PRB粒度理论与方法简介

1、 主要内容1 数字填图技术的核心问题及解决方案2 数据模型的概念3 PRB粒度理论与技术4 PRB数字填图技术体系建模5 效益比较模型PRB基本理论与技术方法简介数字填图系统RGMAP&MEMAP物理建模11数字填图技术的核心问题及解决方案2（1）建立实际的可用于解释数字原始数据文档资料。而不仅仅是最终的数字解释图件。（2）提高GIS应用的范围（3）更好的支持RS应用（4）有利于知识研究过程的延伸。精度与效率的提高（5）更好的满足数字地质科学信息的需求（6）是信息时代提供社会化服务的重要基础1.1为什么要进行野外数据采集技术研究31.2 野外路线地质调查特点4太古界中元古界长城系常州沟组石英岩

2、交错层理基本层序调查岩相调查岩石地层调查生物地层调查叠层石构造地质调查野外路线地质调查采集部分内容5传统的野外记录本一幅图需要50-60本这样的笔记本来记录野外观测的现象.大量描述性信息与素描图传统野外25万区调数据采集现状 传统的野外数据获取方法6RGMAP传统的野外记录本传统的野外数据获取方法71.3数字填图技术的核心问题及解决方案核心问题： 建立描述野外地质调查过程的语义粒度、空间粒度、描述粒度划分原则解决方案：(1)怎样定义数字地质调查(数字填图)(2)符合野外数据采集的采集器技术指标(3)怎样抽象野外路线调查过程为计算机过程模型(4)怎样抽象数字地质调查全过程为计算机过程模型82 数

3、据模型92.1数据模型的概念 数据模型是一种数据（实体）、数据（实体）之间的联系以及有关语义约束规则的形式化描述，属数据管理的范畴。 通俗地说，数据模型规定数据的内容、结构、行为和语义。其中，内容定义应该包括什么，不包括什么；结构描述数据之间的关系；行为用可执行的操作表示；语义则对属性域的有效性进行约束，如数据类型、取值范围（包括代码范围）以及缺省值等； 关系：描述对象之间（包括空间对象之间、非空间对象之间以及空间对象与非空间对象之间）的关系。 102.2 地理数据库数据模型架构 112.3 区域地质调查空间数据类型及其关系地质调查空间数据的基础特征 : 空间特征、属性特征、时间特征 地质调查

4、空间数据的类型 ：实体数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据 地质调查空间数据的拓扑关系 6种拓扑关系 122.4 数字填图数据之间的关系132.5 地质调查空间数据组织原则 数字填图系统图例地质实体要素模型统一性再现与认识归纳、聚合概念地质数据模型图层数字地质图空间数据库统一性再现与认识：一体化的描述一体化的组织与管理一体化的接口142.6 区域地质调查空间数据模型及其数据表达区域地质调查空间数据模型及数据表达实体分类归纳聚合联系地质空间实体模型(无拓扑)地质空间对象模型纯几何类型 几何拓扑类型 纯拓扑类型 非要素类型(对象类) 空间要素(要素类) 概念模型数据表达152.7

5、 区域地质调查空间数据模型及其数据表达 区域地质实体空间对象的定义 零维空间对象的定义 一维空间对象的定义 二维空间对象定义 聚合空间对象定义 弦列 弧 拓扑连线 点 结点 线段 内面 环 链 几何多边形 广义多边形 全链 几何拓扑多边形 图象或称数字影像 格网 层 面链 网链 几何环 几何拓扑环 全链 :全链是一条可以显式地定位左右多边形和始终端节点的链。实际材料图的地质界线 面链：面链是一条可以显式地定位左右多边形但不能定位始终端节点的链。在野外路线圈定的地质界线 网链：网链是一条可以显式地定位始终端节点的链但不能定位左右多边形的链。野外路线的轨迹 162.8区域地质调查空间空间要素模型点

6、：实体点：标号点：面点、结点线段：两点间的直线。如剖面线等。弦列：弦列是点的系列，表示一串互相联结而无分支的线段弧：弧是形成一条曲线的点的轨迹，该曲线可有数学函数定义。拓扑连线：拓扑连线是由两个节点的拓扑连接，可以其节点的顺序确定其方向。链：链是一个非相交线段和（或）弧的无分支而有方向的序列。全链：全链是一条可以显式地定位左右多边形和始终端节点的链。面链：面链是一条可以显式地定位左右多边形但不能定位始终端节点的链。网链：网链是一条可以显式地定位始终端节点的链但不能定位左右多边形的链。环：环是一个由不相交的链或弦列和（或）弧的闭合序列。几何环：是由弦列和（或）弧产生的环。如各种地质实体界线。几何

7、拓扑环：是由全链和（或）面链产生的环。如各种地质实体界线。内面：不包括其边界的面。主要是对面状数据的表示。几何多边形（带岛的多边形）：由一个内面、一个外几何环和零个或多个不相交的不嵌套的内几何环组成的面。几何拓扑多边形：几何拓扑多边形是一个并仅仅是一个两维拓扑面的两维面元。广义多边形：仅有内岛边界没有外边界的多边形。 173 数字填图技术与方法183.1 数字填图基本定义 地质调查的野外数据获取技术及其成果一体化的信息描述、一体化信息组织、一体化信息处理与综合、一体化信息接口、个性化的社会化信息服务。1、数据获取 2、数据组织3、标准化 4、再现 5、服务193.2 PRB 是什么？(1)野外

8、路线观测过程的计算机描述过程:地质(观测)定点路线观测 用计算机语言描述勾画界线 (PRB数据模型)产状采样20PRB 是什么？(2)实际材料图与编稿地质图的生产过程的计算化过程:分析研究地质连图 用计算机语言描述报告编写 (PRB数据操作)213.2野外路线观测与调查的过程抽象 (1)走出围绕野外路线观测与调查过程数据信息结构化程度细节的误区。地质内容调查是相当复杂的思维综合过程,如果在数字地质调查中,一下陷入结构化的数据模型研究中,则使模型变的相当复杂化,同时落入因不同学科、不同学术观点、不同人员、不同地区、不同地质构造位置、不同岩类、不同比例尺等造成的差异的争论之中。因而也就忽略了填图过

9、程的数字化研究。(2)重点转向地质调查中野外数据获取过程的数字化过程控制。(3) 地质调查中的核心过程-野外路线观测与调查的过程分解与定义。就是野外路线观测与调查的过程分解。(4)确定数字地质调查的技术流程(5)确定野外路线观测与调查的过程分解的数字组合模型。(6)定义野外路线观测与调查的过程数字组合模型的机制 22RGMAP野外观察路线描述点：点上描述点间描述点点上描述点间描述PRB的产生背景传统的描述是基于点上的文字描述,没有面向空间对象描述模型的概念,这也是导致80年代以来在这方面研究的误区,重点在对点上结构与构造的细节描述,结果使数字填图技术走进死胡同或项目性成果,无法形成共享系统.如

10、何描述点、点上描述、点间描述23空间粒度、描述粒度、语义粒度、存储粒度的相互关系、分割 空间粒度: 用点、线、面可以描述任何比例尺下的各种地质实体在空间的表现特征。可用基本要素、综合要素模块和对象类描述。对象模块的描述是与地质面要素类相互关联的。其中，基本要素由地质点、面、线要素类（空间实体数据）构成 24空间粒度、描述粒度、语义粒度、存储粒度的相互关系、分割 语法与语义粒度：语法是指语言中词与词相互结合的结构方式和结构关系。而语义是指语言的单位所表示的客观事物及其相互之间的关系。语法是形式，语义是内容。内容决定形式，形式又反作用与内容。在数字填图中，语法是描述地质填图过程中被采集的数据项于数

11、据项相互结合的结构方式和结构关系,重点是解决针对基于野外路线观测的解释数据和绝对数据的结构方式与关系 (规则).25空间粒度、描述粒度、语义粒度、存储粒度的相互关系、分割 语法与语义粒度：通过不同比例尺地质调查的工作要求，确定语义的粒度-即描述野外地质观测的内容的详细程度（包括空间粒度-即描述地质实体的空间位置与形态的详细程度），这种语法结构与语义的粒度的所构成的描述野外地质调查描述的结构方式和结构关系，通过数据模型的组织（存储粒度-既数据库群的组织与关系约束），创建了PRB数字填图理论与技术方法，解决了与比例尺无关的地质调查与填图野外数据获取技术核心技术，如果说PRB过程是野外地质调查的语法

12、，那么PRB数据模型就是基于语义的野外地质调查的完整描述信息数据结构。 26空间粒度、描述粒度、语义粒度、存储粒度的相互关系、分割 描述粒度:在数字填图过程中，描述粒度是指路线地质观测的描述基本要求，通常，要注意野外路线观测与综合分析的区别，野外路线观测的内容，重点是观测、收集野外客观的地质实体特征，野外路线观测描述的粒度包括：地层单位（或填图单位）名称、岩性组合、成份、眼色、岩石名称、岩石结构、岩石构造、矿物组成、矿化蚀变、接触关系、产状要素及其类型、构造、样品类别、古生物等内容。 27空间粒度、描述粒度、语义粒度、存储粒度的相互关系、分割 存储粒度：采用面向对象数据库技术，通过要素类、对象

13、类及其关系的数据模型设计，把基于语义的粒度控制下与比例尺无关的地质调查描述的结构方式和结构关系进行组织和存储，其最大的特点是，通过组成地质调查的基本要素类和对象类出发，处理和把握存储与组织的关系，不是直接存储关联的结果或是某一（集合）实体属性最终的结果,而是采用关联、依赖、组合和继承来描述对象之间的关系规则，通过规则可构成更多新的关联集合实体，真正实现数据模型与比例尺无关的目的。 28空间粒度、描述粒度、语义粒度、存储粒度的相互关系、分割 29P过程R过程B过程D3645P2mP2q路线地质调查PRB过程路线地质调查PRB过程（动态）303.3 PRB过程与PRB数据模型3.3.1 PRB过程

14、定义：用实体点-地质点（POINT）、网链-分段路线（ROUTING）、全链或几何拓扑环-点和点间界线（BOUNDARY）的数据模型和组织方式，对野外路线观测的对象及其过程的描述进行定义、分类、聚合和归纳，分层并结构化的储存在空间数据库中。把野外路线观测描述的地质现象的复杂过程及其本身观测的过程抽象为PRB过程。PRB基本程式是由PRB的组合而成。它是路线地质调查的最小组合单位。它由以下几种最小单元的组合模式，一条野外路线可有若干个最小单元组合而成。可由地质人员任意组合：模式一：P 适合地质调查野外填图中的补点工作。模式二：P-R-P，P-（B）-R-（B）-P，适合地质内容复杂程度中等填图工

15、作。模式三：P-(B1，B2，)- R - (B1,B2,)- P，适合地质内容复杂程度大的填图工作。313.3.2 PRB过程特点特点:均有描述空间位置和观测内容（结构化与非结构化描述）的三部分组成。每个过程的空间位置数据库解决了地质制图的问题每个过程的结构化数据库解决调查内容结构的规范化每个过程的非结构化数据-自由文本不约束地质学家思维的空间.即能满足计算机处理的需要，又能保证地质工作者取全观测数据和参数，描述它们之间的空间与地质关系与解释信息如顺序关系、地层关系、几何关系等。323.3.3 PRB过程要素PRB的基本过程、支配这些过程组合的规则及运用整个PRB过程的公共机制是PRB过程的

16、三个主要要素。（1）PRB基本过程：地质点POINT过程、分段路线ROUTING过程、点间界线 BOUNDARY过程。（2）过程组合的规则：地质点是PRB过程的核心。分段路线ROUTING过程、点间界线BOUNDARY过程必须隶属P过程。 （3）PRB过程的公共机制：PRB划分、PRB字典与扩展机制。 333.3.4 PRB数据实体34野外PRB划分规则：地质点是PRB过程的核心。分段路线ROUTING过程、点间界线BOUNDARY过程必须隶属P过程。一个P过程可以有1个至N个R过程，0个至n个B过程。一个R过程必须有1个或多或1个以上B过程。如果1个P程只有一个R过程，则B过程可以没有。PR

17、B划分：编码规则:从一个P过程到下一个P过程,P编号必须是唯一的。在P过程上的B过程，B过程的编号必定为0，其过程隶属该P过程。 。 35PRB公共机制PRB划分：编码规则:P-R-B隶属关系与存储PRB字典：野外数据采集系统提供了三种类型词典：PRB一般术语字典（2级查找）、PRB野外记录结构化描述字典（1级查找）、PRB规范结构化填空补缺式描述字典（1.5级查找）。PRB扩展机制： 在PRB过程中，还有一些采样过程，这些采样过程包括产状、化石、素描、照片、样品的数据采集。约定采样过程全部隶属R过程。其采样过程的编码与R过程一致。 36三级PRB体系把野外路线观测两个地质点之间的PRB过程视

18、为最小PRB单元的过程，称为一 级PRB过程。把多个PRB过程组合成一条路线的过程称为二级PRB过程。把数字地质填图过程规范化为六个子过程称为三级PRB过程。 前期PRB过程 PRB初期过程 野外PRB过程 野外驻地PRB过程 室内PRB终结过程 PRB成果提交过程37 前期PRB过程 PRB初期过程 野外PRB过程 野外驻地PRB过程 室内PRB终结过程 PRB成果提交过程 数字填图PRB过程流程原形模型 测区已有的多D产品整合在统一空间上 建立测区（或图幅）的PRB字典库 PRB过程和PRB过程模型，对连续的野外地质路线观测和观察，取全、取准野外各项原始地质资料。 单个PRB过程转入野外手图库。当天野外数据进库、路线总结，局部N个PRB地质连图等 其过程是N个PRB过程的处理过程。多个或全局PRB过程的处理包括地质连图、野外实际材料图、编稿地质图的制作与处理的过程。 编稿地质图数据转出版系统接口，区调报告的电子文档编写、实现多源区调数据的