專利名稱：地質(zhì)地理信息系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
地質(zhì)地理信息系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種信息系統(tǒng)，尤其涉及一種地質(zhì)地理信息系統(tǒng)。背景技術(shù)：
在GIS時代，工程地質(zhì)勘察行業(yè)是城市基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和供應者，在任何 一個城市的信息基礎(chǔ)設(shè)施中都占有十分重要的地位。行業(yè)經(jīng)過幾十年的洗禮，保存了大量 寶貴的歷史資料，包括地形圖、地質(zhì)地貌圖、管線數(shù)據(jù)、勘探柱狀圖、剖面圖等多種異源異構(gòu) 多時態(tài)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)性很強，具體表現(xiàn)為表現(xiàn)形式千差萬別、數(shù)據(jù)的獲得方 式差異較大等。這些資料按常規(guī)方式不利于保存，也不利于使用，難以滿足工程地質(zhì)勘察生產(chǎn)的 需要，尤其是隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，工程地質(zhì)勘察項目正向著大區(qū)域工程范圍、大規(guī)模 工程類型、大尺度工程數(shù)據(jù)量的方向發(fā)展，而在實際生產(chǎn)中傳統(tǒng)的工作方式過于依靠紙制 圖紙、個人經(jīng)驗以及CAD平臺，這就造成了由于數(shù)據(jù)缺乏空間屬性所導致的無法實現(xiàn)快速 準確的定位和查找以及無法實現(xiàn)精準的提取所需地點相關(guān)的地質(zhì)地理信息與管線管道信 息等問題，上述問題導致工程師無法對工程施工情況進行有效、準確的“預判”，工作效率不 高，很難滿足甲方關(guān)于“查明建(構(gòu))筑地區(qū)范圍內(nèi)的工程地質(zhì)條件(查明施工區(qū)域的地 形、地貌特征、地貌單元、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象、鉆孔遇到管線/溝渠等需要偏移等等方 面)以及場地附近既有建(構(gòu))筑物所遇到的工程地質(zhì)問題和如何解決的”的要求。更無 法依據(jù)現(xiàn)有資料對相關(guān)數(shù)據(jù)進行集約化快速分析，不能更有效的為科學決策服務。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的地質(zhì)地理信息資料按常規(guī)方式不利于保存，也不利于 分析、處理和使用，難以滿足工程地質(zhì)勘察生產(chǎn)的需要這一技術(shù)問題，本實用新型提供了一 種地質(zhì)地理信息系統(tǒng)。本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為提供了一種地質(zhì)地理信息系 統(tǒng)，所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)包括對采集的地質(zhì)地理信息進行錄入的圖文錄入裝置；時、空 坐標空間形成模塊；圖像拼接、檢查模塊；數(shù)據(jù)分析、計算模塊和用戶輸入模塊；打印、輸出 模塊。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文錄入裝置包括文字錄入模塊、圖像掃 描裝置和圖文參數(shù)輸入模塊。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖像掃描裝置還連接圖像空白裁切、過濾 模塊。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文參數(shù)輸入模塊和/或用戶輸入模塊均 為鍵盤。使用本實用新型地質(zhì)地理信息系統(tǒng)的處理方法包括以下步驟A 對地質(zhì)地理信息進行采集；[0011]B 對采集到的所述地質(zhì)地理信息進行錄入并編輯；C 對經(jīng)過所述步驟B處理后的所述地質(zhì)地理信息進行拼接和檢查；D 對用戶輸入的指定范圍內(nèi)的地質(zhì)地理信息進行分析和計算；E 對經(jīng)過所述步驟D分析和計算后的最終結(jié)果進行輸出。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟A具體為A1 采集并利用原始影像圖 文資料、記錄形成該資料的時間、空間和狀態(tài)坐標。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟A還包括:A2 采集并利用該地區(qū)更新 的地質(zhì)地理圖文資料、記錄形成該資料的時間、空間和狀態(tài)坐標；A3 對所述步驟Al和所述 步驟A2中的圖文資料進行疊加并劃分變化圖斑；A4 將所述變化圖斑處的地質(zhì)地理信息進 行實地測繪并記錄形成測繪數(shù)據(jù)的時間、空間和狀態(tài)坐標。 根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟B具體為B1 形成時和空相協(xié)調(diào)的坐 標空間；B2 對所述步驟A中采集到的信息進行文字錄入和/或圖像掃描；B3 對所述步驟 B2中錄入和/或掃描的信息進行數(shù)字化處理；B4 對所述步驟B3中經(jīng)過數(shù)字化處理的數(shù)據(jù) 導入所述步驟Bl中形成的坐標空間內(nèi)并生成相應的模型。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟C具體為C1 將地質(zhì)地理信息圖進行 比對，在不同圖紙上找出相類似的點和/或圖斑，將所述類似的點和/或圖斑進行分析，確 定是否為相同點和/或圖斑；C2 根據(jù)分析的結(jié)果將認定為相同的點和/或圖斑的比例進 行統(tǒng)一并拼接；C3 將所述拼接成型后的點和/或圖斑進行整體的檢查。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟Cl具體為將至少一空間坐標軸上數(shù) 值相同的點和/或圖斑進行比對，將被比較點與相鄰點的相關(guān)特征吻合，或者其另兩個空 間坐標值也吻合，或者只是比例值不一致，但其它特征相吻合的點和/或圖斑認定為同一 點和/或圖斑。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟C3具體為對所述步驟C2中統(tǒng)一比例 并拼接成型的點和/或圖斑形成的圖形進行整體準確性檢查、對拼接成型后形成的圖形范 圍內(nèi)的信息進行準確性檢查。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟D具體為D1 用戶輸入待進行地質(zhì)地 理信息分析的信息；D2 對用戶輸入的該信息范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，并將得到的數(shù) 據(jù)加入附加信息進行計算。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟D2中的所述附加信息包括施工成本 單價值、承載負荷值。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟E具體為對經(jīng)過所述步驟D分析和計 算后的最終結(jié)果根據(jù)用戶的指定進行文字和/或圖表的針對性輸出。采用本實用新型技術(shù)方案后，更便于對地質(zhì)地理信息資料的保存、分析、處理和使 用，可以對地質(zhì)地理信息進行更精確的預判，為實際工作提供了更精確的信息支持，提高了 工作的針對性、準確性和工作效率。

圖1.本實用新型的構(gòu)成模塊框圖；圖2.本實用新型地質(zhì)地理信息系統(tǒng)處理方法流程圖；[0027]圖3.本實用新型地質(zhì)地理信息系統(tǒng)處理方法中圖斑變化前影像圖；圖4.本實用新型地質(zhì)地理信息系統(tǒng)處理方法中圖斑變化后影像圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案進行詳細說明請參閱圖1，本實用新型構(gòu)成模塊框圖。如圖1所示，本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問 題所采用的技術(shù)方案為提供一種地質(zhì)地理信息系統(tǒng)，所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)包括對采 集的地質(zhì)地理信息進行錄入的圖文錄入裝置；時、空坐標空間形成模塊；圖像拼接、檢查模 塊；數(shù)據(jù)分析、計算模塊和用戶輸入模塊；打印、輸出模塊。根據(jù)本實用新型的更詳細優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文錄入裝置包括文字錄入模塊、 圖像掃描裝置和圖文參數(shù)輸入模塊。用以對前期收集的相關(guān)文字資料進行錄入，圖像進行 掃描。同時，通過圖文參數(shù)輸入模塊，輸入形成該圖、文資料的時間、歷史記錄、狀態(tài)信息，并 輸入相關(guān)圖紙的起止坐標。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖像掃描裝置還連接圖像空白裁切、過濾 模塊。因為相關(guān)地理地質(zhì)信息的圖紙通常都為規(guī)范的圖紙，該圖紙都會留有邊框，可能還會 有文字說明。但在后期圖紙拼接時，邊框、文字是都不需要的，故掃描的圖紙經(jīng)過空白裁切、 過濾模塊將圖紙中的邊框去掉，并過濾文字說明。不過，以方便后期使用，文字說明并不直 接刪除，作為更多的歷史時間信息予以保留，以備查詢。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文參數(shù)輸入模塊和/或用戶輸入模塊均 為鍵盤。請參閱圖2本實用新型地質(zhì)地理信息系統(tǒng)處理方法流程圖。如圖2所示，本實用 新型技術(shù)方案提供了一種地質(zhì)地理信息系統(tǒng)的處理方法，所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)處理方法 包括步驟第一步對地質(zhì)地理信息進行采集；第二步對采集到的所述地質(zhì)地理信息進行 錄入并編輯；第三步對經(jīng)過所述第二步處理后的所述地質(zhì)地理信息進行拼接和檢查；第 四步對用戶輸入的指定范圍內(nèi)的地質(zhì)地理信息進行分析和計算；第五步對經(jīng)過所述第 四步分析和計算后的最終結(jié)果進行輸出。其中，所述第一步為采集并利用原始詳細的影像圖文資料、記錄形成該資料的時 間、空間和狀態(tài)坐標。如果還有該地區(qū)更新的大比例地質(zhì)地理圖文資料，由于該更新的大比 例地質(zhì)地理圖文資料不夠詳細，則將原始影像圖文資料與該地區(qū)更新的大比例地質(zhì)地理圖 文資料進行疊加并劃分變化圖斑，將所述變化圖斑處的地質(zhì)地理信息進行實地詳細測繪并 記錄形成測繪數(shù)據(jù)的時間、空間和狀態(tài)坐標。其中，在采集并利用原始影像圖文資料中，地形圖、航空航天遙感像片、圖形數(shù)據(jù) 或影像數(shù)據(jù)、統(tǒng)計資料、野外測量數(shù)據(jù)或地理調(diào)查資料等，都可以作為圖文資料的信息源。 該圖文資料可以通過鍵盤、或轉(zhuǎn)儲的方法輸入電腦；圖形和圖像資料通過圖數(shù)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn) 換成電腦能夠識別和處理的數(shù)據(jù)。圖文資料數(shù)據(jù)采集的方法可以采用GPS法，即通過GPS接收機采集野外碎部點的 信息數(shù)據(jù)；測量儀器法，即通過全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等大地測量儀器實現(xiàn)碎部點野外數(shù) 據(jù)采集；航測法，即通過航空(航天)攝影測量和遙感手段采集地形點的信息數(shù)據(jù)；原圖矢 量化法，即通過數(shù)字化儀或者掃描矢量化的方法，利用已有地圖采集信息數(shù)據(jù)。小型的測量單位主要采用原圖矢量化法、航測法和測量儀器法采集數(shù)據(jù)。野外常規(guī)數(shù)據(jù)采集是工程測量中，尤其是工程中大比例尺測圖獲取數(shù)據(jù)信息的主 要方法。在采集數(shù)據(jù)的方法隨著野外作業(yè)的方法和使用的儀器設(shè)備不同可以分為兩種形 式。一、傳統(tǒng)方法，即使用普通的測量儀器，例如經(jīng)緯儀、平板儀和水準儀等，將外業(yè)觀測成 果人工記錄于手簿中，再進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理，然后輸入到電腦內(nèi)。二、野外全站儀方法，用 全站儀進行外業(yè)觀測，測量數(shù)據(jù)自動存入儀器的數(shù)據(jù)終端，或者借助掌上電腦，然后將數(shù)據(jù) 終端通過接口設(shè)備輸入到臺式電腦。采用這種方法則從外業(yè)觀測到內(nèi)業(yè)處理直至成果輸出 整個流程實現(xiàn)自動化。以上相關(guān)數(shù)據(jù)信息都應在采集完成后，同時附上該圖文資料的時間信息，該時間 信息可包括圖文生成時間信息，該時間信息還可以具體包括該圖文資料中記載的地質(zhì)地 理的歷史事件信息，例如歷史上在該地發(fā)生過地震、水災、填埋或泥石流等自然或人為建 造、搭設(shè)、拆除的影響造成的相關(guān)信息的生成時間；生成空間信息，該空間信息具體包括 該地質(zhì)地理信息相對于具體的某一參照物的空間坐標，例如x軸、Y軸和Z軸，參照物平面 可以是大地平面經(jīng)緯坐標，Z軸可以是參照黃海海平面的中國絕對正負零值定標高，當然， 也可以用其它參照物；和生成狀態(tài)信息，該狀態(tài)信息具體包括每個地質(zhì)地理信息是否為 起始、終點的信息，是否在建、正常使用、維護停用、棄用等。圖斑變化前后的影像示意圖可以參閱說明書附圖圖3和圖4。如附圖圖3和圖4 中所示，在進行更新的相關(guān)地址地理信息對比利用時，采集細部精確數(shù)據(jù)前，例如，利用圖 3，2007年深圳地區(qū)的衛(wèi)星遙感(RS)正射影像資料(DOM)和圖4的該市規(guī)劃國土房產(chǎn)信息 中心深圳市最新1 1000數(shù)字化地形圖資料進行疊加，劃分變化圖斑，讓外業(yè)調(diào)查人員在 外業(yè)調(diào)查時做到有的放矢。采用該方法比傳統(tǒng)方法效率高，大大縮短了相關(guān)地址地理信息 精確采集的更新工作時間。在本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，處理方法所述步驟B具體為B1 形成時和空相 協(xié)調(diào)的坐標空間；B2 對所述步驟A中采集到的信息進行文字錄入和/或圖像掃描；B3 對 所述步驟B2中錄入和/或掃描的信息進行數(shù)字化處理；B4 對所述步驟B3中經(jīng)過數(shù)字化處 理的數(shù)據(jù)導入所述步驟Bl中形成的坐標空間內(nèi)并生成相應規(guī)格統(tǒng)一的模型。在本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，處理方法所述第三步具體為C1 將地質(zhì)地理 信息圖進行比對，在不同圖紙上找出相類似的點和/或圖斑，將所述類似的點和/或圖斑進 行分析，確定是否為相同點和/或圖斑；C2 根據(jù)分析的結(jié)果將認定為相同的點和/或圖斑 的比例進行統(tǒng)一并拼接；C3 將所述拼接成型后的點和/或圖斑進行整體的檢查。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟Cl具體為將至少一空間坐標軸上數(shù) 值相同的點和/或圖斑進行比對，將被比較點與相鄰點的相關(guān)特征吻合，或者其另兩個空 間坐標值也吻合，或者只是比例值不一致，但其它特征相吻合的點和/或圖斑認定為同一 點和/或圖斑。所述步驟C3具體為對所述步驟C2中拼接成型的點和/或圖斑形成的圖形進行 整體準確性檢查、對拼接成型后形成的圖形范圍內(nèi)的信息進行準確性檢查。更具體的說，在進行相類似的點和/或圖斑的識別判斷前要進行比對，可以將其 中一副圖片的數(shù)字化點與其可能相近似的圖片的數(shù)字化點進行空間坐標的數(shù)值比對，有一 個空間軸向參數(shù)值是相同的時侯(以下說明時，假設(shè)Z軸數(shù)值相同)，再將該點在三軸空間的絕對位置(x、Y軸)和該點與其周邊各點的相對位置和周邊各點的相對位置進行空間坐標比對，如得到相同的對比結(jié)果，即可認定該副圖片的數(shù)字化點與其可能相近似的同一平 面的圖片的數(shù)字化點為同一點。當經(jīng)過對比后，不同圖片中的被比較點與其周邊各點的絕對位置不一致，但該點 與其周邊各點的相對位置和周邊各點的相對位置進行空間坐標比對，其相對位置比例固定 時，也可認定一副圖片的數(shù)字化點與其可能相近似的圖片的數(shù)字化點為同一點，只是兩幅 圖片中的數(shù)字化點的比例不統(tǒng)一，此時，進行比例縮放調(diào)整，使兩幅圖片呈相同的比例，為 后期圖片的拼接做準備。當找到不同圖片中存在的至少三個不在同一直線上的相同點時，即可使所述不在 同一直線上的相同點進行重合，實現(xiàn)圖片的拼接。判斷三個點不在同一直線的具體方法為，采集的經(jīng)計算的此三個點的坐標值中任 一個X值或Y值均不與另兩個點的X或Y值的平均值吻合，或其三點的距離(因有坐標值， 該三點的距離可計算)越均勻越好。此時，因Z軸相同，該三個點都在同一平面。當然，在拼接時，重新錄入更新的局部圖片用以替代原拼接時的歷史圖片，從而生 成更新的拼接圖片置于上部，但仍然保留該歷史圖片以備查驗。最后，對拼接成型后形成的圖形范圍內(nèi)的信息進行準確性檢查。例如，在平原地 區(qū)，樁位間距為20m時，相應信息值有三點以上異常，如土質(zhì)完全不相干、基層標高相差大 于3m、各土層位置上下倒置等。則進行提示，并要求復檢其數(shù)據(jù)是否準確。這就避免了數(shù)據(jù) 輸入不對造成的后續(xù)錯誤。當然，此地質(zhì)信息應考慮所在地理大背景，如有填埋、斜坡、發(fā)生 過泥石流等各種情況。因受地勢影響，地質(zhì)信息變化是可能的，但是是有一定規(guī)律的。與上述方法類似，在數(shù)據(jù)整理時，例如，錄入管網(wǎng)、道路路線，每個數(shù)據(jù)都包括是否 為起始、終點的信息，是否在建、正常使用、維護停用、棄用等時間和狀態(tài)信息。而如果在同 一條連續(xù)線路中間因為誤錄入，造成有多余的終點信息，則進行修改(將中間的終點信息 自動刪除)和提示，起智能化分析處理的作用。而如果提示不是終點，而某一點后卻沒有相 關(guān)、相同的圖文或數(shù)據(jù)，則進行提示是否需要修改。又如，總平面圖提示某區(qū)域某道路完全建成正在使用，而后期的局部明細圖標識 該路段尚未貫通，則應查實核對，并分析是否前期或后期數(shù)據(jù)出錯。同時，管網(wǎng)轉(zhuǎn)彎等，如果有兩幅圖的同一管網(wǎng)無法自動拼接(包括標高、方向、大 小)，則予以提示并要求確認。因為不排除某些管網(wǎng)確實存在小_大-小、大-小-大的實 際情況，但是，將在相應的信息報告中輸出并提示問題。以上數(shù)據(jù)可能會涉及到地質(zhì)地理的諸多信息，例如，地形地貌、建筑物、構(gòu)筑物、土 質(zhì)土層、道路、電力、通訊、給排水管網(wǎng)和其他各種信息。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述第四步具體為Dl 用戶輸入待進行地質(zhì)地 理信息分析的信息；D2 對用戶輸入的該信息范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，并將得到的數(shù) 據(jù)加入附加信息進行計算。其中，所述步驟D2中的所述附加信息包括施工成本單價值、承 載負荷值。更具體的，當用戶在使用過程中，在需要指定區(qū)域的地理地質(zhì)報告時，輸出需要的 地理、地質(zhì)信息，例如各土層的厚度及分布、各自的承載力值、管網(wǎng)大小及走向、道路及各系 統(tǒng)存在的干擾等問題。并結(jié)合造價單價信息，給出建議方案(例如使用平面布置、何種基礎(chǔ)、建議樓層高度及上面總荷載、基礎(chǔ)限制深度等)。甚至是給出價格、施工難易程度或風險 等的最優(yōu)的處置方案。然后在信息輸出時，可能會分成局部，如道路交通、管線、河道、地質(zhì)地層等信息。 就象有全國地圖，也能反映深圳市，而深圳市地圖，可能反映出深南大道，而南山區(qū)某地圖， 則能反映出其某個小區(qū)進出管網(wǎng)大小、負荷，以至是否能擴建等信息。其中，所述最終結(jié)果的輸出可以根據(jù)用戶的指定進行文字、圖和/或表的針對性 輸出。采用本實用新型技術(shù)方案后，更便于對地質(zhì)地理信息資料的保存、分析、處理和使 用，可以對地質(zhì)地理信息進行更精確的預判，為實際工作提供了更精確的信息支持，提高了 工作的針對性、準確性和工作效率。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本實用新型及使用本實用新型的方法所 作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新 型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種地質(zhì)地理信息系統(tǒng)，其特征在于所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)包括對采集的地質(zhì)地理信息進行錄入的圖文錄入裝置；時、空坐標空間形成模塊；圖像拼接、檢查模塊；數(shù)據(jù)分析、計算模塊和用戶輸入模塊；打印、輸出模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)，其特征在于所述圖文錄入裝置包括文字 錄入模塊、圖像掃描裝置和圖文參數(shù)輸入模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)，其特征在于所述圖像掃描裝置還連接圖 像空白裁切、過濾模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)，其特征在于所述圖文參數(shù)輸入模塊 和/或用戶輸入模塊均為鍵盤。
專利摘要本實用新型涉及一種地質(zhì)地理信息系統(tǒng)。所述地質(zhì)地理信息系統(tǒng)包括對采集的地質(zhì)地理信息進行錄入的圖文錄入裝置；時、空坐標空間形成模塊；圖像拼接、檢查模塊；數(shù)據(jù)分析、計算模塊和用戶輸入模塊；打印、輸出模塊。采用本實用新型技術(shù)方案后，更便于對地質(zhì)地理信息資料的保存、分析、處理和使用，可以對地質(zhì)地理信息進行更精確的預判，為實際工作提供了更精確的信息支持，提高了工作的針對性、準確性和工作效率。
文檔編號G06F17/30GK201622567SQ20102000017
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者劉念琴, 南凌, 周俱有, 唐勇, 張文華, 李勇, 李愛國, 沈穎, 熊金安, 王雙龍, 王 鋒, 紀曉東, 邱建金 申請人:深圳市勘察測繪院有限公司;北京市市政專業(yè)設(shè)計院有限責任公司深圳分院