0 引言

数字地质调查系统（Digital Geological Survey System，缩写 DGSS）是中国地质调查局开发的自主知识产权的基础GIS平台，2004年，在全国区调工作中全面推广应用了数字填图技术（李丰丹等， 2021），2013年以来在新一代信息技术的支持下，该技术逐步从数字化走向智能化。该软件涵盖了野外地质填图、实测地质剖面、探矿工程编录、数据处理、统计分析、数据库建立等功能，解决了传统地质周期长、效率低等关键性问题，助力实现地质资料无纸化、数字化。

数字填图系统（RGMAP）是 DGSS 的移动端软件，RGMAP数字填图技术是基于 GIS、GPS、RS技术为平台的区域地质调查野外数据的数字化获取、数字化成果的一体化组织、管理、处理分析和提供个性化的社会服务的计算机科学技术（方成名等， 2002）。该系统主要用于区域地质调查、矿产地质调查等数据采集，涵盖 GPS定位、地质填图、实测剖面等。

自 2016 年以来，笔者在 1∶5 万矿产地质调查、矿集区调查和矿产勘查中一直运用 DGSS 和 RGMAP。实践时，发现在野外数据采集过程中，手机（掌上机）GPS 定位精度易受到地形、植被等因素影响，发生波动较大，从而出现误差。为了尽可能地减小误差，本文基于RGMAPT2.3版本，进行不同方法的野外实测地质剖面测量，希望通过测试，探索出精度更高且高效的测量方法。

1 实测剖面的野外录入操作流程及逻辑

在数字填图系统（RGMAP）程序中实测剖面数据采集主要是为了实现野外实测剖面信息的录入，包括导线、分层、照片、素描、产状、化石、采样等。在进行野外实测剖面之前，应先做好相应的字典库，字典库中应包括图幅号或者矿区编号、工作人员名称、地层代号、岩性描述等相关内容，将字典库导入掌上机，做好上述准备后，便可开始野外实测剖面工作。

数字填图系统（RGMAP）的基础在于数据库的建立，所有过程和逻辑关系都与数据库息息相关。系统包含剖面基本信息库和剖面测量库，剖面测量库包含导线、分层、照片、产状、素描、样品、化石和地质点数据库等信息，其中，导线数据库是实测剖面的基础，后续分层、照片、产状等数据均与导线库存在必然的逻辑关系，当野外数据采集完成后，修改完善剖面基本信息库再导入PC端，使整个数字化流程形成一个闭环（图1）。

实测剖面数据采集系统，完整的包含了野外地质剖面测量所需的全部内容，这套流程和逻辑能够有效辅助地质人员，保证野外数据采集的完整性。

2 数字填图系统和传统剖面测量的区别

数字填图系统在操作过程中，与传统实测地质剖面存在以下几点区别：第一点在于分层，传统实测地质剖面分层指不同地层、岩性或者构造所在的位置（可理解为一个点），而在RGMAP中，分层理解为这套地层、岩性或者构造所处的段落，即该套地层出现的位置至发生变化的位置之间的一段距离，且每次换导线需在该导线起点处（0 m处）加分层数据，这样最终数据导入 PC 端后才能进行计算、统计和成图；第二点在于导线库和各要素之间的关系，传统实测地质剖面采用纸质记录，逻辑关系清晰，不易发生错误，但是原始数据至成果数据的转换过程较繁琐，而 RGMAP中，每次数据的采集均需注意各要素间的逻辑关系，易发生错误，但是成果数据的转化较为便捷；第三点在于测量方法的不同，传统实测地质剖面以手持 GPS、罗盘、测绳为工具，现场测量斜距、方位、坡角等数据，易产生人为误差，而 RGMAP中，通过掌上机 GPS定位坐标，可以在掌上机上直接反算出斜距、方位和坡角，这样既方便又快捷，但是手机 GPS 在测量高程中的误差较大 （谢光和钟城，2018），归因于手机内置天线较小，相位中心易受外界环境影响，引起周跳，进而影响数据质量（林楠等，2023）。

通过比较，RGMAP 和传统剖面测量在工作逻辑上存在一定的差异，且 RGMAP 比传统剖面测量在数据采集和成果转化上都更加便捷，但是在测量精度上，传统剖面测量的人为误差和手机的 GPS定位误差都很难进行控制或者消除。为了提高精度，笔者想到了测绘工作中常用的 RTK（载波相位差分技术），RTK属于测量型接收机，智能手机原始观测值的各项数据指标水平均低于测量型接收机（林楠等，2023），那么在 RGMAP 剖面测量中加入 RTK 进行辅助是能够提高精度的。

3 实测剖面野外工作方法探索

本文基于地质项目进行方法探索，通过 3 种测量方法，对WPM01和WPM02剖面进行数据采集，并进行比较分析。

（1）掌上机测量：通过掌上机自带 GPS 进行剖面起止点、站点、分层位置、产状位置、照片位置等定位；（2）掌上机+RTK+测绳：通过RTK测量剖面起止点、站点坐标高程，在掌上机上录入相应的坐标数据，并通过测绳来确定分层、产状、照片等所在位置；（3）RTK+罗盘+测绳：通过RTK测量剖面起止点坐标高程，通过测绳测量斜距，并用罗盘测量方位和坡角数据，该方法为传统剖面测量方法。

在测量之前掌上机通过对矿区3个测量控制点进行坐标校正，并在数字填图软件系统设置中修改 GPS偏移值（DX=4.5；DY=-17. 0；DZ=36. 0）。

WPM02 剖面测量同时采用了第一种方法和第二种方法，如图2和表1所示，两种方法的导线测量数据、剖面图和平面导线图均存在较大差异，①起始点坐标高程差异较大；②方法一中，3—4 导线在剖面图上出现了较大高程落差，在平面导线图中也出现了“回头”的情况，与方法二形成了鲜明对比； ③F9 断层在剖面图上的存在不合理，后续无法作图。通过对比，笔者发现方法一由于掌上机 GPS的不稳定，致使许多不合理情况发生，对比之下，不难看出方法二精度更高，更能反应野外地质实际情况。

WPM01 剖面测量同时采用了第二种方法和第三种方法，如图3和表2所示，两种方法的导线测量数据、剖面图和平面导线图在表现形式上极为相似，差异主要表现在剖面图的高程和平面导线图的方位上，传统方法获取的野外地质观测数据和信息处于分散、非动态管理状态，极大地制约了地学资源信息的充分发挥（张克信等，2007）。传统剖面测量方法受人为误差、罗盘误差等因素影响，导致误差累积，多数会出现这样整体性的偏移，一般情况下会通过剖面的起止点坐标进行修正，本文为了突出传统剖面测量的误差影响，并未进行修正。虽然两种方法测量的结果极为相近，但是方法三存在效率低、纸质介质、后期数字化困难等诸多问题，对比之下，方法二更高效、更精确。

4 结论

（1）RGMAP 以数据库为基础，囊括实测剖面所需的各要素，建立了各要素间的逻辑关系，实现野外数据采集无纸化，同时采集的过程更加方便快捷，能有效帮助地质人员建立系统工作的思维，这套系统在野外数据采集上优于传统工作方法。

（2）通过3种方法的测试发现，第一种方法受掌上机现有 GPS定位技术的限制，定位易出现较大的波动，且现阶段暂时无法有效对其进行控制；第三种方法由于测绳无法做到真正的拉直，同时罗盘使用也会出现人为误差，这些都直接影响数据的精度；第二种方法在上述两种方法的基础上融入 RTK，扬长避短，通过实践验证，该方法能切实地提高测量精度。

笔者自 2016年以来在 1∶5万矿产调查、矿产勘查项目中一直运用数字地质调查系统（DGSS），真切地感受到该系统所带来的便利，结合实际工作经验总结出了一套实测剖面测量方法，主要通过掌上机进行野外数据采集，融入 RTK 进行坐标测量，再配合测绳对分层、照片、产状等要素进行控制，辅助确认要素在导线间的位置，该套方法能切实有效地提高工作效率和数据精度。

参考文献