浅谈数字填图技术在煤炭地质勘查中的应用

郝力生

（山西省煤炭地质勘查研究院，山西 太原 030031）

山西省河东煤田隰县寨子勘查区煤炭预查区位于吕梁山主峰西麓，河东煤田的南段，地貌属破碎黄土塬区，地势为东高西低，地形标高多在1 000 m以上。区内构造形态被一组轴向近南北的向背斜构造所控制，东部边界为离石大断裂南段。地层总体走向呈南北向，向西缓倾斜。区内大面积为第四系黄土掩盖，基岩仅在较大的沟谷内出露。主要出露地层有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和新生界第三系、第四系。

1 数字填图系统

1.1 数字填图

数字填图是指在地质调查中，以地理信息系统（GIS）、卫星定位系统（GPS）和遥感系统（RS）等技术为平台，以计算机野外数据采集和空间数据存储与表达技术为手段，通过填制不同比例尺的数字地质图，查明调查区的地层、岩石、古生物、矿物、构造以及其他各种地质体的特征，并研究其属性、形成时代、形成环境和发展历史等基础地质问题。

1.2 数字填图系统组成

数字填图系统分为软件系统和硬件系统，其中软件系统由野外数据采集系统、剖面数据采集系统、素描图系统、CEGPS模块、数字剖面系统及室内数据处理系统等子系统组成。硬件系统由用于野外数据采集的掌上计算机、GPS模块、便携式计算机、数码相机及数字录音笔等数码产品组成。

1.3 数字填图系统主要功能

野外定点GPS化，提高了定位精度；野外PRB观察数据的一次性数字化标准化采集；室内PRB数据的数字化整理编辑，实现了高效的图幅数据管理、检索与更新；利用“3S”技术实现了多元数据间的整合应用，为数据统计、数据编辑和地质图件的编辑制作提供了便捷；专题信息的自动提取，缩短了专题图件的制作过程，并提高了精度；提高了数据输出功能和数据转换功能。

2 数字填图在煤炭地质勘查中的应用

2.1 室内资料准备

2.1.1 创建PR B库

本次填图采用1/5万电子地形图作为地理底图，涉及图幅有石楼幅、交口幅、隰县幅、下李幅、水堤幅和黄土幅。在创建PRB前，首先利用MAPGIS软件对原图文件进行文件合并、地图配准，并按照填图系统要求对点、线、面数据文件进行投影转换，将原图单位由“mm”转化成“m”。然后利用RGMAPGIS桌面系统建立1/5万标准图幅PRB库。

2.1.2 PR B字典编辑与修改

图幅PRB字典是地质工作者对测区地质点、点间描述和地质界线实体信息的描述性词汇，是数据采集过程中查询、检索和应用词汇的数字化工具文件。

勘查区出露的基岩地层主要为奥陶系、石炭系、二叠系和三叠系等沉积地层。在PRB字典库编辑过程中，侧重从沉积岩的分类描述、基本层序、沉积相、沉积构造等方面建立文件目录和相应记录，方便地质人员在野外现场完成规定的内容，一次性取全地质数据和描述内容。另外，根据勘查区地层特征，依据相关规程规范对地层、岩性、构造等描述内容和顺序建立了补缺填空式字典库，以规范和统一地质描述内容、结构、记录格式等，避免地质人员在现场漏记地质现象。

2.2 路线地质调查

本次野外地质调查方法为路线调查法。根据区内构造形态和地层走向，结合地貌特征，调查路线基本保持1 km的间距，参照地形地貌垂直于地层走向和区域构造方向布置，对地质结构复杂地段，地质路线密度适当加密。在穿越路线难以控制地质体和重要构造形迹的空间展布及其分布规律时，采用穿越和追索路线相结合的方式进行布线。

路线调查由地质点（P）、点间路线（R）、点上和点间界线（B）三个基本过程组成。

2.2.1 地质点（P）过程

在调查路线通过地质界线、地质构造或重要地质现象时，首先采集GPS点，并根据周边地形核对GPS点位准确无误后，按点类型将相应点实体的字图样式添加在准确位置后进行数字化记录。P过程记录力求详尽全面。

2.2.2 点间路线（R）过程

在路线穿越过程中出现地质体的变化时，根据不同地质实体之间的内容和变化来进行分段描述记录，并在数字地形图上勾绘出实际观察的分段空间实体。R过程要重点突出路线地质变化的情况。

2.2.3 点上和点间界线（B）过程

在进行P和R的过程中，根据地质体空间分布特征及地形地貌，在数字地形图上勾绘出实际观察的地质界线并进行描述记录。在进行描述记录时，应准确填写界线左、右地层单位，重点突出地质体接触关系特征；在地质点或地质界线交汇位置上出现两联点以上地质界线时，应将其断开或分段绘制，并给予其相应的顺序编号；勾绘封闭的地质体时，地质界线的两端必须断开，作为两条地质界线处理。

2.3 调查数据整理完善

2.3.1 室内PR B数据整理

当日野外路线调查结束后，必须对野外路线调查采集的原始数据进行系统的检查整理，具体内容如下：①对调查数据进行计算机逻辑检查，重点要根据野外路线PRB数据的编号规则对各类采集数据（地质点、界限、点间路线、采样、照片、产状素描等）进行各种编号检查。对路线PRB数据应注意检查P，R，B过程中各类采集数据的编号，防止因PRB编号重复发生文件覆盖而导致的数据丢失、破坏、混乱。②对各采集层记录项及表述空间位置的点、线、面图形进行检查，内容包括：属性表内容是否规范、准确；野外地质描述的齐全和正确程度；点、线图形空间位置正确性；逐张检查图像导入是否正确。③对野外P，R，B过程中采集的各类数据进行完整性、准确性、一致性整理，尤其是点号的标注、产状的旋转及注释、素描图及信手剖面要素的完善等。

最后利用系统提供的PRB数据质量程序检查合格后将野外手图导入图幅PRB库。

2.3.2 原始资料的补充完善

由于人员素质和设备精度的原因，野外采集的PRB数据位置或形态与实际地质体的位置或界线有一定的误差，偏差较大时应进行适当的修改或处理。

2.4 成果图的制作

2.4.1 实际材料图的制作

在进行了数据检查、数据整理、PRB数据程序检查并消除数据采集错误后，开始制作实际材料图。①将整理好的路线数据及剖面数据重新入库，形成最终新的图幅PRB库，更新实际材料图形成最新的实际材料图库，在此基础上进行实际材料图的编绘。②添加地理底图的内容后，运用“V”字型法则及地质体压盖关系，按由新到老的顺序进行地质界线的勾绘。在勾绘过程中，可利用系统命令将PRB的点线实体变换成不同的颜色、子图或线型，以方便勾绘地质体界线，勾绘好以后再恢复其参数。③进行拓扑造区，完善地质体的属性结构和增加需要的检索要素，对不同地质体根据属性进行统一着色。

2.4.2 地形地质图的制作

将实际材料图按图幅的相对位置进行接图处理、图面整饰及相关要素的编辑提取后，添加标准地理底图内容、图名、图示图例、图切剖面、接图表等图件要素形成地形地质图。

3 结束语

数字地质填图从根本上改变了传统地质填图的技术流程和方法，提高了地质填图效率、研究精度，降低了劳动强度，实现了地质成果的全新表达及载体多样化，为研究和开发新成果提供了方便。着重从建立原始基础地质数据库开始，通过对原始数据库的凝炼，自然过渡到最终成果数据库。强调在计算机技术全程化支撑下，对地质、地理、地球物理、地球化学和遥感等多源地学数据进行综合分析和地质制图，真正实现地学多源数据的整合，提高了数字地质填图的效率和质量。

数字化地质调查系统为拓宽基础地质调查内容和领域提供了关键的技术保证。对取得的相关成果及数据，可编制多种数字化专题图件，使地质调查成果在更广阔的领域为经济及社会的发展服务。