国内基于移动GIS的野外地质数据采集信息化研究现状

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地质勘查中信息化建设的现状与挑战

地质勘查中信息化建设的现状与挑战

地质勘查中信息化建设的现状与挑战地质勘查是对地质情况进行深入研究和了解的重要工作,对于资源开发、工程建设、环境保护等领域都具有至关重要的意义。

随着信息技术的快速发展,地质勘查工作也逐渐走向信息化,这为提高勘查效率和质量带来了新的机遇,但同时也面临着一系列的挑战。

一、地质勘查中信息化建设的现状(一)数据采集技术的进步在地质勘查中,数据采集是基础环节。

如今,各种先进的仪器和技术不断涌现,如高精度的全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)等,使得地质数据的采集更加精确、全面和高效。

这些技术能够快速获取大范围的地质信息,包括地形地貌、地质构造、岩石类型等,为后续的分析和研究提供了丰富的数据支持。

(二)数据库建设与管理地质勘查数据量庞大且复杂,建立完善的数据库是实现信息化的重要步骤。

目前,许多地质勘查单位都建立了自己的数据库,用于存储和管理各类地质数据。

这些数据库不仅能够实现数据的快速检索和查询,还能够对数据进行分类、整理和分析,为地质工作者提供了便捷的数据服务。

(三)地质建模与可视化技术通过计算机技术,可以将地质数据转化为三维地质模型,实现地质结构的可视化展示。

这种可视化技术能够让地质工作者更加直观地理解地质情况,有助于发现潜在的地质规律和问题。

同时,还可以利用虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术,让地质勘查人员身临其境地感受地质环境,提高勘查的准确性和安全性。

(四)信息化软件的应用各类地质勘查软件的出现,极大地提高了工作效率。

例如,地质绘图软件能够快速绘制地质图件,地质分析软件能够对地质数据进行深入的处理和分析,还有一些专门的地质信息管理系统,能够实现勘查项目的全流程管理。

(五)网络技术的普及网络技术的发展使得地质勘查数据的共享和交流变得更加便捷。

地质工作者可以通过互联网获取国内外的地质资料和研究成果,也可以与同行进行在线交流和合作,促进了地质勘查技术的共同进步。

二、地质勘查中信息化建设面临的挑战(一)数据质量和标准化问题虽然数据采集技术不断进步,但数据质量仍然存在一些问题。

地质勘查中信息技术的应用前景

地质勘查中信息技术的应用前景

地质勘查中信息技术的应用前景地质勘查是对地球地质情况进行深入研究和探索的重要工作,其目的是为了获取有关地质结构、矿产资源、地质灾害等方面的准确信息,为资源开发、工程建设、环境保护等提供科学依据。

在当今数字化、信息化的时代,信息技术的飞速发展为地质勘查带来了前所未有的机遇和变革。

信息技术在地质勘查中的应用,不仅提高了勘查工作的效率和精度,还为地质科学的研究和发展提供了更广阔的空间。

一、信息技术在地质勘查中的应用现状(一)地理信息系统(GIS)地理信息系统是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。

在地质勘查中,GIS 可以将地质数据与地理空间信息相结合,实现对地质现象的空间分析和可视化表达。

例如,通过将地质图、矿产分布图、地形地貌图等叠加分析,可以快速了解矿产资源的分布与地质构造的关系,为找矿工作提供有力的支持。

(二)全球定位系统(GPS)GPS 技术能够提供高精度的地理位置信息,在地质勘查中广泛应用于野外地质调查、地质点定位、测量等工作。

地质工作者可以利用手持GPS 设备准确记录地质观测点的坐标,方便后续的数据处理和分析。

同时,GPS 与其他技术的结合,如与遥感技术结合,可以实现对大面积地质区域的快速监测和数据采集。

(三)遥感技术(RS)遥感技术通过卫星、飞机等平台获取地表的电磁波信息,从而获取地质体的特征和分布。

在地质勘查中,遥感技术可以用于识别地质构造、矿产勘查、地质灾害监测等。

例如,通过对遥感图像的解译,可以发现与矿产有关的蚀变信息,为找矿提供线索。

(四)数字化地质填图数字化地质填图技术取代了传统的手工填图方式,利用计算机和专业软件进行地质数据的采集、整理和分析。

地质工作者可以在野外使用数字化设备记录地质现象和数据,并实时传输到室内进行处理和分析,大大提高了工作效率和数据的准确性。

(五)地质数据库管理系统地质数据库管理系统用于存储和管理大量的地质数据,包括地质图、钻孔数据、样品分析数据等。

地质资料信息化建设趋势、问题及对策

地质资料信息化建设趋势、问题及对策

地质资料信息化建设趋势、问题及对策连健;颜世强;王黔驹【摘要】地质资料信息化建设发展趋势:数据资源趋向标准化;地质资料收、管、用业务趋向全流程信息化,库房管理趋于智能化;地质资料信息数据趋向一体化管理与服务;地质资料信息服务趋向网络化发展;地质资料信息服务日益趋向大众化、知识化;地质资料信息技术趋向数据应用工具开发和可视化分析。

目前地质资料信息化建设中存在着地质资料信息化标准体系不完善,现有信息系统繁多、缺乏有效整合,地质资料网络服务能力较弱,数字地质资料馆刚刚起步,各馆藏机构之间的互联互通还未实现,公共服务信息产品开发严重滞后等问题。

对策建议:(1)推进地质资料数据中心建设;(2)创新网络服务模式,推动地质资料信息公开共享;(3)加快地质资料信息服务集群化建设。

%This paper ifrst introduces the information-based development of geological data. These include: data sources are becoming more and more standard; the information are used throughout the whole process of receiving, managing and using geological data; warehouse management is tending to be more intelligent; geological information data is gradually realizing the integration of management and service; the information service is moving forward to network development, and it is available to the public increasingly with better-educated; in addition, database application development tools and visualization and analysis are applied to geological data information technology. And then, this paper points out the problems that we face in promoting geological data information construction. These problems lay emphasis on the following: geological data information standard system ispoor;the existing information system has no effective integration; the capacity of geological data network service to cope with development is weak; digital geological archive has just started;interconnection among various geological collection agencies has not yet implemented; and product development of public information service is seriously delayed. In light of these problems, this paper proposes that we should promote the construction of geological data center, innovate network service mode so as to promote the information of geological data public sharing, and work fast to improve geological data information service clustering.【期刊名称】《中国国土资源经济》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】5页(P28-32)【关键词】地质资料;信息化;趋势;问题;对策建议【作者】连健;颜世强;王黔驹【作者单位】中国地质调查局发展研究中心,北京 100037; 全国地质资料馆,北京 100037;国土资源实物地质资料中心,北京 101149;中国地质调查局发展研究中心,北京 100037; 全国地质资料馆,北京 100037【正文语种】中文【中图分类】F407.1;F062.1信息化是充分利用信息技术,开发利用信息资源,促进信息交流和知识共享,提高经济增长质量,推动经济社会发展转型的历史进程[1]。

地理信息系统的应用现状及发展趋势

地理信息系统的应用现状及发展趋势

地理信息系统的应用现状及发展趋势【摘要】随着计算机技术的快速发展,地理信息系统(GIS)技术日趋成熟,并在国防、城市规划、交通运输等关键领域发挥了重要作用。

文章对GIS的相关问题进行了探讨。

介绍了GIS的概念,分析了当前GIS的应用方向,并提出了GIS今后的发展趋势。

【关键词】地理信息系统应用现状发展趋势我国的地理信息系统则经历了20世纪70年代的准备阶段、80年代的试验起步阶段和其后的发展阶段,现在正处于持续发展、形成行业和走向产业化的阶段。

地理信息系统的发展之迅猛、应用之广泛是其他地学学科不能望其项背的,目前几乎已经应用到所有涉及空间信息分析处理的领域中。

一、地理信息系统概述地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS)是2O世纪60年代创立并发展起来的一门新兴技术。

它集地图学、测绘学、遥感学、环境学、空间科学、信息科学、管理科学及计算机科学于一体,是现代分析和处理海量地理数据的一种重要技术。

不同的部门与应用领域,对GIS的定义也不尽相同。

这些定义有的侧重于GIS的技术内涵,有的则强调GIS的应用功能。

不论侧重那个方面,GIS实现地球系统科学研究工作的总体思路都是利用现代科技手段获取地球信息、利用数学方法进行各种信息之间的转换、预测和验证。

实施这一思路的核心是计算机技术,基本技术是数据库、地图可视化及空间分析,主要研究内容是地球系统内的信息流,并以资源环境为主要研究和服务对象。

这是GIS不同定义的共性。

与其它信息系统相比,其强大之处是能处理空间分布数据。

它将空间数据与属性数据结合起来,经现代计算机技术分析、处理之后,结果以图、表或曲线等形式反映出来,提高了人们的认识能力和信息处理能力,为科学管理和决策提供了重要手段。

地理信息系统的基本特性所有的相关信息均按特定的坐标系统进行严格的坐标定位,对空间数据和属性数据进行统一的存储和管理。

将多源的空问数据和统计数据进行分级分类、规范化和标准化,并进行标准化编码,使其适应计算机输入输出的要求,便于进行社会经济和自然资源、环境要素之间的对比和相关分析。

地理信息系统(GIS)发展现状及展望

地理信息系统(GIS)发展现状及展望

地理信息系统(GIS)发展现状及展望地理信息系统(GIS)是指利用计算机硬件和软件技术来收集、存储、管理、分析、显示和传输地理空间数据的一种系统。

GIS系统能够帮助人们更好地理解和管理地理空间信息,对于城市规划、自然资源管理、环境保护、农业生产、应急救援等领域都具有重要意义。

随着科技的不断进步和应用范围的不断拓展,GIS系统在各行各业都得到了广泛的应用,同时也在不断发展与创新。

本文将从GIS发展现状和未来展望两个方面进行探讨。

一、GIS发展现状1. 技术水平不断提高随着计算机技术和软件技术的不断发展,GIS的技术水平也在不断提高。

目前,GIS系统已经实现了从二维到三维的空间数据表示,实现了对遥感影像、地理数据的自动化处理和分析,实现了对地理数据的实时监控和动态更新。

这些技术的不断提高,使GIS系统在数据处理和分析的效率、精度和能力方面都得到了极大的提升。

2. 应用范围不断扩大GIS系统的应用范围也在不断扩大。

除了传统的城市规划、自然资源管理和环境保护领域,GIS系统现在还被广泛应用于物流运输、市场分析、农业生产、气象预测、城市管理等多个领域。

在全球范围内,GIS系统也被越来越多的国家和地区所采用,用于国土测绘、国土规划、国土安全等国家重大项目的实施。

3. 数据共享和开放在GIS系统的发展过程中,数据共享和开放的趋势也日益明显。

越来越多的地理空间数据和地理信息资源得到了数字化和电子化,并通过各种网络平台进行了共享和开放。

这种趋势不仅方便了用户获取和使用地理空间信息,也促进了地理信息资源的整合和利用,推动了GIS系统的发展和应用。

1. 人工智能与GIS的融合未来,人工智能技术将会与GIS系统相结合,实现空间大数据的深度挖掘和分析。

通过人工智能技术,GIS系统将能够更准确地识别和分析地理空间数据,为城市规划、交通管理、自然灾害预警、环境保护等提供更有效的决策支持。

2. 虚拟现实技术与GIS的整合随着虚拟现实技术的不断进步,GIS系统也将会与虚拟现实技术进行整合。

GIS在地质生态环境研究中的应用现状及发展趋势

GIS在地质生态环境研究中的应用现状及发展趋势

1 GI S技术在地质生态环境 中的应用现状
1 1 地质 生 态环 境数 据 采集 与动 态监测 .
随着GI 、 S和GP SR S为 核心 的“ S 技术 的发 展 , 3” 地 质 生态 环境 调 查 的越 来越 多 地趋 于综 合 利用 “ S 技 术 3”
来进 行 信息 采集 与管 理 , 一般 的工作 方 法 为 : 先 是 其 首
结构 的差 异 。因此 , 如何合 理有 效 地进行 地 质生 态 环境
信 息采 集 、 管理 、 析 及综 合 利 用 , 为 GI 分 成 S应 用 于地 质生 态环 境研 究 的核 心 内容 。
索 引功 能 , 以往 用 单 一 纸介 质存 储 生 态 环 境 数 据 的 使
方 式 变得 更加 生动 和有 效 。另 外 , 于 GI 建立 的 J 基 S而 每一 个专 题 数据 库 , 面临 来 源不 统一 的海量 数 据 , 都 为 了 合 理 有 效 地 组织 和 管 理 这 些 数据 ( ) 需 要 对 地 质 集 , 生态 环境 数 据 进 行 分类 和 统 一 编 码 , 究 这 些 数 据 对 研 象 的数 据 结 构 和 存 储方 式 , 以便 建 立 数 据 库 有 利 于 数 据 的长期 保存 、 交流 与共 享H ] 。 1 3 地质 生 态环境 分析 与评 价 .
1 2 地质 生 态环境 数据 管理 .
了严 重 的威 胁 。而 地 质生 态 环境 问题 多 与地 理 因素 紧
密相 关 , 因此 , 用 GI 术 处理 地 质 生态 环 境 问题 的 运 S技 大 量 复 杂 的空 间信 息 , 已经 引 起 人 们 越 来 越 多 地 的关 注[] 1 。由于地 质生态 环境 研究 的长期 化和 数据 采集 的 多样 化 , 以及地 质 生态 环 境本 身 的多学 科 性 、 质 生态 地 环境 系 统 的复 杂性 , 成 了 地质 生态 环 境 数据 的空 间 、 形

地质灾害应急调查中的问题[地质灾害野外调查数据采集系统数据研究]

地质灾害应急调查中的问题[地质灾害野外调查数据采集系统数据研究]我国地质灾害频发,给人民生命财产造成了重大损失。

为此,从20世纪90年代以来,国家开展了较多的区域地质灾害调查工作,并建立了地质灾害群测群防体系,初步实现了防灾减灾工作。

随着计算机软、硬件及GIS、RS、GPS技术的不断发展,在新的技术条件下,传统的基于罗盘、地质锤、放大镜的野外地质灾害调查工作模式遇到了前所未有的挑战,调查手段落后、野外记录的多样化、效率低下等问题逐渐成为室内后期信息分析和数据处理的严重桎梏。

因此,研究、引进和推广地质灾害野外调查新技术、新方法,建立基于3S架构的地质灾害野外调查采集系统刻不容缓。

而系统地研究地质灾害野外调查数据模型以及数据结构,是其核心问题,也是保证整个采集系统具有完备性、灵活、规范性的重要手段。

1国内外研究现状20世纪80年代中期,国外一些发达国家就已经开始了数字野外填图技术的研究。

1988年加拿大提出了国家填图计划(NATMAP),开发了基于AutoCAD的野外数字采集系统——Fieldlog系统,在野外利用苹果公司的掌上电脑(NewTon)工作,目前已经发展到了Fieldlog3.0;澳大利亚地调局最近在地质调查中使用FieldPad系统采集野外数据;美国地质调查局使用的主要是加拿大的FieldPad系统和与之类似的Fieldworker系统,自主开发的产品包括较早的GSMCAD和功能较为完善的GeoMapper系统。

因此,从发达国家的技术发展来看,在野外进行数字化采集已经在地质灾害调查工作中发挥了重要的作用。

在我国,从20世纪90年代末期开始,地数字化地质采集系统的研发,最典型的是中国地质调查局开发出的基于PRB理论的数字区域地质调查系统(RGMap)和相应的区调数据模型,主要针对野外地质数据采集,现已开始抗议并进行了国际间的合作使用,取得了大量成果。

同时,对于地质灾害野外调查的数字化采集,中国地质环境监测院已经开发出了相应的野外采集系统,目前已逐步应用于地质灾害野外数据采集过程中,真正实现了基于移动GIS技术的野外地质数据采集。

gis发发展趋势及目前存在的问题

gis发发展趋势及目前存在的问题GIS(地理信息系统)作为一种综合地理信息采集、存储、管理、分析和展示的技术手段,在各个领域得到了广泛应用,并且在不断发展和演变中。

以下是GIS发展趋势及目前存在的问题:1. 三维和四维GIS:传统的GIS主要以二维平面的方式表示地理信息,而现在越来越多的应用需要对三维和四维地理信息进行采集和分析,以更准确地模拟和预测地理现象。

2. 移动GIS:随着移动设备的普及和定位技术的发展,移动GIS应用已经成为一个重要的发展方向。

人们可以通过手机或平板电脑随时随地获取地理信息,并在实地进行数据采集和更新。

3. 大数据和云计算:随着传感器和无人机等技术的广泛应用,地理信息的数据量呈指数级增长,对数据的存储和处理能力提出了更高的要求。

云计算技术可以提供强大的计算和存储能力,使得大规模GIS数据的管理和分析变得更加高效。

4. WebGIS:WebGIS将GIS应用从桌面转移到互联网上,使得地理信息可以更广泛地共享和使用。

通过基于Web的GIS系统,用户可以通过浏览器访问地理信息,并进行地理分析和决策支持,提高信息共享和协作效率。

5. 数据开放和标准化:目前GIS数据的开放性和标准化程度还有待提高。

数据开放可以促进各个领域之间的数据共享和交流,但需要解决数据安全和隐私保护等问题。

同时,制定和推广统一的数据格式和标准,可以提高数据的互操作性和可重复性。

目前存在的问题包括数据质量问题,例如数据缺失、不准确等;数据安全问题,如隐私泄露和数据盗用等;技术门槛问题,包括GIS软件和硬件设备的昂贵和复杂性等;以及数据共享和管理问题,包括数据标准和格式不统一、数据所有权争议等。

未来的发展中,需要不断解决这些问题,推动GIS在各个领域的应用和发展。

基于GIS技术的地理信息系统研究

基于GIS技术的地理信息系统研究一、引言随着信息技术的发展,地理信息系统(GIS)得到了广泛的应用和发展。

GIS作为一种集成了地理信息和计算机技术的综合性信息系统,可以对地理信息进行采集、管理、分析和应用,为各行各业的决策制定和实际运用提供了强有力的支撑。

本文将从GIS技术的基础概念、应用领域以及研究进展等方面进行深入探讨。

二、GIS技术的基础概念1. GIS的概念及其组成部分GIS是地理信息系统(Geographic Information System)的简称。

GIS是指一种能够自动化地采集、存储、管理、分析、处理和表达地理信息的系统。

GIS将不同的地理信息进行结合,建立了一个包容数据、影像、地形图和文本等不同专业知识的空间数据库。

GIS系统主要由三个组成部分构成,分别为数据采集系统、数据库管理系统和数据分析处理系统。

2. GIS的核心技术和工具GIS主要依靠以下核心技术和工具,包括:(1)地理信息的安装、建模和管理。

本质上,GIS是一组管理地理数据的软件工具;(2)地理位置的特定功能及其属性数据的获取和更新。

GIS通常可以采集地理位置特定函数、自由格式文本和任意数据。

这种方法允许不同的GIS用户以不同方式描绘复杂的现实世界;(3)GIS地理信息的处理和分析。

当GIS数据存储在数据库中时,可以让GIS用户进行多种查询、分析和可视化任务,包括“传统”地理分析和基于模型和实时数据的分析。

三、GIS技术的应用领域1. 城市规划GIS技术在城市规划领域中应用很广泛,主要应用于城市规划、道路设计、保护文化遗产、土地利用规划和城市环境管理等方面。

通过GIS可以快速的收集、处理和管理空间数据,帮助规划工作者制定出全面且高质量的城市规划方案,让城市发展更快捷和有序。

2. 自然资源管理GIS技术在自然资源管理领域的应用也非常广泛,主要应用在森林资源、水资源、土地利用、物种保护等领域。

通过GIS技术的帮助,可以对自然资源进行详细的描述、分析和利用。

GPS-RTK技术在地质找矿测量中的应用研究

矿产资源M ineral resourcesGPS-RTK技术在地质找矿测量中的应用研究高 雪,周 康,于 露,金 贤,许成林摘要:研究GPS-RTK技术在地质找矿测量中的应用,需了解GPS技术、RTK技术的基本定义与内涵,结合实际案例研究该项技术的应用过程,确定案例中矿区的基本信息,综合地质找矿测量目的,设置GPS-RTK技术应用方案,包括准备工作、参考站、移动站建立、控制点选点、布设等,最后进行测量结果的分析与核验,以此来保证测量结果的准确性,后续还需结合本次测量经验,分析实际地质找矿测量的真实需求,进行测量方案的灵活调整、不断完善,从而发挥其更大效能。

关键词:GPS-RTK技术;地质找矿测量;应用随着社会发展与国家相关政策调整,使得地质行业受到更多的关注,与地质相关的各类行业亦在崛起与升温,而矿山测量作为地质勘探勘察中的核心篇章,开始步入快速发展期,GPS技术、基础找矿技术等得以改良,并有新的找矿设备、技术等不断涌现,如当前应用比较广泛的GPS-RTK技术,其因应用便利性、测量精准性、作业效率高等优势而受到欢迎,这也使得各个矿山企业开始在分析自身实际工作情况的基础上有意识、有计划地引入该项技术,凸显其在找矿测量中的优势,为企业的进一步发展提供助力。

1 GPS-RTK技术概述1.1 GPS技术GPS技术,即全球卫星定位系统技术,由美国军方研制,当前全球覆盖率超过98%,应用原理为,将卫星瞬间位置当作已知起算数据,再结合空间距离后方交会方法,测算待测点方位,在某时刻某地点装设GPS接收机,再测定GPS发射信号至接收机的时间,综合卫星收集的关键数据,计算测点三维坐标。

综合GPS技术的应用优势,主要集中在,简单易操作、观测时间短、定位精度高、应用范围广等。

1.2 RTK技术RTK技术,即Real-Time-Kinematic,是数据传输技术、GPS技术融合而成的组合技术,其应用基础原理为载波相位测量,可展开实时差分的全球定位系统测量,分析应用过程,在各级点上装设GPS接收机,再对相应区域范围内的卫星展开测量,将接收到的信息数据通过无线电波传输到流动站,由位于流动站的GPS接收器同时接收观测数据信号、极点数据信号,再结合相对定位原理计算流动站三维空间坐标。

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国内基于移动GIS的野外地质数据采集信息化研究现状作者:刘丽张礼中朱吉祥来源:《南水北调与水利科技》2015年第02期摘要:野外数据采集是野外地质调查的重要组成部分。

在新的科学技术推动下,野外数据采集从手工采集方式逐步向信息化模式过度。

论述了国内野外地质数据采集信息化的流程及基本技术,阐述了野外数据采集系统的主要功能模块,分析了基于移动GIS的野外数据采集信息化的三种关键技术:PDA、GPS定位技术以及GIS技术,在总结我国野外地质数据采集信息化主要工作成果的同时,分析了其在目前应用研究中存在的问题。

关键词:移动GIS;地质调查;野外数据采集;信息化中图分类号:P623.6;TP274.2文献标志码:A文章编号:1672-1683(2015)01-0343-06CurrentresearchsituationonfielddatacollectioninformatizationbasedonmobileGISLIULi,ZHANGLi-zhong,ZHUJi-xiang(TheInstituteofHydrogeologyandEnvironmentalGeology,CAGS,Shijiazhuang050061,China)Abstract:Fielddatacollectionisanimportantcomponentofthefieldgeologicalsurvey.Withthedevelopmentofnewscie nceandtechnology,fielddatacollectionhasbeentransformingfromthetraditionalmanualacquisitionmodetotheinformatization modegradually.Thispaperdiscussestheprocessandbasictechnologyonthefieldgeologicaldatacollectioninf ormatization,introducesthemainfunctionmodulesoffielddatacollectionsystem,andanalyzesthethreekeytechnologiesbasedonmobileGIS:PDA,GPS,andGIS.Moreover,themainachievementsandexistingproblemsofthefielddatacollectioninformatizationsystemaresummarize d.Keywords:mobileGIS;geologicalsurvey;fielddatacollection;informatization野外地质数据是开展地质研究的基础资料,其质量直接影响解释结果与客观实际的接近程度[1]。

野外地质数据采集的内容包括空间定位信息、专业文字描述信息以及地质现象空间形态信息(点、线、面等),具有信息种类多、内容复杂、信息量大的特点[1-2]。

传统野外地质数据采集主要以手工方式记录野外数据,再对数据进行整理筛选,最终输入到数据库进行统一管理,不仅效率低、而且容易发生录入错误。

基于移动GIS的野外地质数据采集技术则能有效避免这些问题:利用PDA(掌上机)、GPS等设备与配套软件进行野外数据的现场一次性采集,同时将多源数据转换成易于计算机处理的数据类型[3],能有效提高GIS 空间信息采集、管理和分析能力。

与传统的手工方式相比,其具有如下特点:(1)能够在移动环境中获得实时的地理空间信息,专业信息等,有效避免反馈信息滞后、采集信息不完整等问题[4];(2)采用“卡片”式记录方式,记录方式规范有序,为其后的数据综合整理分析提供保障;(3)野外数据直接保存至数据库中,后期只需通过导入汇总,即可生成一个统一的数据库对数据进行管理,有效提高了地质工作的效率。

国外对野外地质数据采集信息化的研究始于20世纪80年代初,以澳大利亚、加拿大、美国等的研究较为深入[5-6]。

1986年澳大利亚地质调查局(AGSO)与澳大利亚资源工业协会共同开发出了一种用于野外数据采集的手持式计算机系统—FieldPad。

该系统使用带有差分功能的GPS和Newton系统的PAD作为野外数据采集硬件设备,野外露头点底图仍然使用纸质工作图,配合数字方式录入野外露头上的观察结果,再将野外描述数据输入到AGSO的地学数据库OZROX进行数据检查及管理[7-9]。

1988年加拿大国家填图计划(NATMAP)提出FieldLog系统,由加拿大地质调查局(GSC)开发并得到广泛应用。

FielLog系统运行于IBM-PC平台上,采用AutoCAD为开发平台,野外采用Newton系统的掌上机。

工作流程为在野外采用传统手工或采用掌上机的方式采集图形和属性信息,在室内传输到NATMAP中央数据库中进行数据管理[10-15]。

此外,加拿大还尝试开发了诸如基于MiniCAD的数据采集软件、基于CARISGIS的数据输入系统[15]、SIGE-MOM[16]等,但均没有FiegLog影响深远。

美国的GeoMapper系统是基于笔式Windows操作系统的野外填图工作系统,由加州大学伯克利分校开发,其最大的特点是针对不同的记录内容(如岩性、地层、构造及矿产等)开发了对应的录入按钮,提高了操作的简便性[17-18]。

GeoMapper可以与Geologger、ArcGIS等GIS软件联合使用,以解决包括钻孔数据采集在内的野外地质数据采集全过程的问题[19-20]。

除此之外,ESRI公司的产品Arcpad也因为其良好的二次开发性和强大的GIS功能而成为野外数据采集系统的开发平台[21-22]。

国内对以描述性信息为主的野外数据采集信息化的研究始于20世纪80年代末,RGMap (数字填图系统)是国内野外数据采集技术的典型代表[23-24]。

经过近30年的发展,基于GIS的野外地质数据采集信息化技术取得了长足进步,各地质领域结合自身的需求与特点,开发了用于不同目的野外地质数据采集系统,促进了地质调查信息化的发展。

1基于移动GIS的野外地质数据采集流程基于移动GIS的野外地质数据采集过程基本可分为三个阶段:野外数据准备阶段、野外数据采集阶段、野外数据整理入库阶段(图1)。

图1野外数据采集信息化流程Fig.1Flowchartoffielddatacollectioninformatization(1)野外数据准备。

确定工作区,将相关的历史地理空间数据、专业地质数据、规划数据等通过桌面系统进行整理、打包,并导入至野外数据采集系统中。

(2)野外数据采集。

利用安装有野外数据采集系统的平板电脑、手机等设备,在野外进行地质空间信息与地质专业信息的采集。

(3)野外数据整理入库。

将野外地质数据导入至桌面系统进行整理、分析,然后汇总至数据库进行统一管理。

2基于移动GIS的野外地质数据采集基本技术基于移动GIS的野外地质数据采集技术结合了通信技术、GIS、PDA、定位技术,能够实现野外地质数据空间与属性信息的双向访问,完成对各类信息的综合分析解释,实现野外地质数据采集的一体化作业模式。

整个一体化流程主要依赖PDA技术、GPS定位技术以及移动GIS技术等3个基本技术。

2.1PDA技术PDA(PersonalDigitalAssistan,掌上电脑)是一种移动式便携计算机,内置嵌入式操作系统。

集计算、管理信息于一体,通过有线或无线方式接入Internet,具备移动性和软硬件扩充能力[25]。

通过第三方软件,PDA可以实现图像处理、外接GPS卡导航等。

PDA的核心是操作系统,从而PDA才具备一定的数据分析与图形处理能力,能够实现地质空间数据的显示与编辑等功能,并具有对主流GIS软件数据格式的输出能力。

目前比较常见的PDA操作系统包括Windows系统,Android系统以及IOS系统等。

PAD最初被应用到野外数据采集工作中,只是以数字化输入代替一部分手写内容,以简化外业到内业的数据整理流程,提高工作效率。

目前用于野外地质数据采集的PDA除了能够支持二次开发外,还必须集信息输入、存储、管理和输出于一体,同时要求具有体积小、重量轻、能耗低等特点,以方便野外工作使用。

2.2GPS定位技术野外定位技术是野外地质数据采集工作的基础。

国内使用的定位技术主要是GPS定位技术与北斗卫星导航系统定位技术。

GPS具有精度高、速度快、全球性、全天候、实时性、测站间无需通视以及操作简便等优点,被广泛应用到各方面野外工作中[26]。

GPS与嵌入式GIS、PDA结合能够完成野外图形的采集,GPS通过串口将定位信息上传到PDA,经过PDA解析成GIS使用的坐标并显示在PDA 的GIS底图上[27]。

外接GPS设备通过第三方软件作为掌上电脑的外部设备实现定位,其能否应用于野外地质数据采集主要有三个因素:精度、体积重量与功耗。

随着信息技术的发展,内置GPS作为PDA的内部设备,兼容性、实用性与精确性都得到了更大程度的提升。

北斗卫星导航系统是我国自主研制的利用卫星信号进行定位通讯的系统,能够实现授时定位及通过卫星传递短信息,具有开放性、兼容性、渐近性、保密性等特点。

北斗卫星导航系统的功能基本与GPS处在同一水平,但北斗单频伪距差分定位精度较GPS仍存在较大差距,利用北斗与GPS进行组合定位时,模糊度解算的固定率和可靠性可以显著提高[28]。

目前,基于“北斗一号”的地质灾害监测已应用在实际地质工作中[29-31]。

北斗一号/GPS结合的系统不仅解决了野外无地面通讯信号地区的定位回传及信息通讯的问题,还解决了现阶段北斗定位导航技术精确度及稳定性不高的问题[32]。

2.3移动GIS技术野外数据采集软件部署于PDA终端,以数字化输入完成野外地质数据的现场采集,这个过程需要对不同地质数据类型进行管理、分析,因此,具备移动数据库功能、空间数据管理与分析功能的GIS技术是野外地质数据采集软件的重要技术基础。

移动GIS技术是建立在有限处理能力的移动终端条件下,在相关GIS软件的基础上,利用软件接口进行二次开发,将GIS技术的空间分析功能、数据管理功能以及图形处理功能移植至移动设备中,提供移动的、分布式的、随遇性的移动地理信息服务的地理信息系统[33],即在嵌入式GIS的基础上,以移动互联网为支撑,以智能手机或平板电脑为终端,结合北斗、GPS 或基站为定位手段的GIS系统[34]。

目前国内比较成熟的移动GIS开发平台包括ACRGIS、MAPGIS等。

3基于移动GIS的野外地质数据采集功能模块野外数据采集全程信息化的主要功能模块包括野外数据采集模块和桌面数据管理模块,其体系结构见图2。

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