书籍简介
《计算机辅助区域地质调查系统》推广应用以来，数字地质调查技术从数字化走向智能化、智慧化，从二维地质调查发展到支持三维地质调查，从基础地质调查发展到地质矿产普查和勘探，从传统的工作模式向现代化工作模式迈进了新的发展和更高的阶段。
2008年以后，数字测图系统全面升级拓展为数字地质调查系统，使数字地质调查系统贯穿了地质矿产资源调查的全过程，涵盖了地质调查、矿产资源勘探、矿体模拟、品位估算、资源量估算、矿体三维建模、开采系统优化等。数字地质调查系统已成为国内地质调查领域的主流软件和工具，并被国土资源部列为地质勘探资质认证可选软件系统之一。
国土资源部《国土资源信息化“十二五”规划》和中国地质调查局《中长期发展规划纲要》均将完善和全面推进数字地质调查体系纳入“十二五”规划和中长期发展规划纲要。
该成果的关键技术与内容为：（1）将数字填图核心PRB理论由二维向三维拓展完善，创建了地质填图PRB双三维建模技术和PRB双三维建模连续层析算法；建立了浅表地质体和深部地质体的一体化建模技术；完善了中大比例尺地质填图、地质三维填图与建模、矿产普查勘探一体化全过程无缝隙数字化流程；（2）建立了《固体矿产勘查数据库内容与结构》标准，其中《数字地质图空间数据库》成为地质图数据库建设与成果提交的行业标准。（3）针对数字地质调查特点，形成了智能化地质调查底层自主平台；（4）建立了集成国内外主流资源储量评估方法和业务流程的从野外到矿产资源评价（目标区圈定）、资源估计及矿体三维建模一体化软件系统； （5）将新一代信息技术、北斗技术融入数字地质调查体系，形成现代地质调查工作+管理和服务新模式；提供现代地质调查工作、管理和服务新模式。
前言
数字地质调查技术被公认为区域地质调查技术现代化的重大创新，彻底告别了“手工”地质填图、地质图制作，迎来了“光、电”数字化时代，其推广应用是中国地质调查局中长期发展规划和国土资源部“十二五”国土资源信息化规划的重要内容之一。
数字地质调查主流程信息化团队（2013年首批“国土资源部科技创新团队”）十余年来共获得国家项目、公益性行业基金、国土资源部公益性行业研究项目、国土资源调查基金等863项。研究得到了全国地质矿产调查评价项目、全国危机矿山接替资源勘查项目等的支持，成员来自不同学科和研究领域20余家单位、180余名研究人员，其中既有软件开发人员，也有相关领域的技术人员，还有资深区域调查专家、大学教授等。
经过十余年的不断集成研发和推广应用，已形成了较为完整的地质矿产调查全过程数字化理论、技术方法和自主软件平台，涵盖了地质调查（地质填图）、矿产资源勘探、矿体模拟、品位估算、资源量估计、矿体三维建模、采矿系统优化等内容，贯穿了基础地质矿产资源调查的全过程。
2010年以后，在新一代信息技术支撑下，数字地质调查系统由数字化走向智能化，由数字空间走向智能空间，成为具有完全自主版权的地质调查智能化数字地质调查系统，目前，数字地质调查系统已成为我国地质调查领域全面应用、被野外地质调查一线地质工作者广泛使用的主流软件和工具，是国土资源部地质勘探资质认证列为可选软件系统之一。
本成果关键技术与内容为：①地质填图PRB理论与技术方法；②地质填图PRB双三维建模技术、浅表地质体与深部地质体的一体化建模技术、中大比例尺地质填图；③建立了《固体矿产勘查数据库内容与结构》标准，其中《数字地质图空间数据库》成为行业内的第四项地质图数据库建设与成果提交标准；④面向数字地质调查特点，形成了智能地质调查2-3D一体化底层自主平台；⑤建立了与国内外业务流程一致的资源储量估算方法；⑥从野外到矿产资源评价、资源量估计及矿体三维建模的地质矿产勘查一体化软件系统；⑥地质调查智能空间与感知服务的理论与技术方法。核心技术包括多样化碎片化、复杂化地质调查非结构化数据存储模型与数据发现与挖掘模型、地质调查智能感知到认知、物理位置到语义位置服务模型等，为地质调查提供情境感知、分析、推理等泛在计算能力的地质调查智能空间现代工作模式奠定基础。
（1）创建了任意比例尺的PRB（地质点、路线和地质界线）。数字化测绘的基本理论和方法以地质测绘中的计算机野外数据为基础。从数据采集技术研究现状和存在问题出发，在确定地质测绘空间数据表达的基础上，遵循传统地质测绘规律，不束缚地质工作者的地质思维，分析数字化区域地质调查的基本理论。该技术取得的原创性突破，解决了地质调查30多年来难以实现全过程计算机野外数据采集，难以满足不同学科地质工作者对野外数据采集需求的问题，使地质调查进入全数字化进程。其明显优势是PRB模型与比例尺无关，可采集全部精确的野外数据，既满足区域地质调查的要求，又满足大比例尺地质测绘的要求，同时为相关野外数据的采集提供了可参考的理论模型。
1）提出了适用于任意尺度地质填图全过程的数字化PRB文法结构与模型：在野外路线观测数据与数据采集结构与关系的基础上，对地质填图的语义粒度、描述粒度、空间粒度和存储粒度进行细分及其相关性的研究，创立了PRB数字化填图的基本理论与方法。
2）定义了PRB数据模型、PRB基本流程、PRB基本流程组合规则、PRB流程公用机制、PRB流程基本程序、PRB数据操作、PRB字典、三级PRB体系、PRB数据流“栈”、PRBS数据质量量化评价体系等数字填图技术核心要素，建立了地质填图全流程的数字化模型。
（2）创建了基于3S技术、栅格GIS技术、PRB粒度理论与技术方法、地质路线（PRB）双三维建模技术、第三代地质图件数据模型技术、不同阶段数据继承与数据流池技术、三级野外及室内数据综合一致性约束技术、不同阶段数据业务流程耦合三维模型技术、野外地质目录图同步增量覆盖技术、地质调查中间件等综合技术的中大比例尺地质填图、地质三维填图与建模、矿产调查与勘探无缝衔接的数字化流程与理论方法，开发了数字填图系统（RGMap）、探矿工程目录系统（）、数字地质调查一体化平台（）、资源估计与采矿三维建模系统（）。在中大比例尺地质填图、地质三维填图与建模、矿产调查与勘探全过程中，实现了从野外数据采集到最终成果的数字化、一体化；并保持了整个过程数据模型的一致性、继承性等系统方面，系统架构支撑了整个地质矿产普查勘探过程的无缝数字化进程，在国内外同类软件系统中保持领先水平。
（3）制定了涵盖基础地质调查与矿产调查流程的《固体矿产勘查数据库内容与结构》标准，将数据库建设流程与具体地质矿产勘查业务工作充分结合，形成新的工作模式。该标准采用借鉴国外先进标准思想和技术，结合地理信息应用模型规则（ISO 19109）、地理数据库描述框架、UML与关系数据库规范化理论、面向对象（地理数据库模型）建模技术，对基础地质调查与矿产调查流程数据（实体）的形式化表示、数据（实体）间关系及相关语义约束规则，为矿产勘查原始数字采集与数据整理的统一描述、组织和管理提供了基础。内容涉及矿产地质填图、探矿工程、地球化学勘探、地球物理勘探、重砂测量、遥感地质调查、矿产检测、资源估算及地质图与地质矿产图综合研究、成矿规律与矿产预测等，涉及339个数据模型表、约3499个数据项。该标准首次对要素类、表、实体给出了统一的描述，大大规范了该标准数据模型的统一描述，全面体现了数据库、数据体、要素类、数据表的层次关系和结构。
数字地质调查系统全面支持该标准，为建立最具原始创意的数据数据库提供了全面的技术支撑，改变了以往单纯为了建库而建库的做法。每一阶段的数据库都源于前一阶段的数据库，是下一阶段数据库的基础。这种模式大大缩短了原始数据的系统整理时间，提高了研究的准确性和效率。为地质数据和成果的呈现提供了重要的技术支撑，也改变了传统原始数据难以共享和服务的局面。目前，该标准已成为全国地质填图和矿产调查工作及成果提交的依据。
(4)将PRB理论由二维向三维进行拓展和完善，创建了双三维PRB地质填图建模技术，建立了浅表地质体与深部地质体的一体化建模技术。
由于三维地质建模的复杂性，国内外常用的三维地质建模软件的建模流程主要基于钻孔和剖面建模，由于建模方式的局限性，效率低下是其推广应用的最大障碍。本成果通过将地质填图PRB的核心技术由二维向三维进行扩展，提出了一种地质填图PRB的双三维建模技术，从而实现了地质填图流程由二维到三维的提升。
地质填图PRB双三维建模技术是一种从野外地质路线和实测地质剖面出发，通过对水平方向（平面）和深度方向（剖面）地质路线（PRB）进行研究和地质建模，动态生成地质图件（实际资料图、编辑地质图）。其核心技术包括：①产状点影响域地质语义约束与地质边界产状估计方法；②多交叉路线剖面与产状约束算法；③地质边界连续层析算法；③全区域三维地质模型拓扑一致性检测与无缝建模技术等。
在关键技术支撑下，通过地面地质勘察数据快速构建工区初始三维地质模型，整合地面地质、地球物理、钻井等数据，形成“地质路线+轮廓线重构与变异函数+晶胞三维地质模型+块体模型”的浅地表地质体与深层地质体一体化建模技术体系，研发了地质、地球物理、钻井等多专业数据约束的三维地质建模工具。
（5）针对数字地质调查特点和需求，形成了智能地质调查底层自主平台。智能地质调查平台旨在满足数字地质调查应用需求，强化地质调查业务流程的数字化无缝性，由桌面和移动端两部分组成，为野外数据采集、处理和建模提供不同维度的一体化数据存储、组织、管理、可视化和编辑功能；通过底层框架的独立构建，数字地质调查软件平台可保持跨平台的无缝连接。桌面平台支持一系列操作系统，移动平台支持等操作系统。通过底层框架的独立性，数字地质调查软件平台不依赖于平台版本，并保持跨平台的无缝连接。
在保持GIS软件特点的基础上，增加了自动适配不同版本操作系统、支持手持与桌面数据格式一致性、支持变长描述信息、简化操作方式、支持新一代智能手持操作系统等地质调查数据智能处理的特点，提供野外数据采集阶段的数据组织、存储、可视化、综合分析与数据传输，跨平台数据零交换等技术，以及与其他主流软件GIS格式的无缝交换。
其中，移动平台融合智能手机的位置感知、姿态感知、行为感知、环境感知等功能，融入地质调查野外观测路线，形成路线地质描述、音视频、产状感知、徒手剖面一体化系统，打造下一代电子野外笔记本。
针对数字地质调查应用需求，桌面平台将属性数据的管理引入轻量级、跨平台的嵌入式关系型数据库，提供零配置运行模式；具有与数据库相同的数据格式；支持“可变长度”数据类型；支持包括国家CGCS 2000坐标系在内的多种投影变换方式。GSGIS还提供了二次开发平台SDK，具有API、类库、组件等不同层次的开发接口，支持C++、C#、Java等。目前，该软件平台已经开始为其他专业系统提供基础平台支持，并以公益形式在地下水、地球物理、地球化学等领域进行推广应用。
（6）建立了融合国内外主流资源储量估算方法和业务流程的软件系统，覆盖从野外地质矿产勘查到矿产资源评价（目标区圈定）、资源储量估算及矿体三维建模等整个过程。
研究过程以开发勘探项目综合数据整理、资源储量估算与管理一体化流程及软件系统为出发点，从我国野外数据采集入手，实现整个地质调查流程的数字化、无缝集成，结合国内应用水平和地质调查现状，通过数据“层”模型、数据流“池”技术、不同阶段数据模型继承技术、数据互操作技术等，解决了地质调查工作流程与软件流程一致性和无缝集成的重点难点，大大降低了使用难度，符合地质工作者的工作习惯。
根据国内外地质块体法、地质剖面法、底板轮廓法（煤）、地质统计学等方法及三维矿体建模的特点，提出了多源地质数据匹配与一致性处理技术；多约束条件下的单一工程矿体圈定、三维地质结构模型约束下地质体内部非均值属性参数空间分布变化模型建模；模型重构的反馈机制与校正技术，融合矿山地质多源数据与多方法资源储量估算耦合三维建模关键技术，形成了从野外到矿产资源评价（目标区圈定）、资源量估算及矿体三维建模的地质矿产勘查软件体系。
与国内外市场上的同类软件相比，该成果最大的特点是计算机数字化过程与业务流程完全一致，从槽井、坑道现场数据采集到资源量计算、矿体三维展示实现无缝衔接，实现零数据交换。在具体应用中，充分体现出提高效率和成果准确性、节省大量人力物力的优势。
（7）将新一代信息技术与时代接轨，融入数字地质调查体系，创建中国地质调查信息网格，为地质工作者提供现代地质调查工作、管理和智能感知服务新模式。
根据新一代信息技术发展特点，针对高原、无人、无通讯信号的艰苦地区地质调查特点和地质调查智能化、智慧化的发展趋势，将智能装备与北斗系统充分融入数字地质调查体系，打造中国地质调查信息网格（地质调查智能空间平台），提出和建立了对等资源管理器技术和方法，发展和完善了网格资源管理发现与监控方法，实现了节点资源的自治和资源的共享与协同；形成了从物理坐标到地质语义位置、从感知到认知的服务流程，构建了野外地质调查工作+管理+保障服务的地空一体化、智能感知服务体系架构与模型。
数字地质调查技术在提高地质调查研究的程度、水平和精度，拓宽服务领域，改变成果形式和服务方式，转变传统工作模式为现代化工作模式等方面具有巨大优势，是我国地质调查信息化的重要工具，是了解化工行业水平的窗口，已在地质调查局和众多矿业公司实际生产中得到充分应用。
该成果自2006年以来已广泛应用于全国区域地质调查、矿产找矿调查评价、矿产资源调查评价、危机矿山接替资源调查等专项及矿区勘探工作，已有1000多个单位、15000余人推广应用，涉及国家地质、冶金、有色、武警黄金、核工业、建材、化工、煤炭等行业部门、高校科研部门及国内大型矿业公司。软件系统通过技术支持网站（）和培训课程免费提供。
数字地质调查技术在全球开始普及，在丹麦地质调查局格陵兰数字测绘项目中得到推广和试验，并在亚洲、非洲、南美洲等合作项目中得到应用，2010年以来，我国已举办了8期专门的数字测绘技术培训班，吸引了来自亚洲、非洲、拉美等10多个国家和地区的120余名学员，2015年起，学员还赴国外为老挝、秘鲁等国技术人员进行培训；相关地质人员经培训后开始独立开展数字区域地质测绘工作。多年来，商务部已为亚洲、非洲、拉美等40多个国家和地区的300余名技术官员开展了援外培训和数字测绘技术讲座交流。
数字地质调查技术推动了GIS技术的发展和应用，形成了新一代地质调查工作、服务和管理模式，对我国卫星技术的发展和应用也起到了很大的推动作用，所创造的数字测图技术与方法已被纳入许多高校的本科教学课程，培养了一批复合型技术人才。
目录
前言
第一章 数字地质调查理论框架
第一节 地质调查全流程数字化基本框架及组成
第二节 数字化业务流程划分
第三节 数字化地质调查关键技术概述
1. 适用于任意比例尺地质填图的PRB理论与技术方法
2.地质矿产调查全过程无缝数字化技术
三、涵盖基础地质调查和矿产调查过程的“固体矿产勘查数据库内容与结构”
4. 具有自主版权的数字地质调查二三维GIS平台
5.数字化地质调查软件系统
六、新一代地质调查智能空间平台服务框架
第二章 固体矿产勘查数据库内容与结构
第一节 概述
1.借鉴国外先进标准的思想和技术，确定了本标准数据库的组成关系
2.本标准规定了地质矿产勘查全过程数据库建设内容
3.进行大量试验和验证，证明本标准的实用性和适用性
4.本标准提供的数据模型为新工作模型的形成奠定了基础
第二节 标准化原则
1.数据模型主要以标准化的方式描述原始数据和最终结果数据库
2.“固体矿产勘查数据库内容与结构”数据描述方法与原则
三、《固体矿产勘查数据库内容与结构》数据内容基本依据
4.面向对象技术是建立数据模型的基础
5.《固体矿产勘查数据库内容与结构》应有利于综合软件系统的开发和应用
第三节 标准主要内容的确定依据
1. 标准主要内容边界的确定
二、制定标准的主要内容
3. 标准的主要依据
第3章 野外数据采集、数据处理、成果表达与服务集成关键技术
第一节 PRB数字测绘理论与技术方法
第二节 不同阶段数据的零数据交换技术
1.基于业务流程的无缝集成数据建模技术
2.基于无缝集成技术的数据采集、管理、综合处理、资源储量估算及成果表达
第三节 地质图件空间数据库建设技术
1.基于一体化建库模式的迭代建库方案
2.一站式建库流程
3.基于数字地质调查系统的拓扑重建技术
4. 数字地质图空间数据库构建工具支持迭代建库过程
第四节 PRB对偶建模技术及关键算法
第五节 数字地质调查系统软硬件集成创新技术
1.地质调查野外数据采集设备自主产品集成技术
2. 融合多种集成创新技术，研发适用于多尺度的数字地质调查软件
第六节 野外地质调查工作支撑信息共享与服务技术+天地一体化管理+安全保障
1. 中国地质调查局信息网格关键技术
2. 地质本体技术
3. 野外地质工作管理与安全保障服务协同集成技术
第 4 章 数字测绘三维地质建模技术流程总体框架
第一节 概述
第二节 数据收集、组织、动态建模和结果发布的总体框架
第3节 地质填图PRB双三维建模技术方法与流程
1 三维数字地质填图PRB对偶建模技术方法
2. 建模过程中的约束
3. 野外测绘路线剖面与地球物理剖面联合编辑形成综合剖面的技术方法
4. PRB 双重三维地质填图建模流程
第四节：剖面+轮廓线重构曲面的三维精细建模技术流程
第五节 变异函数+晶胞模型+矿体模型三维建模技术流程
第六节 三阶段集成技术流程
第五章 地质填图PRB双约束动态三维建模关键算法
第一节 概述
第2节 基于DEM与地质边界的地表耦合建模算法
第3节 基于二维剖面轮廓线和定位线信息的剖面2D-3D转换算法
1.截面二维坐标与定位线的坐标转换模型
2。模型原则和技术实施
3。模型的实际应用效果
第4节地质边界发生估计和地质体型建模方法
1。地质边界顶点的插值和估计
2。用于重建地质表面多边形的算法
第5节。基于出现双重约束和路线概况的地质边界断层扫描估算的建模方法
第6节基于边界表面的地质体模型算法
1。使用边界表面方法构建3D表面模型 - 原理
2。使用边界表面方法构建3D表面模型 - 过程
3。基于边界表面的相邻地质体和折叠层的公共表面建模
4。边界表面方法 - 应用3D地质建模
第7节基于表面切割法的地质机构的三维模型
1。曲面界面的曲面模拟
2。在地图区域下方的空间中的空属性主体
3。布尔操作以实现层拓扑的一致建模
第8节模型交集和自我解剖检测和校正
1。模型相交检测和校正
2。相邻地质体的拓扑一致性
3。地质体的切割和建模超出地图边界
第6章地质调查GIS平台
第1节自主地质调查GIS平台框架
第2节空间数据组织和管理
1。空间数据格式
2。矢量数据存储设计
3。属性数据存储解决方案
第3节空间数据可视化
第4节基于移动平台的二级开发
1。二级发展简介
2。二级发展步骤
第5节的台式平台二级开发
1。开发环境配置
2. 创建应用程序
第7章数字地质调查软件
第1节数字地质调查软件体系结构
第2节一些用于数据收集和处理的智能工具
1。基于现场数据收集中PRB规则的智能过程和工具
2。应用模式和现场智能感知服务的功能实现
3。基于数据综合整理和数据库构建的微功能流
第3节数字映射3D建模工具
1。数字映射3D建模系统的框架
2。数字映射3D建模过程
第4节资源估算和矿石主体3D建模系统
1.软件架构
2. 特点
第8章地质调查信息网格平台和信息服务
第1节地质调查信息网格平台的主要特征
第2节主要技术特征
1。独特的地质调查数据服务
II。
3。地质调查网格系统的智能位置服务模型
4。基于非结构化地质大数据技术的地质调查结果内容服务
第3节“三维一张图片”网格服务
1。基于业务逻辑的功能服务
2。基于球形模型的3D场景服务
3。多元化的用户界面表达式
iv。
第9章现场地质调查工作 +管理 +安全保证服务综合地面服务
第1节基于新一代信息技术的现场地质工作 +管理 +安全服务
1。多通信技术与网格技术的协作集成
2。静态，动态和可扩展的多层核心网络模式，用于 Field地质工作 +管理 +安全保证服务
3。蓝牙组合存储的集成开发通信定位终端
IV。
5。数字现场地质工作管理服务和安全保证平台的建设，部署，操作，维护和应用模型
vi。
第2节现场地质调查工作 +管理 +安全服务软件
1。基于卫星技术的数字地质调查系统
II。
3。基于多个通信技术的现场地质工作信息服务系统
第3节地质调查局生产计划命令平台
1。系统整体体系结构
2。关键技术研究和实施
3。系统构建和应用
第10章智能地质调查技术的探索和前景
第1节在国外发达国家相关研究的现状
第2节国内数字地质调查的主要趋势是从数字化到情报
第3节。当前阶段的限制
1。尚未形成整个地质调查领域的整个智能地质调查支持系统
2。数字地质调查技术的应用水平在不同领域的不同
3。数字地质调查技术系统与相关智能需求之间仍然存在很大的差距
IV。
未来十年的第4节发展目标
智能地质调查工作模型的第5节探索结果
参考
版本信息