空间信息系统在地质测量的关键技术研究

戴潇磊 章强

（江西省地质矿产勘查开发局物化探大队 江西南昌 330000）

进入21世纪后，信息技术在地质工作中的应用越来越广泛，地质测量工作的数字化程度越来越高。但是，随着普查找矿、工程地质、水文及地表地质等领域对地质测量需求的日益加大，对地质测量的技术、方法提出了更高，要求空间信息更精确、更完整、更全面。为满足这样的需求，空间信息系统被广泛应用于地质测量工作中，不仅适应了各方需要，也极大提高了地质测量工作质量和效率，进一步推动了地质测量工作现代化发展。

1 空间信息系统的基本结构和功能

1.1 基本结构

空间信息系统，是解决与地球空间信息有关的数据获取、存储、传输、管理、分析与应用等问题的信息系统。这一系统在计算机软硬件系统的支持下，基于地质学、地图学等理论，利用遥感技术等先进技术，对整个或部分地球表层空间中的有关地理空间信息进行获取、存储、传输、管理、分析与应用，为地质测量提供基本的数据支持。

空间信息系统作为一种技术系统，其在地质测量应用中应当包括地球空间数据获取、地形仿真和虚拟现实、多媒体地球空间数据库、支撑工具、空间数据查询与分析、决策支持及制图、显示与输出等子系统。具体分为三个层次，分别是信息处理层、信息应用层和辅助支持层。此外，系统中所有信息都采用统一标准，进行统一管理，操作命令要专业化，防止系统运行失误，高效、有序的运行（见图1）。

1.2 主要功能

从图1可以看出空间信息系统有着很多的子系统，各子系统有明确的工作分工，各有各个功能，这些子系统的功能汇聚起来赋予了空间信息系统强大的功能体系，使之很好为地质测量提供服务。

总的来看，空间信息系统主要功能有：地球空间数据获取、融合和集成，自动制图、显示与输出，空间数据查询与分析，地形仿真与虚拟现实，智能辅助支持地质测量工作等。

图1 空间信息系统基本结构示意图

2 空间信息系统在地质测量运用中的关键技术分析

2.1 空间信息数据的采集的技术

在地质测量中运用空间信息系统，前提工作是高效、精准、及时的获得有关地理空间信息的数据。为完成这一工作任务，在空间信息获取中可以采用遥感技术、数字摄影技术、GPS技术等，这些关键技术的应用实现了全天候、无障碍的实时获取空间信息，且提高了空间信息数据的精确性和完整性，扩大了观测范围，很好的服务于地质测量工作。

空间信息数据采集中的关键技术：①遥感技术。利用专业遥感仪对对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息进行收集、处理后，然后成像，对地表空间上各种景物进行探测和识别，并瞬间成像，从而获得相关的空间信息数据；②数字摄影技术。这一种技术在地质测量中有着较好的精度均匀性，能很据所测数据自动成像，操作便捷、节省工作力，且天气、气候等因素对其干扰小，满足地质测量工作需要；③GPS技术。GPS作为定位系统，在地质测量中运用后能全天候的实时获取测量信息，并且能现场检测测量结果，有效保证了测量信息精确、完整。在具体实践中，根据多基站网络RTK技术建立相应的卫星定位服务系统，然后在地面布置控制点、安装接收机，利用接收机实时接收卫星传输回来的测量信息。

2.2 空间数据库的建立技术

在地质测量中会涉及到大量的实测数据，为确保数据准确、完整，不出现丢失等情况，高效、高质量的被利用，需要利用计算机技术及相关软件建立空间数据库。在功能上，本数据库支持空间数据查询、录入、统计、修改、报表等要求，且为计算机成图系统提供必要的数据接口。为便于数据管理，可以采用基于C-S和B-S的两级管理模式。在具体操作中，相关人员利用C-S模式进行空间数据的动态修改、维护等管理工作，利用B-S模式进行空间数据库访问，查询需要的空间数据，指导外业采集作业。

2.3 地质测量信息平台的构建技术

目前，地质测量中运用空间信息系统时，通常基于GIS技术构建地质测量GIS平台，主要在于GIS技术在地质测量领域有着最广泛的应用，且应用效果良好。建立地质测量GIS平台时，利用面向对象的软件开发方法OMT对要解决的问题进行抽象，并建立相应的简化模型，用于捕捉问题空间的信息。此外，选用图形数据结构，便于描述各类型的图像并对这些图像进行管理。图形结构中的各个对象有其成员数据和作用于成员数据的操作构成，这样的对象构成有着很大的继承性和封装性，便于平台维护和操作。

2.4 图纸的自动生成技术

地质测量是基础性的地质工作，能为工程地质、普查找矿等工作提供需要的地质测量图纸，具体形式有剖面类图、平面类图、柱状类图，这些是地质测量的基础数据。如何自动生成这些类型的图纸，是空间信息系统运用中的关键。

地质测量图纸形式：①剖面类图。刨面类图是该剖面上的地层界限、标志层、含水层的位置和构造形态的真实反映，通过它可以分析该区域的地质构造，编制综合地质图纸，所以在地质测量中有着重要作用；②平面类图。平面类图一般用来反映点状标志、区域边界等值线、文字标注等信息，分析与研究它可以了解有关地理空间内的信息；③柱状类图。柱状类图是地质测量中最规范的一类图纸，能对区域地层进行说明性描述。

以上三种图纸是最常见的地质测量图纸类型，是分析与了解有关地理空间信息的基本依据。对此，运用空间信息系统时要合理设计自动图纸生产模块，通过信息处理模块把采集到空间信息进行处理，生成相应的地质测量图纸，然后利用图形的编辑与显示等功能把最终生成的图像体现在Web上，用相关人员查看和利用。在地质测量图纸生成过程中，应采用仿真模拟技术和自动生成技术，使系统在这些技术的支持下，按照设定好的参数自动完成地质测量图纸的生成。

3 结语

综上所述，空间信息系统在地质测量工作中的运用，为地质测量数据精确性和完整性的提高做出了突出贡献，促进了我国地质测量工作的信息化、数字化发展。为切实发挥空间信息系统在地质测量工作的功能和作用，就要做好空间信息数据采集、地质测量GIS平台构建和地质测量图纸自动生成等工作，确保相关的关键技术落实到位，保证每一环节有序、安全运转。唯有这样，才能充分发挥空间信息系统在地质测量工作中的机价值，真正提高地质测量工作成效，优化地质测量成果，很好的服务于普查找矿、工程地质、水文及地表地质等领域的地质工作。

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