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改变传统-“掌上”汇聚野外地质调查数据

发布日期:2019-10-12 发表者:gly 浏览次数:211次

野外综合地质调查工作一般以不同比例尺的填图为主要手段。国家对不同比例尺的填图精度有明确的要求,因此不同比例尺的填图精度代表了该项地质调查的详细程度。其基本任务是采用各种现代化手段和综合性方法查明陆地和海域各种重要的区域地质现象,研究这些现象的发生、发展及其规律,并在此基础上编制一系列基础地质图件、资料,为国民经济建设和社会发展提供服务。地质调查工作成果则是制定国家和地区地质工作计划,满足如矿产预测、矿产普查、水文地质、工程地质、环境地质、地质勘查等社会需求,以及为国土开发、整治、规划和综合开发利用海洋资源等提供重要依据。

基于野外地质综合调查工作的实际需求应运而生的地质调查野外数据采集系统,力求为地质综合调查野外数据采集、数据整理录入、数据分析处理和综合成果表达等工作提供信息技术支持,以期提高地质综合调查的信息化水平。

从改变传统的调查填图手段、提高研究精度和程度、加快研究周期、改变成果表现形式的技术方法着手,建立基于数据库的野外地质调查数据采集系统,实现野外地质调查数字化采集技术、信息管理、成果图的编制等流程的信息化,以提高野外地质调查工作的效率和精度。


基于野外地质调查数据流的系统操作流程

野外数据采集系统使用的基本流程是基于野外地质调查数据流过程,来模拟实际野外调查过程,原来纸质的野簿被野外数据采集仪所取代,但其工作流程保持不变,大致可以划分为四个阶段。

调查准备

野外地质调查的准备工作,包括野外数据采集系统软件和数字地形图资料的准备。鉴于野外地质综合调查重复性的特点,尽可能地把工区的各种地质调查相关资料收集起来,尤其是地质调查点资料更为重要,这些数据可通过桌面系统准备,然后将相关数据导出到野外数据采集系统中。

数据采集

根据已有的数据资料信息在出发前需建立野外调查路线和可能的野外地质调查点点位,到达需要开展工作的地质调查点后按如下步骤开展工作:

1)野外地质调查点定位,输入点位基本数据信息,如果是已有点则调出。

2)逐项录入地质调查点的各种信息,包括现象描述、数据观测、样品采集等内容,记录访问录音、数码照片的位置。

数据整理

野外调查工作完成一个阶段之后,需要将野外数据采集仪中的数据信息导出,并转存到PC电脑(笔记本电脑)上。由于野外数据采集的复杂性,因此决定了在数字野外地质调查过程,必须要人工处理和干预。

成果编制

根据调查任务要求,通过分析评价工作,编制调查实际材料图和各种专题成果图件。野外数据采集系统(Android 版)运行于Android 3.0及以上平台,辅助GPS终端,实现野外调查路线轨迹记录、调查点定位、地质界限圈定、调查路线和调查点描述的数据记录等操作,管理野外调查实际材料数据库。


覆盖全业务流程的系统功能

地图功能

管理底图图层,如图1-a、1-b、1-c,支持CGCS2000坐标系的天地图与WGS84坐标系的谷歌图为底图数据源,支持连网时下载离线地图,在野外调查过程中可切换使用地形图、卫星图、交通图多种类型底图。

管理数据图层,以目录树的形式管理规划点,调查点、参考点、调查路线、调查轨迹、规划路线、参考路线、参考轨迹图层和其他常见的外源数据图层,以及经过处理的自定义地图瓦片等。

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                                                                                                                  图 1-a图层列表                    图 1-b底图图层                        图 1-c数据图层


支持按行政区和按图幅以及按具体经纬度坐标快速在地图中定位以及对野外地质调查人员所在的具体位置精准定位,如图2-a、2-b、2-c所示。

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                                                                                                                    图 2-a定位                      图 2-b按行政区定位                图 2-c按图幅定位


系统支持在地图上进行两点间的距离量算和指定区域的面积量算功能,能为野外地质调查工作路线及点位的规划安排提供帮助。

规划、调查流程一体化

系统支持在多类型底图上规划定点、规划路线及相应属性信息的录入,为野外实际调查做准备。选定规划点类型及其野外编号后,通过交互的方式,移动或放大地图使既定类型的规划点图标位于准确位置并确定添加,如图3-a。定点后可编辑规划点的属性信息,表单信息中的“关键字”由系统自动写入不可更改,其余均可手动修改。规划路线时,移动地图添加拐点,当规划路线拐点靠近规划点时,自动吸附到规划点上,方便路线绘制,如图3-b,规划开始和结束时弹出规划路线属性表,可进行填写并保存,如图3-c。

  

图 3-a规划定点 图 3-b规划路线 图 3-c属性信息录入

系统能记录调查点、调查路线及其属性、调查轨迹等。

系统支持三种方式调查定点,如根据参考点增加调查类型子记录、直接获取定点坐标位置信息、使用地图当前范围中心点定点,如图4-a。

在首次调查定点时,需新建调查路线及录入属性。保存后进入到调查点属性页面,属性页中“关键字”都是自动填入且不可更改,其余信息均可手动填写;支持添加照片(可对照片进行编辑,如添加经纬度、野外编号、拍照方位等文字)、视频、音频,并录入对应的属性数据,如图4-b、4-c;支持特定的调查点类型表单进行数据录入。


图 4-a调查定点 图 4-b调查点属性表 图 4-c地图中调查点属性

调查路线是记录调查点的路线,连接各个调查点,如图5-a。

在系统中创建调查路线,需先填写调查路线表,在调查过程中,系统自动将调查点按定点顺序连线并支持在地图上手动修改调查路线,调查路线结束时,会再次弹出调查路线表,需填写已补充完善调查路线属性信息,如图5-b。


图 5-a调查路线 图 5-b调查路线属性页

在调查路线管理页面可选择某条路线作为当前调查路线进行继续调查。对于野外调查轨迹的记录,在开始调查路线系统自动开始记录调查轨迹,结束调查路线后调查轨迹记录停止。

两端实时共享传输

项目数据管理

用户使用系统时必须选择一个本地项目才能开展采集工作。系统提供了三种进入项目的方式:继续上次本地项目、选择已有本地项目和新建本地项目。系统默认进入到上次工作的本地项目中,第一次进入系统时,需要新建一个本地项目才能开始工作,如图6-a、6-b、6-c。


图 6-a项目数据管理页面图 6-b新建/编辑项目图 6-c项目列表

支持与远程项目进行关联,如图7-a,7-b:在新建项目时与远程项目关联;可绑定需关联的远程项目;也可查看远程桌面端的全部项目列表,对于未加入的远程项目,可以申请加入,系统将发送加入请求消息到远程项目的负责人,申请审核通过后将收到加入成功的消息,此时便可与之关联,。


图 7-a绑定远程项目 图 7-b与远程项目关联

系统对当前项目的所有数据进行管理查询如图8-a、8-b,包括查看与编辑调查点、规划点、参考点、调查路线、规划路线和参考路线,项目数据统计,数据导入,数据导出,绑定项目,数据手动上传,数据手动下载功能。(当手持端未连网或当前项目未绑定远程项目的情况下,数据上传和数据下载功能不能使用)

支持编辑项目信息、切换项目和删除项目,可管理查看当前项目所有调查路线数据及调查轨迹,包括编辑调查路线属性、删除调查路线及其属性、调查路线定位以及将其作为当前调查路线继续调查等,支持根据调查路线统一编号或野外编号查询。调查轨迹是依存于调查路线,一个调查路线就必有一条调查轨迹,可对调查轨迹进行图上定位,删除了调查路线则调查轨迹也会同时删除,如图8-a,8-b。


图 8-a调查点列表 图 8-b调查路线列表

在未连网状态下,支持导入桌面端的规划点、规划路线、调查点、调查路线数据。导入过程中可以自行选择是否导入照片、轨迹信息等。桌面端系统中的调查点导入进来变为参考点,调查路线变为参考路线。调查轨迹变为参考轨迹,桌面端系统中的规划点导入进来为规划点,规划路线仍为规划路线,如图9-a。

未连网或者未把数据实时上传到数据库的情况下,将野外调查点和调查路线导出。可按条件筛选出目标数据,在导出过程中可以自行选择是否导出照片等,如图9-b。


图 9-a数据导入 图 9-b数据导出

数据实时共享

在连网状态下,系统支持本地项目与远程项目进行关联,关联后本地项目的调查数据将实时上传到桌面端,实现数据的实时共享。

手动上传数据针对已绑定远程项目的当前项目在网络条件不佳有未实时上传的滞留数据,在连网时,可将滞留的野外调查点和调查路线筛选出目标数据上传到桌面端系统,如图10-a。

手动下载支持将桌面端规划点、规划路线、调查点和调查路线等筛选出的需要下载的数据下载到手持端,下载前可以自行选择是否下载部分属性信息,如图10-b。


图 10-a手动上传 图 10-b手动下载

在线协同调查

野外工作小组多组协同调查,提高调查工作效率,如图11。

联网状态下实时获取项目内其他成员当前调查路线及其对应的轨迹、调查点并显示在地图上,点击能查看具体属性数据。可以仅查看部分成员的实时状况。

小组甲可查看小组乙的实时位置及轨迹,同时当小组乙调查了一个点后,小组甲可查看该调查点的信息,真正实现协同调查、辅助及监督调野外调查工作。


图 11在线协同调查

改变传统的野外数据采集方式

传统的野外地质数据的采集方式是使用野簿记录,由于记录内容相对随意、记录格式相对不规范及野外使用不便等缺点,难以满足地学定量化和地矿信息化的要求。目前野外地质数据采集过程中引入了便携机,它能把现代计算机信息处理技术由室内转向野外,直接到野外采集数据,野外工作者可以利用文字、声音、图像等多媒体技术来多方位地描述野外地质点信息。这些技术不仅简化了野外地质数据的采集方式,而且利用多种手段采集到更丰富的地质点信息,能够更加客观详实地反映其属性及空间信息,同时使数据录入标准化,减轻了室内的工作量。

然而便携机使用受制于野外工作环境,地形条件、气候条件、室外光线等等对便携机的使用影响显著,且便携机耗电量大,不利于野外长期工作,这就为野外数据采集系统手持端APP的应用提供了空间。

将基于Android平台的野外数据采集系统应用于野外地质调查工作中,可改变传统的工作方式,实现从野外数据采集到室内资料综合整理的全工作流程计算机辅助化。野外数据采集系统为野外人员提供一个数据采集工具,能显著提高信息入库的准确率,方便信息的存储、交流、传播、使用和扩展,改变了野外数据采集,以及数据后期整理的工作方法,减少工作人员的工作量、使数据整理工作变得更加简单,进而提高工作效率。

(作者单位:武汉中地数码科技有限公司)