分：編碼規(guī)則:從一個P過程到下一個P過程,P編號必須是唯一的。在P過程上的B過程，B過程的編號必定為0，其過程隸屬該P過程。。

PRB公共機制PRB劃分：編碼規(guī)則:P-R-B隸屬關(guān)系與存儲PRB字典：野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了三種類型詞典：PRB一般術(shù)語字典（2級查找）、PRB野外記錄結(jié)構(gòu)化描述字典（1級查找）、PRB規(guī)范結(jié)構(gòu)化填空補缺式描述字典（1.5級查找）。

PRB擴展機制：在PRB過程中，還有一些采樣過程，這些采樣過程包括產(chǎn)狀、化石、素描、照片、樣品的數(shù)據(jù)采集。約定采樣過程全部隸屬R過程。其采樣過程的編碼與R過程一致。

三級PRB體系把野外路線觀測兩個地質(zhì)點之間的PRB過程視為最小PRB單元的過程，稱為一級PRB過程。把多個PRB過程組合成一條路線的過程稱為二級PRB過程。把數(shù)字地質(zhì)填圖過程規(guī)范化為六個子過程稱為三級PRB過程。前期PRB過程PRB初期過程野外PRB過程野外駐地PRB過程室內(nèi)PRB終結(jié)過程PRB成果提交過程前期PRB過程

PRB初期過程

野外PRB過程

野外駐地PRB過程

室內(nèi)PRB終結(jié)過程

PRB成果提交過程

數(shù)字填圖PRB過程流程原形模型

測區(qū)已有的多D產(chǎn)品整合在統(tǒng)一空間上

建立測區(qū)（或圖幅）的PRB字典庫

PRB過程和PRB過程模型，對連續(xù)的野外地質(zhì)路線觀測和觀察，取全、取準野外各項原始地質(zhì)資料。單個PRB過程轉(zhuǎn)入野外手圖庫。當天野外數(shù)據(jù)進庫、路線總結(jié)，局部N個PRB地質(zhì)連圖等其過程是N個PRB過程的處理過程。多個或全局PRB過程的處理包括地質(zhì)連圖、野外實際材料圖、編稿地質(zhì)圖的制作與處理的過程。編稿地質(zhì)圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出版系統(tǒng)接口，區(qū)調(diào)報告的電子文檔編寫、實現(xiàn)多源區(qū)調(diào)數(shù)據(jù)的提取檢索與分析與應(yīng)用。