CN1480892A - 区域地质调查中的数字填图方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种区域地质调查中的数字填图方法，通过使用统一建模语言(Unified Modeling Language，简称UML)设计工具，选用螺旋型软件生存周期模型，分需求分析与设计编写数字填图系统，通过提供的野外路线填图的数字化过程(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，并将资料转入相关的数据处理系统，得到数字化的实际材料图、编稿地质图和地质图，真正实现了区域地质调查的数字化、规范化和标准化，加快了野外区调资料的整理和处理时间。

Description

区域地质调查中的数字填图方法

技术领域：

本发明涉及区域地质调查的方法，特别是指一种区域地质调查中的数字填图方法。

背景技术：

区域地质调查简称区调是一项基础性、公益性、综合性的地质调查研究工作，是一切地质工作的先行步骤，其工作内容几乎涉及地学的各个领域。涉及的信息种类多、内容广泛复杂、信息量大、服务领域广。区域地质调查成果，是服务于国民经济建设和社会发展的重要基础性资料之一，也是国民经济建设和社会发展的重要基础性工作之一。是矿产地质、水文地质、工程地质、灾害地质、环境地质、地学研究等各项地质工作的依据和基础。其中，中比例尺区调工作，比如1∶20万、1∶25万，的覆盖程度与工作水平，是衡量一个国家地质工作总体水平的标志，历来在各国占有重要地位。因此，区域地质调查的野外地学空间数据的获取——数字地质填图技术是当前国内外地学界研究的热点和难点。全面、准确、快捷地采集野外第一手资料，是保证地质调查任务完成的基础。以往的野外地质填图数据采集技术已经不能适应当前地质工作现代化的要求。开展地质填图数据采集与制图技术研究，以实现地质调查数据获取全过程的信息化，是世界先进国家区调工作的普遍趋势。

传统的区域地质调查，是通过连续的野外地质路线观测和观察，把获得的第一手基础资料记录在纸介质的记录簿上。其数据采集的内容包括空间定位信息、涉及多个专业的大量文字描述信息以及表示地质现象空间形态的点、线、面空间信息，所涉及的信息种类多、内容复杂、信息量大，受人为因素的影响大。目前地质成果的表达已经实现信息化，因此，实现野外地质数据的数字化采集已经成为地质调查工作主流程信息化的瓶颈。野外地质数据和信息基本上还处于分散的、非动态的管理现状，远远不能满足市场经济发展与广泛社会需求的多元性、科学性与迫切性，也极大地制约实现地质调查工作主流程的信息化。这种传统的方法越来越不适应当今信息时代的要求，极大影响资源数据采集的效率和精度。

发明内容：

本发明的目的是解决现有的技术困难，提供一种区域地质调查中的数字填图方法。

本发明的目的是可以用下面的技术手段来实现的。

方案中提到的术语定义如下：

数字区调：区调野外数据的获取及其成果的统一性数字化再现与认识。

PRB过程：野外路线填图的数字化过程；P：POINT，地质定点数据采集过程；R：ROUTING野外分段路线观测数据采集过程；B：BOUNDARY，点间界线数据采集过程。

PRB三要素：指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。

数字填图区调空间数据：本项目指描述地质体空间对象的数据。

数字填图区调属性数据：本项目指描述地质体空间对象的属性数据。

HPC：手提个人电脑(Handle Personal Computer)。

PPC：掌上个人电脑(Palm Personal Computer)。

PDA：个人数字助理(Personal digital assistant)。

RGMAP：区域地质数字绘图系统(Regional GeologicalDigital Mapping System)。

PC_RGMAP：个人电脑用区域地质数字绘图系统(RegionalGeological Digital Mapping System for Personal Computer)。

地质点POINT(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，地质观测点的密度按有关技术要求执行。

分段路线ROUTING(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BOUNDARY(B)过程是依赖于ROUTING过程。它是对两段ROUTING之间的界线来进行分段描述，同ROUTING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。BOUNDARY过程在室内PRB过程中，是地质连图的重要依据。

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BOUNDARY过程必须隶属P过程。

一个P过程可以有不少于1个的R过程，0个或以上的B过程。

一个R过程必须有1个或1个以上的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过程的公共机制：PRB划分、PRB字典与扩展机制。

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，R过程的编号从该点的P过程到下一个P过程是顺序往下编号的，B编号也必须是唯一的，B过程的编号在一个完整的PRB过程中，其编号是流水编号的，以便顺序存储，但B过程必须填上隶属的R过程。如果是P过程上的B过程，其隶属R过程的编号必定为0。

PRB过程字典：

PRB过程字典在PRB过程中，占有重要的位置，它目的有三个，一是要解决地层、构造、岩性等地质内容描述的标准化问题；二是要提高野外数据采集效率；三是野外填图字典的作用，PRB过程字典的建立可以减少或避免以往地质领域存在的同名异物与同物异名的问题，为数据在更大的范围内有效共享提供了基本保证，PRB过程图幅字典易达到内容结构规范化和地质描述术语标准化，同时也是提高地质填图效率的一种有效的重要途径。

野外数据采集系统提供了三种类型词典：PRB过程一般术语字典(PRB过程2级字典)、PRB过程野外记录结构化描述字典(PRB过程1级字典)、PRB过程规范结构化填空补缺式描述字典(PRB过程1.5级字典)。

PRB过程扩展机制：

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、影像、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。

区域地质调查中的数字填图可以概括的定义为：地质调查和填图野外数据的数字化获取技术及其成果统一性的数字化重现和认识。而野外地质调查和填图数字化获取技术是数字填图的核心。它把野外地质观测路线与实际材料图的完全人工工作过程跨越式转变为野外现场地质调查和填图信息数字化计算机系统过程。

数字填图系统从工作环境来分，可分为野外与室内；从数据采集方式来看，可分为野外路线观测数据采集与剖面测量数据采集；从数据采集类型来看，可分为空间数据与属性数据。从数据获取方式来看，又可分为GPS自动获取坐标和人工实时通过键盘、电子手写笔、电子词典录入。

要覆盖上述内容，PRB数字填图系统最少要由以下子系统构成：

(1)野外地质调查与填图掌上数据采集系统(CE_RGMAP)

(2)数字填图系统(RGMAP)

(3)野外地学剖面数据采集系统(CE_RGSECTION)

(4)数字剖面系统(RGSECTION)

(5)WIN_CE_GPS定位系统(CE_GPS)

(6)野外素描图系统(CE_SKETCH)

在PRB数字填图系统中，我们把野外数据采集系统定义为超包，它由野外地质调查和掌上填图数据采集系统、全球定位系统(GPS系统)、野外素描图系统、地理信息系统(GIS)控件构成。其特点是由符合野外数据采集要求的WIN_CE操作系统以及掌上机(HPC)系统组成。是一个可移动嵌入式数据采集系统。

PRB数字填图(桌面)系统则是完全不同于野外数据采集系统硬软件环境的采集系统。但他通过统一的共享标准数据格式，包括空间数据、属性数据的文件系统及空间数据库把野外数据采集与室内数据的管理与处理一体化。PRB数字填图(桌面)系统包结构图包括了PRB过程地质制图与管理的各种包或类。

本方案中英文名称除有特别说明的，均为使用统一建模语言(Unified Modeling Language，简称UML)，建模后自定义的类别名。

数字填图PRB过程流程如下：

1.通过对搜集能反映测区地质研究程度的已有最新成果资料进行数字化，生成历史的数字化产品。并建立相应的数据库。

2.进入PRB前期过程，对测区已有的数字化产品整合在统一空间上。通过闪卡存储作为野外数据采集系统基础背景图。

3.进入野外PRB初始过程。建立测区(或图幅)的电子字典库，项目标准化进程(地质实体对象数据模型)。

4.进入野外PRB过程。在基于全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感处理系统(RS)简称3S技术，正射影像图与GPS辅助定位的图形界面的掌上机区调野外数据采集系统上，通过提供的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。空间数据掌上矢量化、点状实体符号化、属性结构化存储。PRB过程是主流程。

5.进入野外驻地PRB过程。其过程是把野外路线的单个PRB过程转入野外手图库，进入野外手图库后，在PC数字填图系统上，首先进行行业标准化进程。数据交换，当天野外数据进库、路线总结，局部不少于1个的PRB地质连图等，完成当天野外工作。

6.进入室内PRB终结过程。其过程是不少于1个的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。并建立以图幅为单位的样品数据库、专题数据库、剖面数据库、地质点库、数字地质图空间数据库、影像数据库。

7.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、实现多源区调数据与空间数据的挂接、检索与分析与应用并直接为区调报告编写服务；

8.第4-7步循环至填图工作结束。

9.在PC数字填图系统上，生产新的数字化产品：数字地质图、各种专题图、国家级空间数据库。

PRB数填图系统中，RGMAP是使用统一建模语言(UnifiedModeling Language，简称UML)设计工具，选用螺旋型软件生存周期模型，分需求分析与设计编写(包括软件开发计划、软件配置、软件质量保证计划)、代码编写、走查单元测试(野外现场测试，测试内容：静态测试，单元测试、部件组装与测，边界测试，可靠性测试、系统测试等、功能基线阶段、产品基线等开发阶段)。

UML可以消除一些潜在的由原本不同建模语言带来的不必要的差异，以免用户混淆。同时，通过统一语义和符号表示，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。

PRB数字填图系统的标准建模语言UML的主要内容可以归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类。用包来对PRB数字填图系统的结构建模。用类来来对PRB数字填图系统实现的建模。用顺序图来对PRB数字填图系统对象之间动态的交互关系的建模。用构件图来对PRB数字填图系统物理实现结构的建模。

1.PRB数字填图系统的静态建模：

1.1.CE_RGMAP野外数据采集系统静态视图：

描述PRB野外数据采集过程的关系是PRB数字填图系统静态视图建模最重要的组成部分之一。CE_RGMAP PRB野外数据采集系统主要有三大部分组成。一是GIS基础功能模块控件，二是GPS接口控件，三是PRB野外数据采集过程实现模块。

GIS基础功能模块控件由CCEGenius、CmyForm、CCeToplist、CsplitterFrame、CmySplitterWnd类组成。其中，CEGenius类是基于WindowsCE软件开发的嵌入式地理信息系统最重要的类之一，该类提供了基于WindowsCE的地理信息系统平台基本功能。内核精练，功能强大，支持各种运行Windows CE2.11及以上版本的移动设备。CmyForm类是图层数据管理类，它负责组织数据、图式图例选择、是面向用户的窗口。该类与CCCeToplist、CsplitterFrame、CmySplitterWnd关连共同完成图层数据管理类的任务。CTMGPSCE类是使用Sirf芯片的GPS硬件接口基本功能类，解决GPS数据的传输、解释。CGpsSetup类主要解决GPS的接口参数设置。CGpsData、CGPSDLG类与上述两类关连为用户的接口类。

CGEOPOINT、CRouting、CGEOBOUNDARY是实现PRB野外数据采集过程的三个主要类。是实现野外数据采集过程的最重要的类。

CGEOPOINT类的主要行为是进行地质定点的过程实现。CRouting类的主要行为是分段路线描述过程的实现。CGEOBOUNDARY类的主要行为是地质点间、分段路线之间划分地质界线过程的实现。CGEO_NOTE_DLG类的主要行为是地质点(P)、分段路线(R)、PR之间划分地质界线(B)描述过程的实现。CSKETCHDLG(素描采集类)、CATTITUDE_DLG(产状采集类)、CPHOTODLG(照片采集类)、CFOSSILDLG(化石采集类)、CSAMPLINGDLG(样品采集类)类的主要行为是地质点(P)、分段路线(R)、PR之间划分地质界线(B)过程中采样过程的实现。CCHOOSEPNT、CTableEdit类主要行为是对地质点(P)、分段路线(R)、PR之间划分地质界线(B)快速复制描述内容过程实现。

上述类操作实现以下功能：

(1)野外数据采集系统在掌上机上具有显示、漫游、研究区域的正射影像(航照、卫照)、地理底图、地质草图、遥感成果等信息的功能；

(2)具有GPS导航性质的路线显示及定点图形编辑功能；

(3)野外电子记录本具有简单、易操作、与传统记录风格基本一致的录入界面，具有结构化的数据库与自由式描述地质观察现象文本数据库相结合的特点；

(4)野外记录、采样、素描、产状、照片的多源数据的获取、管理与存储；完整、准确地记录野外观测的地质现象；采用电子笔或方便易用的PRB过程三级电子词典及键盘录入相结合方法进行数据采集；

(5)掌上机与PC机之间的数据转换及不同GIS平台之间的数据转换；

(6)提供方便、可行的文字编辑、数据库编辑、图形编辑功能；基于GIS技术的素描图系统；

(7)具有方便的数据备份功能，保证野外数据的安全；

(8)采用GIS平台文件格式，通过图层组织野外电子手图，各图层有相对应的属性数据库支撑；

(9)PRB过程地质描述文本，存贮在以地质点号、R编号、B编号组成的文本文件中，R编号作为随机文件的记录号(每个记录的长度R为1000、B为800)；

(10)野外地质调查与填图掌上数据采集系统调用的是野外路线图形工程文件，是以文件夹的形式存贮在闪存卡(CF卡)上：

(11)HPC采集的数据文件可与PC完全共享，不需任何转换。

1.2RGMAP数字填图系统静态视图：

描述RGMAP数字填图系统过程的关系是PRB数字填图系统静态视图建模最重要的组成部分之一。RGMAP数字填图系统主要有五大部分组成。一是GIS基础功能模块控件，二是前期PRB过程各类、三是PRB过程初期各类、四是野外驻地PRB过程各类、五是PRB终结过程实现模块。

GIS基础功能模块：

GIS基础功能模块控件由TOPMAP1、CtlLayerCtl、FormLayerData、ItemCortrol、Toolbar1类组成。TOPMAP1类提供了基于地理信息系统平台基本功能，执行数据导入、显示、编辑、输出、导出等功能；CtlLayerCtl类是图层数据管理类，它负责组织数据、图式图例选择、是面向用户的窗口。ItemCortrol类负责对图层的可视性及读写保护操作控制；FormLayerData类提供图层属性数据的列表显示与修改，它与CtlLayerCtl类关联共同完成图层数据管理任务。

TOPMAP1类对实体PRB过程查询时，调用如下属性信息可视化窗口类：Formmap2素描图显示编辑窗口、FormMpg录像窗口、FormPic野外照片窗口，可连续显示同一采样点上的多张照片、Formx1、Formx2、Formx3、Formx4、Formx5、Formx6类，显示PRB过程地质文字描述窗口。

前期PRB过程由以下类构成：

Form1类是主程序，包括程序主菜单，通过它可以调用其它各类。

JieTu选择工作省份、工作图幅；

FormsetSys设置系统工作硬盘。

FormSdis设置当前工程的精度(节点搜索半径是控制插密光滑的节点密度、选点距离是控制鼠标选择图元影响的距离、合点精度是在实体进行拓朴运算的过程中，两点重合判断控制值。如果两点距离小于这个数值，则认为两点重合、插密步数：控制节点插密的密度值)。

PRB过程初期由以下类构成：

FormMapf0新建野外路线PRB过程；

FormIn2在野外手图库中，根据已有路线，设计新的路线，然后通过执行该类，再加入到新的路线中；

Formaddmap可根据工作区域的需要，选择添加分块的地理图层；

野外驻地PRB过程由以下类构成：

FormMapf接收野外路线PRB过程，同时接收野外数码相机采集的照片文件和野外素描图文件；

Mcha1执行路线PRB过程检查，调用Formtxt类；

DoxxyyPRB过程信息整理，各采集图层；

Sumline PRB过程路线小结、路线工作量统计结果显示，调用Formtxt类；

FormIn路线加入到图幅PRB库中；

FrmSQLPRB过程条件查询，可指定任一图层、任一属性字段的条件信息；

Formtxt文本信息窗口，用于显示路线PRB过程检查结果、路线PRB过程入库问题等程序运行结果文本信息的显示；

PRB终结过程由以下类构成：

FrmData属性到空间查询，按路线号、地质点号、各类采样号进行查询，并移动图形窗口，使查询的实体落在图形窗口中；

FrmGroutePrint输出野外数据表：采样登记表、产状登记表、化石采样登记表、照片采样登记表、素描图采样登记表。

上述类操作实现以下功能：

(1)组织建立前期PRB过程的各项内容(地理底图、三维模型、历史资料、遥感影像)；

(2)是设计野外PRB所需的路线文件，并自动拷贝到掌上机的CF卡上，供野外采集系统使用；

(3)接收PRB过程野外数据采集信息(CF卡文件、数码相机文件)，并进行数据备份；

(4)进行PRB过程路线检查、整理；

(5)通过路线PRB入库，最终形成实际材料图；

(6)提供多种信息查询、图形编辑功能；

(7)图形信息、采样数据表格输出功能；

(8)向其它GIS文件格式导出功能。

1.3.CE_RGSECTION数字剖面野外数据采集静态视图：

描述数字剖面野外数据采集过程的关系是PRB数字填图系统静态视图建模重要的组成部分之一。CE_RGSECTION野外剖面数据采集系统主要有两大部分组成。一是数据库基础功能类，二是剖面数据采集过程实现类。

数据库基础功能类由CRWDBF类和CLISTCTRL类组成。CRWDBF的主要行为是野外剖面数据采集的各个类对数据操作写入DBF文件实现。CLISTCTRL类的主要行为是野外剖面数据采集的各个类对数据列表显示、编辑等操作行为的实现。

剖面数据采集过程实现类由CDXK(导线数据采集列表)、CFCK(分层数据采集列表)、CDZMSK(地质点描述列表)、CSMK(素描图文字描述列表)、CHSK(化石采样列表)、CFCMSK(分层文字描述列表)、CCYK(样品数据采集列表)、CZPK(照片数据采集列表)等类组成。这些类与CLISTCTRL类相关连。通过CLISTCTRL类对上述类对数据的操作，实现显示编辑等操作行为。而DXK_input(导线数据项采集)、CFCK_input(分层数据项采集)、CDZMSK_input(地质点描述)、CSMK_input(素描图文字描述)、CHSK_input(化石数据项采样)、CFCMSK_input(分层文字描述)、CCYK_input(样品数据采集)、CZPK_input(照片数据项采集)等类与上述列表类相关联，其行为是实现相对应类的数据项采集操作行为。

上述类操作实现以下功能：

(1)剖面导线测量数据、分层测量数据、分层描述数据、地质定点、采样数据等可视化操作，数据采集具有全局与个体相结合的友好操作界面；

(2)采用电子笔、方便易用的PRB过程三级电子词典及键盘录入相结合方法进行数据采集；

(3)具有方便的数据备份功能；

(4)野外剖面测制数据的采集具有对相关联的数据项进行自动关连采集；

(5)剖面各类数据文件与PC平台软件可共享，无需任何转换。

1.4.RGSECTION数字剖面系统静态视图

对RGSECTION数字剖面系统中各类之间的关系是数字剖面系统静态视图建模重要方法。RGSECTION数字剖面系统主要有三大部分组成。一是数据库管理编辑基础功能类，二是剖面数据编辑、厚度计算等功能类。三是剖面、柱状图绘制功能类。

数据库基础功能类由CRWDBF类和CgridListCtrl类CinPlaceEdit、CinPlaceEdit_A、CinPlaceEdit_B、CinPlaceEdit_C类组成。CRWDBF的主要行为是剖面数据写入DBF文件实现。CgridListCtrl类的主要行为是野外剖面数据的列表显示、记录增删编辑等操作行为的实现。并分别依赖CinPlaceEdit、CinPlaceEdit_A、CinPlaceEdit_B、CinPlaceEdit_C类完成数据项的修改与保存。剖面数据编辑、厚度计算等功能类由DataEditAttiSamFoss、DataEditPhoToDlg、DataEditSKetchDlg、GeoPointDlg、RockCodeInput、DIA_CopyCFData等类组成。DATAEDIT_DLG类的主要行为是对剖面数据中的导线测量、分层、分层厚度计算的列表显示、记录增删编辑等操作的实现。DataEditAttiSamFoss类的主要行为是对剖面数据中的产状、采样、化石的列表显示、记录增删编辑等操作的实现。DataEditPhoToDlg类的主要行为是对剖面数据中的照片描述属性的列表显示、记录增删编辑等操作的实现。DataEditSKetchDlg类的主要行为是对剖面数据中的素描描述属性的列表显示、记录增删编辑等操作的实现。GeoPointDlg类的主要行为是对剖面数据中的地质定点描述进行编辑操作的实现。RockCodeInput类的主要行为是对剖面数据每层中的岩性代码化操作的实现。DIA_CopyCFData类的主要行为是实现剖面数据从掌上机导入桌面数字剖面系统的操作。

剖面、柱状图绘制功能类由SectionMap、ColumMap、Colum_paraInput等类组成。Colum_paraInput类的主要行为是绘制剖面图、柱状图的比例尺操作的实现。SectionMap类的主要行为是绘制剖面图操作的实现。ColumMap类的主要行为是绘制柱状图操作的实现。

上述类操作实现以下功能：

(1)方便地在全国、全省范围内选择1/50000、1/250000工作图幅及剖面；

(2)野外数据接收功能：能将野外采集到的实测剖面信息，完整、准确地接收到PC平台的软件系统中(包括野外照片的电子文件接收)；

(3)野外数据检查功能：能够检查野外采集数据的逻辑正确性；提供丰富的错误检查功能；

(4)能够对剖面各类数据库进行编辑、修改；提供方便、灵活的文字编辑、数据库编辑功能、采集信息查询功能；

(5)具有GB958-2000岩石花纹库近800个的支撑。并自动实现GB958-2000岩石花纹库代码的挂接；

(6)系统的数据文件格式与CE_RGSECTION系统的文件格式一致；

(7)可实时自动(跟踪产状)计算剖面各层的真厚度；

(8)可实时自动绘制剖面图、柱状图；

(9)可按层自动挂接、浏览数码照片；

(10)剖面图、柱状图的图形文件具有数据导出功能，转换成目前通用的标准图形(MAPGIS)文件格式。

1.5.CE_SKETCH素描图系统静态视图

描述CE_SKETCH素描图系统关系是PRB数字填图系统静态视图建模重要的组成部分。CE_SKETCH素描图系统主要有两大部分组成：一是GIS基础功能模块控件，二是素描图绘图功能模块。

GIS基础功能模块控件由CCEGenius、CmyForm、CCCeToplist、CsplitterFrame、CmySplitterWnd类组成。各类的行为除CmyForm外，与CE_RGMAPGIS基础功能类相同。CmyForm类是图层数据管理类，它负责组织数据、图式图例选择、素描绘图笔工具是面向用户的窗口

上述类操作实现以下功能：

(1)具备野外素描特殊的绘图电子工具，如双线、三线、菱形、等腰三角形、正方形；

(2)多种参数选择定义电子笔，如符号样式、多线间隔设置；

(3)提供常用的矩形、圆形、直线、椭圆、圆角矩形、文字等工具；

(4)采用图层管理方式，任一地质实体均可在图上以不同符号、颜色显示、编辑。

2.PRB数字填图系统实现的动态建模

PRB数字填图系统实现的动态建模是采用顺序图来描述的。顺序图是用来描述对象之间动态的交互关系，着重体现对象间消息传递的时间顺序。顺序图存在两个轴：水平轴表示不同的对象，垂直轴表示时间。顺序图中的对象用一个带有垂直虚线的矩形框表示，并标有对象名和类名。垂直虚线是对象的生命线，用于表示在某段时间内对象是存在的。对象间的通信通过在对象的生命线间，画消息来表示。消息的箭头指明消息的类型。当收到消息时，接收对象立即开始执行活动，即对象被激活了。通过在对象生命线上显示一个细长矩形框来表示激活。

2.1.CE_RGMAP野外数据采集系统动态视图

在CE_RGMAP野外数据采集系统动态视图设计实现中，特别需要重点研究的问题有野外电子手图的组建进程、GPS定位进程、PRB的数字化进程、野外路线观测记录操作与传统的记录簿记录方式相近，在保证地质人员观察记录的逻辑思维基本一致的情况下，提高效率的进程。

CE_RGMAP野外数据采集系统是文档视窗为基类的。在CE_RGMAP野外数据采集系统动态视图中，CAPPDEMODoc类主要是对菜单的消息响应。

当通过CAPPDEMODoc类请求进入组建野外电子手图进程后，分别顺序激活CmyForm、CCEGenius类，完成野外电子手图进程。首先，完成打开手图(地形图、遥感影像、设计路线、历史地质图、先前路线等)，并可完成图式图例定义、图层选择等待操作，直至个性化的野外电子手图形成。CmyForm类是图层数据管理类，它负责组织数据、图式图例选择、当前操作图层的选择等是面向用户选择、激活PRB过程各种进程的起点。

激活CGpsDLG，进行定位操作或路线导航操作。当接到启动GPS消息后，CGpsSetup类激活，输入启动有关GPS参数后，进入CTMGPSCE进程，最后通过CAPPEDMOView显示当前位置，完成定位操作或路线导航操作。

完成上述基本操作后，可在PRB过程模型中，根据野外观测路线的需要，进行地质定点、点间界线、分段路线、野外采样、野外素描、野外照片的数据采集操作。

CGEOPOINT、CRouting、CGEOBOUNDARY是实现PRB野外数据采集过程的三个主要进程。CSKETCHDLG(素描采集类)、CATTITUDE_DLG(产状采集类)、CPHOTODLG(照片采集类)、CFOSSILDLG(化石采集类)、CSAMPLINGDLG(样品采集类)是PRB过程扩展机制的主要进程。在地质定点(P过程)的进程中，首先激活CmyForm类，选择地质点图层，把当前点的位置进行地质点空间位置和地质点号标注，其位置可通过CAPPEDMOView显示当前采样位置。然后把消息传给CGEOPOINT(P过程)类，被激活后，进行P过程的结构化数据采集，并可激活CGEO_NOTE_DLG类的进程，进行地质点上的文字描述，结束CGEO_NOTE_DLG类进程后，又返回CGEOPOINT(P过程)进程，直至P过程结束。CRouting、CGEOBOUNDARY对象之间动态的交互关系，对象间消息传递的时间顺序与CGEOPOINT(P过程)进程相似。CSAMPLINGDLG(样品采集类)是PRB扩展机制的主要进程之一。当激活CmyForm类，选择采样图层，把当前点的位置进行采样点空间位置的标注，然后把消息传给CSAMPLINGDLG类并激活，当CSAMPLINGDLG类被激活后，进行样品结构化的数据采集。其位置可通过CAPPEDMOView显示当前采样位置，CSAMPLINGDLG类通过本身完成该类进程操作的。CSKETCHDLG(素描采集类)、CATTITUDE_DLG(产状采集类)、CPHOTODLG(照片采集类)、CFOSSILDLG(化石采集类)对象之间动态的交互关系，对象间消息传递的时间顺序与CSAMPLINGDLG进程相似。

在PRB过程中的操作中，消息首先是通过CmyForm类激活的。PRB过程均以P过程为主过程，其它过程以地质点号为关联。有关野外数据采集各个子过程可以交互执行。

2.2.PC_RGMAP桌面数字填图系统动态视图

在PC_RGMAP野外数据采集系统动态视图中，Form1类主要是对菜单的消息响应，首先进行系统参数据的设置，完成打开野外路线PRB或图幅PRB，然后进入桌面系统的PRB过程各个阶段。

Form1包括TOPMAP1、CtlLayerCtl、ItemCortrol、Toolbar1各类。TOPMAP1类提供了基于地理信息系统平台基本功能，执行数据导入、显示、编辑、输出、导出等功能；CtlLayerCtl类是图层数据管理类，它负责组织数据、图式图例选择、是面向用户的窗口。ItemCortrol类负责对图层的可视性及读写保护操作控制；FormLayerData类提供图层属性数据的列表显示与修改，它与CtlLayerCtl类关联共同完成图层数据管理任务。

TOPMAP1类对实体PRB过程查询时，调用如下属性信息可视化窗口类：Formmap2素描图显示编辑窗口、FormMpg录像窗口、FormPic野外照片窗口，可连续显示同一采样点上的多张照片、Formx1、Formx2、Formx3、Formx4、Formx5、Formx6类，显示PRB过程地质文字描述窗口。

2.3.CE_RGSECTION野外剖面数据采集系统动态视图

在CE_RGSECTION野外数据采集系统动态视图设计实现中，重点研究的问题除了野外剖面数据采集过程的数字化，还需要对数字野外剖面数据记录操作与传统的剖面数据记录方式相结合的研究。

在CE_RGSECTION野外数据采集系统动态视图中，非结构化数据与结构化数据类是一个综合描述的表示类，在构件阶段，非结构化数据类可扩展为描述分层描述记录类、地质点文字描述记录类(PM_FC_GPOINT_NOTE)。结构化数据类可扩展为DXK_input(导线数据项采集)、CFCK_input(分层数据项采集)、CDZMSK_input(地质点描述)、CSMK_input(素描图文字描述)、CHSK_input(化石数据项采样)、CFCMSK_input(分层文字描述)、CCYK_input(样品数据采集)、CZPK_input(照片数据项采集)等类。

CE_RGSECTION野外数据采集系统是以对话框为基类的。导线测量、分层测量记录、分层描述记录、地质定点、分层采样等类数字化过程对象通过对话框的消息响应。首先，必须完成野外导线数据测量数据采集过程。该过程通过CDXK类激活，然后进入DXK_input(导线数据项采集)生命周期，最后以CRWDBF类写入数据库而结束该过程。分层过程是以分层测量记录类CFCK激活、然后进入CFCK_input(分层测量数据项采集)生命周期，最后以CRWDBF类写入数据库而结束该过程。在进入CFCK生命周期中，可以同时激活CFCSMK分层描述记录类，并以PM_FC_GPOINT_NOTE类写入文件系统而结束该进程。其他过程均和上述过程相似。

在完成CDXK、CFCK类与的进程后，有关剖面野外数据采集其他子过程可以交互执行。在剖面野外数据采集的其他操作中，均以CDXK类行为中所得到的导线号、CFCK类行为中所得到的导线号分层号主过程为关联。

2.4.RGSECTION数字剖面系统动态视图

在RGSECTION数字剖面系统动态视图设计实现中，重点研究的问题有野外剖面数据导入的过程；剖面数据的编辑与修改过程；分层厚度的计算过程；剖面图和柱状图的绘制过程、岩石花纹编码与分层的对应等。

在RGSECTION数字剖面系统动态视图中，CinPlaceEdit*是一个综合描述的表示类，在构件阶段，该类可扩展为CinPlaceEdit，CinPlaceEdit_A、CinPlaceEdit_B、CinPlaceEdit_C类，由DATAEDIT_DLG、DataEditAttiSamFoss、DataEditPhoToDlg、DataEditSKetchDlg类激活进入各自的生命周期。

RGSECTION数字剖面系统是文档视窗为基类的。在PC_RGSECTION数字剖面系统动态视图中，CAPPDEMODoc类主要是对菜单的消息响应。剖面数据编辑、厚度计算等功能类DATAEDIT_DLG、DataEditAttiSamFoss、DataEditPhoToDlg、DataEditSKetchDlg、GeoPointDlg、RockCodeInput、DIA_CopyCFData、ChooseSysIni等是以对话框为基类。菜单消息响应激活ChooseSysIni类，完成图幅、剖面的选择与定义。DIA_CopyCFData激活后，完成掌上剖面数据的导入。RockCodeInput类与RWDBF构成一个完整的生命周期，完成分层岩性与GB岩性代码的匹配。

进入DATAEDIT_DLG类活动进程后，可交互激活厚度计算、DataEditAttiSamFoss、DataEditPhoToDlg、DataEditSKetchDlg类的进程，然后分别进入CgridListCtrl活动进程，如果有修改编辑操作，则激活相应CinPlaceEdit，CinPlaceEdit_A、CinPlaceEdut_B、CinPlaceEdit_C类进入编辑过程，最后通过CRDbf保存修改的结果完成剖面数据的编辑修改生命周期。

分别进入ColumMap、SectionMap类进程后，激活Colum_paraInput类输入绘图比例尺，最后通过CAPPEDMOView类完成剖面图、柱状图的显示或打印输出的生命周期。

在完成ChooseSysIni、DIA_CopyCFData类的进程后，有关剖面数据编辑、厚度计算、绘图等功能类的其他子过程可以交互执行。在其操作中，均以ChooseSysIni类行为中所得到的剖面号为关联。但柱状图进程必须在厚度计算进程完成后才能进行。

2.5.CE_SKETCH素描图系统动态视图

在CE_SKETCH素描图系统动态视图设计实现中，重点研究的问题有野外素描图图层组织、各种绘图笔选择、绘图笔参数进程等问题。

CE_SKETCH数字剖面系统是文档视窗为基类的。在CE_SKETCH素描图系统动态视图中，CAPPDEMODoc类主要是对菜单的消息响应。

当通过CAPPDEMODoc类请求进入组建素描图图层进程后，分别顺序激活CmyForm、CMyTreeCTR、CCEGenius类，完成组建素描图图层进程。CmyForm类是图层数据管理类，它负责组织数据、图式图例选择、素描绘图笔工具是面向用户的窗口。

在CE_SKETCH数字剖面系统动态视图中，DrawPen是一个综合描述的表示类，在构件阶段，该类可扩展为近20种的绘图工具类，由CmyForm类激活进入各自的生命周期。

CSETLINEDIS以对话框为基类，当通过CAPPDEMODoc类请求进入CSETLINEDIS类进程，激活该类对话框，输入部分绘图工具所需的各种参数。

进入CmyForm类进程，通过CmyForm类提供的绘图工具进行素描作业，最后通过CAPPEDMOView类完成素描显示的生命周期。

在完成组建素描图图层进程后，有关绘图工具所需的各种参数的设置、绘图工具素描作业等功能类的子过程可以交互执行。

在以上述方案完成室内信息处理系统的建设后，通过掌上机进行信息整合采集的PRB信息、剖面信息，并储存供室内信息处理使用。信息处理后，打印出实际材料图和编稿地质图等。

本发明具有如下的优点：

1.真正实现野外区域地质调查的数字化、规范化、标准化；

2.可以迅速并准确的编绘出数字化的实际材料图、编稿地质图和地质图。

3.大大加快了野外区调资料的整理和处理时间；

4.解决了国内外的在本领域的技术难题，是野外区域地质调查方法的革命化革新。

具体实施方式：

现结合具体实施例进一步说明本发明。

中国地质调查局配套了1/5万崇阳幅(湖北)，作为数字填图试点图幅。由中国地质大学(武汉)地质调查研究院承担，从2001年3月开始野外试点工作，分别进行了野外剖面、野外路线的试点，现已基本完成实验填图面积300平方公里。测区以沉积岩类为主，重点研究数字填图系统在沉积岩区填图应用问题。

在系统的图层控制器上选择工作省份工作图幅，以1/5万地形图作为地理底图，进行扫描、分层矢量化、进行高斯--克吕格坐标投影，以米为坐标单位，并根据国土信息代码建立各实体的属性，对高程点、等高线还需输入高程值。可利用地理信息软件，由地貌图层的高程值，生成高程三维模型，作为野外数据采集的三维背景图层。收集到的地质图和第四纪地质图的资料，作为背景图层。

通过对本地区地质资料的收集、地质情况的了解，可建立“图幅PRB字典库”。字典库对于提高野外采集的速度、精度、规范化程度具有举足轻重的作用。以图幅为单位建立字典库。

以下是崇阳幅字典库(部分)实例：

(1)DICS.DIC(PRB一般术语字典，2级查找)地质年代单位       年代地层单位        岩石地层单位生物地层           层序地层            层厚颜色               褶皱                断裂地貌单元           地貌形态            矿物矿产               产状                构造岩基本名称构造解析           面理线理            其它沉积岩构造         岩石结构            沉积岩结构矿物前缀           沉积岩基本名称       图幅名图幅号目的               天气                 星期工作人员           点性                 微地貌露头               风化类型             界线性质

一级字典DICS.DIC中的每一项，都对应一个二级字典DIC文件。例如，“岩石地层单位”对应一个岩石地层单位.DIC字典文件，而岩石地层单位.DIC带有三级字典。

岩石地层单位.DIC(PRB规范结构化填空补缺式描述字典，1.5级查找)。

冲积型    Qh4al   洪坡积型  Qh4psl  残坡积型    Qp3esl

冲积型    Qp2a1   残坡型    Qp2es1  洞穴堆积型  Qp2ca

冲积型    Qp1al   洪积型    Qp1p1   洞穴堆积型  Qp1a

公安寨组  K2E1g   二段      K2E1g2  一段        K2E1g1

嘉陵江组  T1-2j   三段      T1-2j3  二段        T1-2j2

一段      T1-2j1  大冶组    T1d     四段        T1d4

三段      T1d3    二段      T1d2    一段        T1d1

长兴组    P2c     吴家坪组  P2w     龙潭组      P21

茅口组    P1m     栖霞组    P1q     梁山组      P11

黄龙组    C2h     大埔组    C2d     云台观组    D3y

茅山组    S3m     坟头组    S2f     三段        S2f3

二段      S2f2    一段      S2f1    新滩组      S1x

三段      S1f3    二段      S1f2    一段        S1f1

龙马溪组  O3S11   宝塔组    O2-3b   牯牛潭组    O1g

大湾组    O1d     红花园组  O1h     南津关组    O1n

娄山关组   ∈2011    高台组    ∈1-2g

野外PRB路线以路线为单位，包含路线的采集图层、相应的分块地理图层、数码照片文件、素描图文件。可对其进行路线设计、整理、修改、路线小结等工作。打开“图幅PRB库”，在GROUTE图层上根据已完成的路线分布情况，使用画线工具，设计新的野外路线，设计完成后输入该路线的路线号。使用“设计路线PRB”程序窗口，可以新建一条路线文件目录，并选择打开该文件，此时该路线只有采集图层，需要根据路线所处的工作范围，添加相应的分块地理图层。

打开新建的路线，执行程序菜单中的“加入设计路线”，在窗口中选择设计路线号。要说明的是，该设计路线号是事先在图幅PRB库中设计好的。新的设计路线设计完成后，需要拷入掌上计算机的CF存贮卡上。通过“设计路线PRB”程序窗口，选择驱动器号，系统自动拷入CF卡的“图幅名称\路线号”目录中。

在野外，根据已设定的路线和GPS辅助定位，利用掌上机进行信息整合后开始采集PRB信息、剖面信息，并储存供室内信息处理使用。信息处理后，打印出实际材料图和编稿地质图。

Claims (4)

1.一种区域地质调查中的数字填图方法，其特征在于包括以下步骤：

a.通过对搜集能反映测区地质研究程度的已有最新成果资料进行数字化，生成历史的数字化产品，并建立相应的数据库；

b.进入野外路线填图的数字化过程(PRB过程)的前期过程，对测区已有的数字化产品整合在统一空间上，通过闪卡存储作为野外数据采集系统基础背景图；

c.进入野外PRB初始过程，建立测区或图幅的电子字典库，项目标准化进程即地质实体对象数据模型；

d.进入野外PRB过程，在基于全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感处理系统(RS)简称3S技术、正射影像图与GPS辅助定位的图形界面的掌上机区调野外数据采集系统上，通过提供的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。空间数据掌上矢量化、点状实体符号化、属性结构化存储；

e.进入野外驻地PRB过程，其过程是把野外路线的单个PRB过程转入野外手图库，进入野外手图库后，在PC数字填图系统上，首先进行行业标准化进程，数据交换，当天野外数据进库、路线总结，局部不少于1个的PRB地质连图等，完成当天野外工作；

f.进入室内PRB终结过程，其过程是不少于1个的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，并建立以图幅为单位的样品数据库、专题数据库、剖面数据库、地质点库、数字地质图空间数据库、影像数据库；

g.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、实现多源区调数据与空间数据的挂接、检索与分析与应用并直接为区调报告编写服务；

h.第d-g步循环至填图工作结束；

i.在PC数字填图系统上，生产新的多D产品：数字地质图、各种专题图、国家级空间数据库。

2.权利要求1所述的区域地质调查中的数字填图方法，其特征还在于：PRB过程是指野外路线填图的数字化过程，包括P：POINT，地质定点数据采集过程；R：ROUTING野外分段路线观测数据采集过程；B：BOUNDARY，点间界线数据采集过程。

3.权利要求1所述的区域地质调查中的数字填图方法，其特征还在于：PRB数字填图系统最少要由以下子系统构成：

(1)野外地质调查与填图掌上数据采集系统(CE_RGMAP)

(2)数字填图系统(RGMAP)

(3)野外地学剖面数据采集系统(CE_RGSECTION)

(4)数字剖面系统(RGSECTION)

(5)WIN_CE_GPS定位系统(CE_GPS)

(6)野外素描图系统(CE_SKETCH)

4.权利要求3所述的数字填图系统，其特征在于：RGMAP是使用统一建模语言(Unified Modeling Language，简称UML)设计工具，选用螺旋型软件生存周期模型，分需求分析与设计编写。