1. 引言
京津冀廊坊地区生态修复支撑调查项目1:5万生态环境地质调查,主要是对工作区的河流、坑塘及其它生态环境地质问题进行全方位系统性调查,而运用DGSGIS开展野外调查能全面提升定位的精确性,保存调查数据更加快捷和安全可靠。
数字地质调查信息综合平台(DGSGIS) [1] 是中国地质调查局地质发展研究中心自主研发的,专门用于地质行业调查的软件系统、功能作用比较齐全,利用Microsoft Access数据库处理软件,高精度采集定位,使用PRB对野外调查数据进行快速录入,高效率绘制实际材料图和地质剖面图等,实现了地质调查的数字化流程,DGSGIS的应用在地质调查中起到了关键性作用。
2. 调查区概况
廊坊位于华北平原中东部,河北省中部。地处东经116˚7'至117˚14'、北纬38˚28'至40˚15'之间,海拔多在1200~1500米,属暖温带大陆性季风气候,四季分明,接壤北京、天津和雄安新区,素有“京津走廊明珠”之称 [2]。京津冀廊坊地区生态修复支撑调查项目,工作区为南七区县,包括“两区”(广阳、安次)“四县”(固安县、永清县、文安县、大城县)“一市”(霸州市),主要开展了1:5万生态环境地质调查工作,总面积为4600 km2 (图1)。
3. DGSGIS应用方法及操作流程
3.1. 野外调查前准备工作
1) 数据处理的主要软件有:DGSGIS;
2) 数据填写工具:掌机(数字填图系统 [3] );
3) 水质测试工具:高精度TDS测水笔、电导率测水笔、PH测水笔、浊度测定仪;
4) 土层岩性调查工具:比色卡;
5) 辅助工具:卷尺(5米或50米)、铁锹、取水器等。
前期要收集和下载工作区内1:5万地形图、1:5万遥感影像图、相关文献等资料,在DGSGIS中新建图幅工程文件和野外手图(图4)、编制河流、坑塘扩展表(图2),根据野外调查实际分别编制关于河流、坑塘的字典库 [4],按照地理位置、调查日期、测点性质、地表岩性、特征描述、生态环境、点间记录、调查人、备注等逐项录入常用的高频调查数据,保证字段号与字段别名等内容要一一对应,数据真实准确,结合野外实地调查情况不断更新字典库内容。

Figure 2. Compilation of river and pond expansion table
图2. 编制河流、坑塘扩展表
野外调查前,进行工作统一标准,可以提高调查数据的准确性,极大的提升工作效率,有效节约调查时间,保证工作量按时完成。
3.2. 野外调查
根据收集下载的1:5万标准遥感影像图和地理底图 [5] 作为调查图的内容基础,可以提高地质图的精度和易读性。
新建工作区野外手图并裁剪,设置投影类型一般为高斯–克吕格投影,6˚带,比例尺分母为50,000,坐标系单位mm等基本参数,编制标准图框,整饰图例、图签、图名等 [6]。
新建图幅工程,查找标准图幅号,在DGSGIS选择工作区,新建工程文件保存至PRB,保留行政界线和辅助要素,如铁路、公路、地名等标志性建筑物等。在DGSGIS中打开水系面、水系标注、图框、地名等,同时打开工程文件(数据准备→设计路线),结合遥感影像图分析调查区域的地形地貌,设计单条野外调查路线HLFn (H表示环境调查,L表示路线,F表示调查组,n表示数字),将已设计完成的调查路线及编制好的扩展表和字典库导入掌机(数字填图系统),使用掌机(数字填图系统)打开野外手图,按照《1:5万环境地质调查技术要求》中平原地区40~60点/百平方千米的密度要求,利用设计好的调查路线开展实地调查,对调查路线内周边生态环境进行观察、分析、判别后选择具有代表性的位置踩点 [7] 定点P,填入地质点号HDFn (H表示环境调查,D表示点号,F表示调查组,n表示数字),根据实地调查环境填入相对应的河流、坑塘扩展表,使用字典库内高频调查数据,再结合定点P周边生态环境进行数据采集,拍摄典型照片并重命名,备注(远景、中景、近景)且标注照片方向,最后保存到掌机(数字填图系统),即调查点完成,开启掌机(数字填图系统)中GPS航迹,重复上述调查步骤,并对沿途的生态环境地质问题再次数据采集,直至完成此调查路线,需要注意的是整条路线的调查点定位要有匀称性和准确性。
3.3. 室内整理
室内整理主要是对野外调查路线的矢量图进行设置、统一参数、修改属性等,将扩展表数据进行整理、汇总并保存到PRB [8],最后把PRB的调查路线整合后绘制成实际材料图,主要用作实际工作量的体现。
单条路线调查结束后,将掌机(数字填图系统)内已采集完成的野外调查路线HLFn (H表示环境调查,L表示路线,F表示调查组,n表示数字),导入PRB,用DGSGIS打开PRB中已采集完成的野外调查路线HLFn,打开工程文件ROUTING.LM并处于编辑状态,可以进行拷贝路线、删除线、移动线、连接线、剪断线,编辑线属性也可以进行统改线属性,对线型、线颜色、线宽度等设置参数,并且可进行快速统改参数 [9],使用编辑线(线节点编辑→线节点平差→取圆心值)将调查路线HLFn与调查点HDFn (H表示环境调查,D表示点号,F表示调查组,n表示数字)中心连接;打开工程文件中GPS.TM并处于编辑状态,可以进行删除航迹、复制航迹,以及移动航迹,并且可进行快速统改参数 [9] ;打开工程文件中PHOTO.TM并处于编辑状态,使用编辑点(编辑点参数→修改点参数),统改地质点号的子图号、子图号高度和宽度、子图颜色等;打开工程文件中GEOSECTION.TM并处于编辑状态,使用编辑点(编辑点属性→根据属性标注释),使用编辑点修改参数、注释高度宽度、注释颜色、标注地质点图层、点号,并设置子图号的注释高度和宽度、注释颜色等;打开工程文件中GPOINT.TM,处于编辑状态,可以对矢量图进行移动点位置、删除点、拷贝点等,并且可进行快速统改参数 [9] ;打开工程文件中GPTNOTE.TM处于编辑状态,使用编辑ER过程可修改路线号、地质点号,使用编辑地质点EP打开扩展表,可以检查和修改调查点的调查数据,修改完善后保存数据(图3、图4)。
将已保存在PRB数据库的调查路线HLFn在DGSGIS中打开,使用地质填图数据操作(扩展表工具→扩展表导出Excel),将PRB数据库中已完成的调查路线导出,用Excel修改调查点的原始数据,整理实地调查拍摄的关于生态环境的特征照片(重命名总、设置照片大小、角度标注)和岩性分层照片等,最后打开DGSGIS,使用地质填图数据操作(扩展表工具→Excel表导入扩展表)将修改完善的原始数据和照片导回PRB数据库并保存(图3、图4),DGSGIS中的扩展表和Excel的导入导出功能 [10],操作简单,传输速度极快,不卡顿,不闪退,工作效率极高,使用Excel统一修改调查数据,可以节省大量的工作时间,有力的推进了项目工作按期完成。
Excel制作野外调查路线表,依据单条调查路线撰写路线小结 [10]。
以上是DGSGIS在1:5万生态环境地质调查工作中的应用,工作方法和流程科学规范,数据采集具有真实性和代表性,定位更加精准。DGSGIS中的地化数据操作、综合数据处理,拓扑等编辑功能,在地质调查工作中也经常会用到,需要我们进一步深入学习和研究,本文不在详细叙述(图3)。

Figure 3. Vectorization function editing
图3. 矢量化功能编辑

Figure 4. Flow chart of single route survey
图4. 单条路线调查流程图
单条调查路线全部整理完成后,根据1:5万环境地质调查相关技术要求,编制自检、互检、项目检查登记表,对调查路线进行三级质量检查,三级质量检查必须做到自、互检率达到100%,项目检达到30%以上(图5)。

Figure 5. Third level quality check list
图5. 三级质量检查表
为进一步梳理野外调查数据,使用DGSGIS整合PRB库中已完成的所有调查路线,绘制京津冀廊坊地区生态修复支撑调查1:5万生态环境地质调查实际材料图 [11],可以更加直观的展示工作区的全部调查点,便于综合分析某区域内或整个工作区的调查数据,撰写工作总结和路线小结,为下一步编写成果报告起到了关键性作用(图6、图7)。

Figure 6. Flow chart of single route survey
图6. 多条路线整合流程图

Figure 7. Single route survey and multiple route integration
图7. 单条路线调查和多条路线整合
4. DGSGIS应用注意事项
1) 编制字典库需注意对应字段名、字段别名、值类型等,要逐项输入,田洋,谢国刚,王令占,涂兵,曾波夫发表的科技论文数字填图系统中1:5万地质图空间数据库建立质量控制与操作技巧中提到输入法问题,数据库对全角半角较为敏感,采用“同一字段项中汉字之间的连接符用全角符号,英文与数字之间的连接符用半角符”方式;
2) 在新建图幅工程文件时,要注意工作区坐标系(X:横坐标、Y:纵坐标)的顺序,切勿搞反,由于调查工作区的地理位置不同,所以要准确设置基本参数;
3) 使用DGSGIS编辑原始资料、绘制矢量图时,要打开对应的工程文件,图标要显示打开和编辑状态否则无法绘制和编辑数据;
4) 整理矢量图和调查数据时,需将调查图幅的工程文件及调查数据放入PRB [12] 库才能在DGSGIS中打开,在修改错误点号时,切勿简单的复制点号,要注意点号中的调查数据内容,避免造成点号和调查数据不符;
5) 使用DGSGIS绘制矢量图时,可能会闪退,甚至造成数据丢失,因此要注意工程文件的兼容性,操作是否规范,文件存储是否错误,储存文件较大等情况,应用时要经常性检查是否保存数据。
5. 结语
综上所述,本文主要以DGSGIS在京津冀廊坊地区生态修复支撑调查1:5万生态环境地质调查中的应用为切入点,从野外调查前的准备、调查数据采集、室内整理数据和绘制矢量图等方面论述了具体操作方法和技巧,对DGSGIS应用过程中遇到的问题,提出了注意事项,旨在为一线工作提供理论指导。
NOTES
*通讯作者。