CN106354807A - 一种基于数据驱动的地质图编制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据驱动的地质图编制装置及方法。装置包括：源数据库建立模块，目标区域数据选取模块，空间数据预处理模块，区域地质资料分析研究与编图细则制定模块，地质体演化模型模块，图形要素处理模块，要素属性更新模块，库图一体化与整饰元素模块，成果形成模块。所述源数据库建立模块，用于从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容中建立源数据库。本发明规范化后的标准化作业表，计算机加工平台可以很容易理解执行。这样实现了地质编图者与计算机平台的有机结合，从而使两个本来相互独立的领域紧密的联系到了一起。

Description

一种基于数据驱动的地质图编制装置及方法

技术领域

本发明涉及计算机信息处理技术领域，特别涉及一种基于数据驱动的地质图编制装置及方法。

背景技术

近二十年来，信息技术从小到大，从点到面，得到了快速发展和应用，极大地促进了各行各业生产力的发展。基础地质图编制是区域地质调查和地质科学研究最重要成果表达途径之一，我国正在开展的基础地质图更新工作即是要建立基于数据驱动的基础地质图编制的方法技术体系。

现有地质图编制技术按照流程主要由5个环节构成：纸质图件缩小、地质内容纸上缩编、纸图稿扫描、矢量化、数据建库等。现有工艺数据综合阶段在纸质图上开展地质图元综合工作，扫描纸质图件后进行栅格矢量化、属性录入，需要投入地质、计算机人员开展重复性的机械劳动完成基于纸质、电子两种介质的地质综合与矢量建库工作。

现有基础地质图件编制采用传统生产工艺，由纸质图件缩小—>地质内容纸上缩编——>计算机扫描矢量化——>数据建库等主要5个主要环节构成，投入大量地质、计算机人员开展重复性的机械性劳动，难以满足规模化基础地质图件更新的需要。

现有技术从结构角度来说具有以下缺点：

(1)重复性机械性工作多，编图效率低；

(2)编图过程复杂，需要基于纸质、电子两种介质，开展五个流程的工作；

(3)现有编图全程主要依靠人开展工作，技术手段落后，自动化程度很低；

(4)工作量大，更新速度慢；

(5)图、库分阶段实施造成库与图两张皮；

(6)现有编图依靠地质专家的理解进行定性地质综合，标准难以统一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供了一种基于数据驱动的地质图编制装置及其方法。本发明技术数据驱动的地质图编制方法，提出了基于地质演化与发展的基本过程，制定了基于数据驱动的、满足规模化应用的数字地质图综合编制的生产工艺装置，能够自动处理编图过程中的机械性工作，提高了编图效率。

解决了现有传统编图过程复杂，本发明装置及方法利用现有的地质图源数据库直接在电脑上综合地质要素，开展数字化编图工作，简化了编图中纸质、电子介质来回交互的过程；

解决了现有编图技术手段落后，效率低等问题，本发明针对地质演过建立了地质综合多种数据模型，基于数据驱动进行编图，实现了由查询、检索速度与精度，提高了地质综合某些过程的自动化程度，极大地提高了编图效率；

本发明提高了编图的效率，从而可以在较短的时间将最新地质调查成果更新到地质图，能够提高地质图更新的时效性；

解决了现有编图技术库图分阶段实施的不足，实现了库与图一体化建设与实现，避免了数据综合阶段仅在纸质图上开展地质图元综合工作，建库阶段扫描纸质图件后进行矢量化、属性录入的人为分开，实现了全程信息化；

解决现有编图依靠地质专家的理解进行定性地质综合过程中标准不统一的问题，该工艺依靠地质综合模型开展定量地质综合，统一地质体综合的尺度和标准，规范了编图过程。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于数据驱动的地质图编制装置，包括：源数据库建立模块，目标区域数据选取模块，空间数据预处理模块，区域地质资料分析研究与编图细则制定模块，地质体演化模型模块，图形要素处理模块，要素属性更新模块，库图一体化与整饰元素模块，成果形成模块。

所述源数据库建立模块，用于从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容中建立 源数据库；

所述目标区域数据选取模块，用于根据地质编图及数据更新图幅范围，选取比所编目标地质图件比例尺大一级的地质图空间数据库，并选取其图幅范围内年份较新的大比例尺地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果，即新增地质图空间数据库等，作为地质数据更新的源数据和内容；

所述空间数据预处理模块，用于将收集整理得到的1:5万、1:25万、1:50万已有地质图数据库建库；并检查数据的完整性、可用性、实用性；对不满足后续生产测试环节的数据进行预处理；

所述区域地质资料分析研究与编图细则制定模块，用于按照编图技术要求对工作区及其邻近地区的区域地质背景资料进行分析，确定目标地质图空间数据库表达的内容，并在此基础上生成编图实施层面的操作细则。

地质体演化模型模块，用于根据综合过程控制与推理机制的人工智能方式去模拟地质演化过程，将地质编图规则转化为计算机能够识别和理解规则和符号；

图形要素处理模块，用于处理空间图形面、线、点三种要素和注记要素，将编图视图区的比例尺调整为目标比例尺；

要素属性更新模块，用于将在前述面、线、点要素的处理过程中，点、线、面要素的属性由源数据库面要素属性继承而来或者依据专家知识库推理自动生成；

库图一体化与整饰元素模块，用于依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

成果形成模块，用于在地质内容编辑的基础上叠加目标比例尺地理要素，并建立地质体与面状水体之间的拓扑关系，形成新的地质图和数据库，完成地质图及数据库的更新工作。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于数据驱动的地质图编制方法，包括：源数据库建立步骤，目标区域数据选取步骤，空间数据预处理步骤，区域地质资料分析研究与编图细则制定步骤，地质体演化模型步骤，图形要素处理步骤，要素属性更新步骤，库图一体化与整饰元素步骤，成果形成步骤。

所述源数据库建立步骤，用于从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容中建立源数据库；

所述目标区域数据选取步骤，用于根据地质编图及数据更新图幅范围，选取比所编目标地质图件比例尺大一级的地质图空间数据库，并选取其图幅范围内年份较新的大比例尺地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果，即新增地质图空间数据库等，作为地质数据更新的源数据和内容；

所述空间数据预处理步骤，用于将收集整理得到的1:5万、1:25万、1:50万已有地质图数据库建库；并检查数据的完整性、可用性、实用性；对不满足后续生产测试环节的数据进行预处理；

所述区域地质资料分析研究与编图细则制定步骤，用于按照编图技术要求对工作区及其邻近地区的区域地质背景资料进行分析，确定目标地质图空间数据库表达的内容，并在此基础上生成编图实施层面的操作细则。

地质体演化模型步骤，用于根据综合过程控制与推理机制的人工智能方式去模拟地质演化过程，将地质编图规则转化为计算机能够识别和理解规则和符号；

图形要素处理步骤，用于处理空间图形面、线、点三种要素和注记要素，将编图视图区的比例尺调整为目标比例尺；

要素属性更新步骤，用于将在前述面、线、点要素的处理过程中，点、线、面要素的属性由源数据库面要素属性继承而来或者依据专家知识库推理自动生成；

库图一体化与整饰元素步骤，用于依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

成果形成步骤，用于在地质内容编辑的基础上叠加目标比例尺地理要素，并建立地质体与面状水体之间的拓扑关系，形成新的地质图和数据库，完成地质图及数据库的更新工作。

为解决上述技术问题，本发明又提供了一种地质图编制中的空间数据预处理方法，包括以下步骤：

地理投影转换的步骤：对选取的源数据和新数据的地理坐标系进行整 理、统一，将大比例尺地质图空间数据库按工作目标比例尺投影转换为相应的空间坐标；

数据预处理基本结构建立的步骤：地质图空间数据库更新过程中，根据数据预处理基本结构对源数据的库结构进行调整；在进行1︰5万更新1︰25万地质图空间数据库时，将源数据的地质体面图层进行合并，形成唯一的地质体面图层；

拓扑检查的步骤：在源数据库结构调整后进行拓扑查错并修改完善。

为解决上述技术问题，本发明再提供了一种地质体演化年代关系模型的建立方法，包括：

地质体演化年代关系模型基本内容如下表所示：

序号	名称
		1	地质年代
2	目标图代号
		3	目标图名称
4	原图代号
		5	原图名称
6	地质体重要程度标示

地质体演化年代关系模型与拓扑规则在装置中的作用：

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种地质图编制中的地层叠覆律拓扑关系的维护方法，包括以下步骤：通过计算机装置处理点、线、面不同要素类间及同一要素类不同要素间拓扑关系共计32种，如表2-1、表2-2所示：

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种地质图编制中的数据驱动的图库一体化的符号化方法，包括以下步骤：

(1)依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

(2)设置符号匹配库，建立颜色、花纹与地质体属性字段及其内容的对应关系，并对完成属性建库的图层自动地赋予相应的符号颜色及样式；

(3)利用整合处理后的面要素，将面要素属性中地质体代号字段的内容直接标注在面要素之上，并根据要求微调位置，生成地质注记要素；

(4)利用生成图例子模块功能，将地质图空间数据库中的面要素和线要素分类，并按地质年代的先后顺序排列，生成地质图图例。

本发明有益的技术效果在于：

1、本发明是地质编图者的编图思想与计算机GIS平台的有机结合。

有机结合主要体现在编图加工数据库(数据模型或标准化作业表)。对于这个关系表，符合地质规律，一般的地质人员可以很容易的读懂和很方便的编制。除了客观区域地质背景关系外，可以将地质人员的意愿在表中做充分的体现。而规范化后的标准化作业表，计算机加工平台可以很容易理解执行。这样实现了地质编图者与计算机平台的有机结合，从而使两个本来相互独立的的领域紧密的联系到了一起，使计算机地质编图由“不可能”变为可 能。

2、减少了地质编图过程中的随意性。

数据驱动编制地质图，是以原始图件数据为基础的。其中每一图元要素都是有依据的。所有要素的编辑改变，都严格依据编图者事先制定的规则执行。所以成果图件可以最大限度的客观的继承原始图件的地质信息。

3、从简单繁杂的编图作业中解放了地质编图人员。

以往的地质编图，都是地质工作者以笔在纸介质上以线条符号对区域地质进行描述，而这些纸介质数据还需要通过扫描由GIS作业人员矢量化后才能形成电子图形数据。不但需要大量重复性的劳动，而且，需要地质人员与制图作业员进行大量的沟通，编图效率低。数据驱动地质编图，大大减少了工作环节，使地质人员可以直接投入到对矢量化图形数据的编辑修改中，很大程度上简化了工作流程，提高了工作效率和编图质量。

附图说明

图1为本发明实施例所述基础地质图编制流程图；

图2为本发明实施例提取的点、线、面要素提取匹配图；

图3为本发明实施例所述符合地层叠覆律图；

图4为本发明实施例所述第四系面剪断层图；

图5为本发明实施例所述属性信息的继承与更新图；

图6为本发明实施例所述属性自动提取图；

图7为本发明实施例所述图例标准导入与自动配置图；

图8为本发明实施例所述地质代号的自动标注图；

图9为本发明实施例所述图例生成图。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，为节省说明书撰写篇幅，避免不必要的重复和浪费，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

近二十年来，信息技术从小到大，从点到面，得到了快速发展和应用，极大地促进了各行各业生产力的发展。基础地质图编制是区域地质调查和地质科学研究最重要成果表达途径之一，我国正在开展的基础地质图更新工作即是要建立基于数据驱动的基础地质图编制的方法技术体系，本发明是该编图工作的生产装置及其方法。

实施例1：一种基于数据驱动的地质图编制装置，包括：源数据库建立模块，目标区域数据选取模块，空间数据预处理模块，区域地质资料分析研究与编图细则制定模块，地质体演化模型模块，图形要素处理模块，要素属性更新模块，库图一体化与整饰元素模块，成果形成模块。

所述源数据库建立模块，用于从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容中建立源数据库；

所述目标区域数据选取模块，用于根据地质编图及数据更新图幅范围，选取比所编目标地质图件比例尺大一级的地质图空间数据库，并选取其图幅范围内年份较新的大比例尺地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果，即新增地质图空间数据库等，作为地质数据更新的源数据和内容；

所述空间数据预处理模块，用于将收集整理得到的1:5万、1:25万、1:50万已有地质图数据库建库；并检查数据的完整性、可用性、实用性；对不满足后续生产测试环节的数据进行预处理；

所述区域地质资料分析研究与编图细则制定模块，用于按照编图技术要求对工作区及其邻近地区的区域地质背景资料进行分析，确定目标地质图空间数据库表达的内容，并在此基础上生成编图实施层面的操作细则。

地质体演化模型模块，用于根据综合过程控制与推理机制的人工智能方式去模拟地质演化过程，将地质编图规则转化为计算机能够识别和理解规则和符号；

图形要素处理模块，用于处理空间图形面、线、点三种要素和注记要素，将编图视图区的比例尺调整为目标比例尺；

要素属性更新模块，用于将在前述面、线、点要素的处理过程中，点、线、面要素的属性由源数据库面要素属性继承而来或者依据专家知识库推理自动生成；

库图一体化与整饰元素模块，用于依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

成果形成模块，用于在地质内容编辑的基础上叠加目标比例尺地理要素，并建立地质体与面状水体之间的拓扑关系，形成新的地质图和数据库，完成地质图及数据库的更新工作。

实施例2：一种基于数据驱动的地质图编制方法，包括：源数据库建立步骤，目标区域数据选取步骤，空间数据预处理步骤，区域地质资料分析研究与编图细则制定步骤，地质体演化模型步骤，图形要素处理步骤，要素属性更新步骤，库图一体化与整饰元素步骤，成果形成步骤。

所述源数据库建立步骤，用于从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容中建立源数据库；

所述目标区域数据选取步骤，用于根据地质编图及数据更新图幅范围，选取比所编目标地质图件比例尺大一级的地质图空间数据库，并选取其图幅范围内年份较新的大比例尺地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果，即新增地质图空间数据库等，作为地质数据更新的源数据和内容；

所述空间数据预处理步骤，用于将收集整理得到的1:5万、1:25万、1:50万已有地质图数据库建库；并检查数据的完整性、可用性、实用性；对不满足后续生产测试环节的数据进行预处理；

所述区域地质资料分析研究与编图细则制定步骤，用于按照编图技术要求对工作区及其邻近地区的区域地质背景资料进行分析，确定目标地质图空间数据库表达的内容，并在此基础上生成编图实施层面的操作细则。

地质体演化模型步骤，用于根据综合过程控制与推理机制的人工智能方式去模拟地质演化过程，将地质编图规则转化为计算机能够识别和理解规则和符号；

图形要素处理步骤，用于处理空间图形面、线、点三种要素和注记要素，将编图视图区的比例尺调整为目标比例尺；

要素属性更新步骤，用于将在前述面、线、点要素的处理过程中，点、线、面要素的属性由源数据库面要素属性继承而来或者依据专家知识库推理 自动生成；

库图一体化与整饰元素步骤，用于依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

成果形成步骤，用于在地质内容编辑的基础上叠加目标比例尺地理要素，并建立地质体与面状水体之间的拓扑关系，形成新的地质图和数据库，完成地质图及数据库的更新工作。

实施例3：一种地质图编制中的空间数据预处理方法，包括以下步骤：

地理投影转换的步骤：对选取的源数据和新数据的地理坐标系进行整理、统一，将大比例尺地质图空间数据库按工作目标比例尺投影转换为相应的空间坐标；

数据预处理基本结构建立的步骤：地质图空间数据库更新过程中，根据数据预处理基本结构对源数据的库结构进行调整；在进行1︰5万更新1︰25万地质图空间数据库时，将源数据的地质体面图层进行合并，形成唯一的地质体面图层；

拓扑检查的步骤：在源数据库结构调整后进行拓扑查错并修改完善。

实施例4：一种地质体演化年代关系模型的建立方法，包括：

地质体演化年代关系模型基本内容如下表所示：

序号	名称
		1	地质年代
2	目标图代号
		3	目标图名称
4	原图代号
		5	原图名称
6	地质体重要程度标示

地质体演化年代关系模型与拓扑规则在装置中的作用：

实施例5：一种地质图编制中的地层叠覆律拓扑关系的维护方法，包括以下步骤：通过计算机装置处理点、线、面不同要素类间及同一要素类不同要素间拓扑关系共计32种，如表2-1、表2-2所示：

实施例6：一种地质图编制中的数据驱动的图库一体化的符号化方法，包括以下步骤：

(1)依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

(2)设置符号匹配库，建立颜色、花纹与地质体属性字段及其内容的对应关系，并对完成属性建库的图层自动地赋予相应的符号颜色及样式；

(3)利用整合处理后的面要素，将面要素属性中地质体代号字段的内容直接标注在面要素之上，并根据要求微调位置，生成地质注记要素；

(4)利用生成图例子模块功能，将地质图空间数据库中的面要素和线要素分类，并按地质年代的先后顺序排列，生成地质图图例。

实施例7：本发明系统地研究了地质发展的基本过程，制定了满足规模 化地质图制图的生产工艺流程，能够自动处理编图过程中的机械性工作，提高了编图效率。

1、源数据

本发明流程进行地质图空间数据库更新利用的是近年完成的大比例尺地质图空间数据，而非传统编图方式中采用的大比例尺纸质图件。

源数据，指基础地质调查数据，分为源地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果、新增地质图数据库等。

源地质图空间数据库，是基础地质调查成果数据，指我国已经建立完成的了1︰5万、1:20万、1︰25万等填图尺度，以及1:50万、1:100万、1:150万编图尺度的数字地质图空间数据库。其中，1:5万和1︰25万地质图空间数据库分回溯性数据库和填图数据库两种版本，不同时期1:25万已有成果地质图数据库统一了建库技术标准和模型，分时期完成的1:5万成果地质图数据库尚未统一数据建库模型。1:50万、1:100万地质图数据库有统一的数据模型，1:150万地质图数据库正在建库过程中，也有统一的数据建库技术要求。

区域地质调查是综合性基础地质工作，具有战略意义。本新区域地质调查成果，指近年新完成的1:5万或者1:25万等区域地质调查工作成果，以及其它地质调查工作新发现的成果。新增地质图数据库，是新区域地质调查成果的一部分内容，指比被更新图幅图件编图所用资料生成时间晚的地质图数据库。

研究成果，指从事地质科学研究部门、大专院校在工作中新发现的成果。

源地质图空间数据库是我国建立从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容。

2、目标区域数据选取

根据地质编图及数据更新图幅范围，选取比所编目标地质图件比例尺大一级的地质图空间数据库，并选取其图幅范围内年份较新(即比被更新图幅图件编图所用资料新)的大比例尺地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果，即新增地质图空间数据库等，作为地质数据更新的“源数据”和内容。

3、空间数据预处理

鉴于收集整理得到的1:5万、1:25万、1:50万等已有地质图数据库建库由于来源不同，采用技术标准存在差异，质量也参差不齐，故要仔细检查数据的完整性、可用性、实用性。对不满足后续生产测试环节的数据要先进行预处理，以保证基础地质图件的客观准确性、科学性，提高基础地质图的编图质量。

最新的1∶5万和1∶25万基础地质图及数据库采用的建库模型及建库标准有所不同；同时不同比例尺下的数据还存在空间信息、数据格式不一致的情况。如不同比例尺下采用的投影方式不同，源数据有采用MapGIS或ArcGIS的不同格式。因此需要开展空间数据预处理工作，首先确定其数据格式为统一MAPGIS格式，才能为更新编图及建库提供数据和技术支持。

其次要确定编图目标图件比例尺、坐标系、投影参数。将源图形数据依据目标图件比例尺、坐标系、投影参数进行变换。野外填图数据采用的建库技术中，采用空间要素类和对象类(Access表)共同构成地质体的完整描述，而通用的GIS空间数据编辑平台不具备维护野外填图专业系统RGMap数据复杂结构的能力，同时为了编图工作的方便快捷、简化编图处理程序逻辑，需要将对象类中的有关信息挂接到空间要素类。

(1)地理投影转换

对选取的“源数据”和新数据的地理坐标系进行整理、统一，将大比例尺地质图空间数据库按工作目标比例尺投影转换为相应的空间坐标。

(2)数据预处理基本结构

我国目前已建成的地质图空间数据库形成于不同年代，因而其数据库结构并不统一，不同比例尺的地质图空间数据库结构也不一致。在地质图空间数据库更新过程中，根据表1数据预处理基本结构对源数据的库结构进行调整。目前，通用的1︰5万地质图空间数据库的地质体面图层，分为沉积岩、火山岩、变质岩、非正式地层单位、侵入岩、脉岩、围岩蚀变、混合岩化带、变质相带、构造变形带等10个图层。而1︰25万以小比例尺的地质图空间数据库的地质体面图层是唯一的。在进行1︰5万更新1︰25万地质图空间数据库时，就需要将源数据的地质体面图层进行合并，形成唯一的地质体面图层。

表1数据预处理基本结构

(3)拓扑检查

我国目前现有的地质图空间数据库大多在源数据库结构调整后，可能会因为图层合并产生拓扑错误，需要在源数据库结构调整后进行拓扑查错并修改完善。要素间拓扑关系如表2所示。

表2-1要素间拓扑关系

表2-2要素间拓扑关系(规则代码含义)

4、区域地质资料分析研究与编图细则制定

地质图是地质学家通过野外调查、采集样品、分析研究形成的，反映了地质学家对客观存在的地质体的认识和理解，因而在利用大比例尺更新小比例尺地质图空间数据库时，编图人员需要按照编图技术要求对工作区及其邻近地区的区域地质背景资料进行研究和分析，确定目标地质图空间数据库表达的内容，并在此基础上制定出出编图实施层面的操作细则。

5、地质体演化模型

由于地质演化现象的复杂性，导致计算机完全依靠输入简单参数的形式 不能解决所有的问题，而必须依靠模拟地质编图人员的编图思想，采用综合过程控制与推理机制的“人工智能”方式去模拟地质演化过程，从而达到处理相关编图工作目的。地质人员制订的编图规则是用自然语言描述的，必须转化为计算机能够识别和理解规则和符号。其中，最主要的是地质体演化年代关系模型(如表3、表4)，通过微软MS Excel表的形式获取编图范围内的地质知识内容。

表3地质体演化年代关系模型基本内容

序号	名称
		1	地质年代
2	目标图代号
		3	目标图名称
4	原图代号
		5	原图名称
6	地质体重要程度标示

表4地质体演化年代关系模型与拓扑规则在装置中的作用

6、图形要素处理

(1)打印尺寸显示

在处理空间图形面、线、点三种要素和注记要素时，需要将编图视图区的比例尺调整为目标比例尺。此时，编图区的各种地质要素等将以纸质打印大小显示，编图人员看到的各种点、线、面要素及符号的形态、尺寸即为成果图件效果，便于人机交互时判断是否进行归并、删除、夸大操作，以及调整标注文字大小和字体。

(2)面要素

处理面要素时，需要将编图范围内所有图幅的面状要素从空间数据库中分离提取出来。分两种情况：不同图幅地质体面要素(如_GEOPOLYGON(中国地质调查局2006))的分离提取；同一图幅地层、侵入岩、火山岩、变质岩等要素的分离提取。提取的面状要素通过软件(如图2)自动保存到成果图的面状要素类中。

面处理处理过程中，程序根据建立的专家知识库，对目标区域的面要素进行推理分析，进行地质体归并、线图形的化简、碎小图元的删减、重要地质体的夸大、集中分布碎小要素地质体的概括，生成目标地质图空间数据库的面要素。

在此过程中，源数据库面要素的属性内容是随着面要素的合并、删减同时进行的，属性内容得以继承和保留。

(3)线要素

线要素的提取过程，同面要素的提取过程类似，但只需要提取断层等构造要素。

地质界线要素(如_GEOLIN(中国地质调查局2006))为面状地质体要素的边界，对(1)处理结果的面要素提取边界，在编图过程中由程序自动提取图形要素及属性信息，不需要提取地质界线。

对目标视图中的断层要素(如DX___D(中国地质调查局发展研究中心2009)，注：此处“___”为地质图图名代号)进行抽稀、合并等综合操作。

(4)点要素

点要素包括化石采样点、钻孔、产状等点要素。本发明依靠人机交互的方式进行对化石采样点(如_Fossil(中国地质调查局2006))、钻孔(如DX___13K(中国地质调查局发展研究中心2009)，注：此处“___”为地质图图名代号)分要素类处理。

(5)地层叠覆律等拓扑关系的维护

通过计算机自动处理的结果必须符合基本的数学要求——拓扑规则。程序融入了严格的点、线、面不同要素类间及同一要素类不同要素间拓扑关系共计32种，如表2-1、表2-2所示。

编图人员在编图操作前首选需要进行拓扑关系的检查，编图过程中始终保存现有的拓扑关系，化简结果符合地层叠覆律等拓扑关系(如图3)。

地质体面、断层与地质界线出现拓扑冲突时，利用断层剪断面、第四系面剪剪断断层(如图4)等工具进行后期整合处理。

7、要素属性更新

在上述面、线、点要素的处理过程中，点、线、面要素的属性由源数据库面要素属性继承而来或者依据专家知识库推理自动生成。因此，对面要素和线要素的属性字段根据目标地质图空间数据库要求修改即可形成新的地质图空间数据库。

在图形要素的提取、归并等处理过程中，要素的属性信息会跟随要素的迁移而继承、合并，化简等操作或者编辑不影响属性信息。编图人员根据编图技术要求对继承的属性信息进行编辑、修改等操作以完成数据库的更新(如图5)。

地质界线要素的属性信息依据专家知识库通过工具自动推理而填写(如图6)。

8、库图一体化与整饰元素

库图一体化包括依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式等内容。

不同于传统地质图编图对地质图符号的处理方式，本技术流程设置符号匹配库，建立颜色、花纹与地质体属性字段及其内容的对应关系，并对完成属性建库的图层自动地赋予相应的符号颜色及样式，如图7。

利用整合处理后的面要素，将面要素属性中地质体代号字段的内容直接标注在面要素之上，并根据美观要求微调位置，生成地质注记要素，如图8所示。

利用程序“生成图例”功能，可将地质图空间数据库中所有的面要素和线要素分类，并按地质年代的先后顺序排列，生成地质图图例，如图9所示。

9成果形成

在地质内容编辑的基础上叠加目标比例尺地理要素，并建立地质体与面状水体之间的拓扑关系，形成新的地质图和数据库，完成地质图及数据库的更新工作。

所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。

Claims (10)

1.一种基于数据驱动的地质图编制装置，其特征在于，包括：源数据库建立模块，目标区域数据选取模块，空间数据预处理模块，区域地质资料分析研究与编图细则制定模块，地质体演化模型模块，图形要素处理模块，要素属性更新模块，库图一体化与整饰元素模块，成果形成模块。

2.根据权利要求1所述基于数据驱动的地质图编制装置，其特征在于，

所述源数据库建立模块，用于从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容中建立源数据库；

所述目标区域数据选取模块，用于根据地质编图及数据更新图幅范围，选取比所编目标地质图件比例尺大一级的地质图空间数据库，并选取其图幅范围内年份较新的大比例尺地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果，即新增地质图空间数据库等，作为地质数据更新的源数据和内容；

所述空间数据预处理模块，用于将收集整理得到的1:5万、1:25万、1:50万已有地质图数据库建库；并检查数据的完整性、可用性、实用性；对不满足后续生产测试环节的数据进行预处理；

所述区域地质资料分析研究与编图细则制定模块，用于按照编图技术要求对工作区及其邻近地区的区域地质背景资料进行分析，确定目标地质图空间数据库表达的内容，并在此基础上生成编图实施层面的操作细则。

3.根据权利要求1所述基于数据驱动的地质图编制装置，其特征在于，

地质体演化模型模块，用于根据综合过程控制与推理机制的人工智能方式去模拟地质演化过程，将地质编图规则转化为计算机能够识别和理解规则和符号；

图形要素处理模块，用于处理空间图形面、线、点三种要素和注记要素，将编图视图区的比例尺调整为目标比例尺；

要素属性更新模块，用于将在前述面、线、点要素的处理过程中，点、线、面要素的属性由源数据库面要素属性继承而来或者依据专家知识库推理自动生成；

库图一体化与整饰元素模块，用于依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、 注记代号、图面样式；

成果形成模块，用于在地质内容编辑的基础上叠加目标比例尺地理要素，并建立地质体与面状水体之间的拓扑关系，形成新的地质图和数据库，完成地质图及数据库的更新工作。

4.一种基于数据驱动的地质图编制方法，其特征在于，包括：源数据库建立步骤，目标区域数据选取步骤，空间数据预处理步骤，区域地质资料分析研究与编图细则制定步骤，地质体演化模型步骤，图形要素处理步骤，要素属性更新步骤，库图一体化与整饰元素步骤，成果形成步骤。

5.根据权利要求4所述基于数据驱动的地质图编制方法，其特征在于，

所述源数据库建立步骤，用于从基础地质图件及数据更新的数据平台，新区域地质调查成果和研究成果是基础地质图件及数据更新的内容中建立源数据库；

所述目标区域数据选取步骤，用于根据地质编图及数据更新图幅范围，选取比所编目标地质图件比例尺大一级的地质图空间数据库，并选取其图幅范围内年份较新的大比例尺地质图空间数据库、新区域地质调查成果及研究成果，即新增地质图空间数据库等，作为地质数据更新的源数据和内容；

所述空间数据预处理步骤，用于将收集整理得到的1:5万、1:25万、1:50万已有地质图数据库建库；并检查数据的完整性、可用性、实用性；对不满足后续生产测试环节的数据进行预处理；

所述区域地质资料分析研究与编图细则制定步骤，用于按照编图技术要求对工作区及其邻近地区的区域地质背景资料进行分析，确定目标地质图空间数据库表达的内容，并在此基础上生成编图实施层面的操作细则。

6.根据权利要求4所述基于数据驱动的地质图编制方法，其特征在于，

地质体演化模型步骤，用于根据综合过程控制与推理机制的人工智能方式去模拟地质演化过程，将地质编图规则转化为计算机能够识别和理解规则和符号；

图形要素处理步骤，用于处理空间图形面、线、点三种要素和注记要素，将编图视图区的比例尺调整为目标比例尺；

要素属性更新步骤，用于将在前述面、线、点要素的处理过程中，点、线、面要素的属性由源数据库面要素属性继承而来或者依据专家知识库推理 自动生成；

库图一体化与整饰元素步骤，用于依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

成果形成步骤，用于在地质内容编辑的基础上叠加目标比例尺地理要素，并建立地质体与面状水体之间的拓扑关系，形成新的地质图和数据库，完成地质图及数据库的更新工作。

7.一种地质图编制中的空间数据预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

地理投影转换的步骤：对选取的源数据和新数据的地理坐标系进行整理、统一，将大比例尺地质图空间数据库按工作目标比例尺投影转换为相应的空间坐标；

数据预处理基本结构建立的步骤：地质图空间数据库更新过程中，根据数据预处理基本结构对源数据的库结构进行调整；在进行1︰5万更新1︰25万地质图空间数据库时，将源数据的地质体面图层进行合并，形成唯一的地质体面图层；

拓扑检查的步骤：在源数据库结构调整后进行拓扑查错并修改完善。

8.一种地质体演化年代关系模型的建立方法，其特征在于，包括：

地质体演化年代关系模型基本内容如下表所示：

序号 名称 1 地质年代 2 目标图代号 3 目标图名称 4 原图代号 5 原图名称 6 地质体重要程度标示

地质体演化年代关系模型与拓扑规则在装置中的作用：

9.一种地质图编制中的地层叠覆律拓扑关系的维护方法，其特征在于，包括以下步骤：通过计算机装置处理点、线、面不同要素类间及同一要素类不同要素间拓扑关系共计32种，如表2-1、表2-2所示。

10.一种地质图编制中的数据驱动的图库一体化的符号化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)依据符号库、注记标注规则、制图表达规则对要素属性信息自动解译生成符号地质图示图例要求的地质图符号、注记代号、图面样式；

(2)设置符号匹配库，建立颜色、花纹与地质体属性字段及其内容的对应关系，并对完成属性建库的图层自动地赋予相应的符号颜色及样式；

(3)利用整合处理后的面要素，将面要素属性中地质体代号字段的内容直接标注在面要素之上，并根据要求微调位置，生成地质注记要素；

(4)利用生成图例子模块功能，将地质图空间数据库中的面要素和线要素分类，并按地质年代的先后顺序排列，生成地质图图例。