一、数字填图技术的发展
    自上世纪80年代中期开始,许多发达国家(如美国、加拿大、澳大利亚等)先后开始了新一代地质填图工作,采用GIS 、GPS、RS等高新技术为一体的野外数据采集系统,在地质填图全过程计算机化与成果数字化、网络化及地质三维分析可视化等方面开展了工作。
    数字地质调查系统包括数字填图系统、数字固体矿产勘查系统两部分及多个子系统，实现了地质调查从野外数据采集到室内资料综合整理、成图全过程的数字化。
    数字填图系统，即区域地质调查的野外地学空间数据与属性的获取。全面、准确、快捷地采集野外第一手地质资料，是地质调查任务完成的基础。然后再经整理成图；以前，野外调查全凭人工手簿记录，而数字地质填图技术则从根本上改变了传统地质填图的技术流程、方法，实现了地质填图工作全过程数字化，即通过野外数据采集系统，所有的调查成果都即时进入原始数据库，统统记录在案，不仅改变了传统的地质成果表现形式，更提高了地质工作的效率。地质GPS数字罗盘，可与数字地质调查系统连接，定位数据直接进入数据采集仪，这大大提高了测量速度与精度。
二、数字填图技术的基本原理
    系统连续的步行地质路线观测，是区域地质调查必要的最基本的方法，是任何其它方法所不能代替的。野外地质调查与填图数字化采集技术就是把上述野外地质观测路线与实际材料图、地质图的完全人工工作过程，跨越式转变为野外现场地质调查与填图信息化过程。
   

图1 数字填图技术工作流程图

    PRB数字填图技术将野外数字地质路线调查过程分解为地质定点（Point）过程、分段路线（Routing）过程、点和点界线（Boundary）过程三部分。PRB数字填图技术的核心就是把野外路线观测的过程，通过PRB过程和PRB数据模型的组织方式，进行描述定义、分类、聚合和归纳，分层并结构化的储存在空间数据库中。同时，基于数字填图技术，建立了地质调查与填图信息数字化采集技术流程，基于GIS理论与应用技术建立了数字填图野外数据采集系统。
    统据此共设计成10个野外数据采集实体数据模型,分别是设计路线和地质点、分段路线、点间界线、GPS、样品、化石、产状、素描、照片,来对野外路线观测的对象及其过程的描述进行分层并结构化描述。野外路线观测10个实体数据在野外采集和室内进行完善的过程称为数字填图的PRB 过程（图1）,通过PRB过程保证了野外地质工作者不受拘束采集、采准地质填图空间数据信息,并使之规范化、数据化、标准化。通过PRB数字填图技术获取野外观测数据可十分方便地形成野外实际材料图，可从空间到属性、从属性到空间进行检索,最终形成野外原始基础地质数据库并输出地质图及各类专题图件。
 

三、数字填图技术在第四纪地质调查中应用
    地质调查研究所承担的地质调查项目——1∶5万丁三圩等九幅区调项目是江苏省地矿局第一个采用PRB数字填图技术的第四纪地质调查项目，其主要任务是对丁三圩等九个图幅范围内的第四纪分布范围、物质组成、沉积厚度、形成时代、空间变化和形成环境，建立第四纪地层层序及三维地质结构模型，分析古地理环境及演变规律。截止到10月底，采用数字填图技术已完成1∶5万大有镇幅数字填图面积200km2，路线250km，第四纪地质调查点146个，槽型钻施工近300m。
    通过系统的数字填图技术培训后，地质人员野外工作利用“新三件”——掌上电脑、数码相机、摄像机等，突破了传统工作模式，大大推进了地质调查工作。通过把野外路线观测描述地质现象的复杂过程抽象为PRB过程（PRB公共机制、PRB字典、PRB扩展机制）的实现，真正实现野外路线观测过程的数字化描述。利用PRB的各种操作，快速、准确地编绘出新一代的数字化实际材料图、编稿原图及地质图等。
    数字填图技术在第四纪地质路线调查中应用过程主要包括数字填图的前期准备工作、数字填图的野外PRB过程、PRB数据室内资料整理操作过程、数字填图的成果表达等方面的内容。
　1、数字填图前期准备工作
    准备工作是数字填图的最基础的工作,主要包括软硬件准备、地形数据准备、GPS校正参数准备、前人资料收集与电子字典的编制等方面。
（1）软硬件的准备
    填图前需准备的硬件基础有:掌上机,笔记本电脑,数码相机,移动硬盘等。软件基础有电脑主桌面数字填图系统RGMAP数据处理系统,掌上机野外数据采集系统RGmap2700,数据格式转换、投影变换软件ArcViewGIS 3.2、MapGis 6.7等。
（2）地形数据的准备
    以5万大有镇幅区调地形图为例，地质填图地形数据DLG数据地理底图参数格式与填图所要求的地理背景图层高斯克吕格等格式不同,必须进行参数转换,
    按照地质调查技术标准地质填图底图质量要求,将大有镇幅1∶5万比例尺地形图放大至1∶2.5万。利用MapGis6.7系统中投影变换模块把已转换的1∶5万地形地理底图整图变换成1∶2.5万图,通过工程裁剪获得四幅1∶2.5万地理地形底图，此时的地理底图就可以作为数字填图的背景图层使用了。
（3）前人资料的收集和电子字典的编制
    数字填图中前人资料的收集与传统的地质填图资料收集类似,所不同的是对收集的资料要有选择性进行数字化处理。通过对收集到的地质资料有选择性地厘定数字填图单元,对典型地质剖面进行室内手工录入。另外遥感影像数据、DEM数据、化探数据、物探数据整合在统一填图系统中,并对这些数据在系统中进行初步的综合对比、分析解译,获取对填图有利的沉积松散层结构信息、地貌信息以及不同地质体的填图识别标志,指导第四纪地质填图。
2、数字填图的PRB过程
    数字填图的PRB 过程按操作顺序分野外PRB数据采集和室内PRB数据整理过程。
（1）野外PRB数据采集过程
    野外PRB 数据采集过程需要地质人员不仅有专业区域地质填图知识,而且要熟练掌握野外填图掌上机PRB过程数据采集操作。该过程通过数字桌面系统PRB图幅库下设计路线,形成野外手图数据同步传输转换在野外掌上机上,通过填图系统提供的PRB过程模型,对野外地质调查路线进行连续观察和描述,在掌上机野外手图上按GPS定位信息标定地质点,勾绘各类地质界线,标注松散层界限、样品采集、矿(化)点、照片、摄像、素描图等在填图路线上的位置,并在电子文本记录簿中进行详细记录和批注,实现空间数据矢量化、点状实体符号化、属性结构化采集存储过程。
（2）室内PRB数据整理过程
    该过程大致分为两个流程步骤。(1)野外PRB数据室内编辑与整理过程。首先是把掌上机的野外手图中单条野外路线PRB过程通过同步软件还原到数字填图桌面RGmap系统中,进行初步PRB数据操作整理 （图2）,然后用系统程序对野外PRB数据进行逻辑质量检查,无误后编写路线小结和自检内容,对重要路线绘制信手剖面图,并进行当天野外PRB数据转入图幅PRB库。(2)图幅PRB库整理过程。野外手图PRB数据进入图幅PRB库后,相当于把所有单条的野外路线汇集到一张图上,可以对库中多个或全部PRB数据进行操作,包括同时打开编辑多个地质点描述记录、按采集图层进行空间位置和属性查询、PRB数据质量人工检查、PRB四级质量检查记录进行质量检查以及局部n个PRB过程1∶2. 5万图幅地质连图。
3、成果的表现形式
    经过数字填图野外PRB数据采集到室内PRB数据系统整理后,形成的PRB库就可以统稿野外实际材料图、建立空间数据库和投影统稿1∶5万第四纪地质图的制作过程。数字填图的最终成果还可以实现多源数据与空间数据的挂接、检索与分析。在数字桌面填图系统上,生产新的数字区域地质调查成果,主要有空间数据库、数字地质图及各种专题图。

图2 野外路线PRB过程数据及室内编辑操作

四、结论
    数字填图技术的应用，改变了传统的地质调查工作效率，实现了多源地学信息的整合与再现；改变了传统的第四纪地质成果表现形式，创建了PRB数字地质填图的可视化过程及其相应的数据模型，可快速、准确编绘出新一代的数字化实际材料图、第四纪地质图、钻孔素描图及三维地质图。实现了数字地质填图成果的全程数字化，形成具有区域性、多维性和时序性的地学空间数据库，便于检索、分析、查询，为江苏沿海经济建设区提供所需的基础地质数据服务。     (地调所　姚维军)