重要地质钻孔图表数据库建设工作内容和方法

王斌 张立海 李杰 梁银平 杨贵生 刘向东

(国土资源实物地质资料中心)

摘要 钻孔图表数据库建设是全国钻孔数据库建设的三大内容之一，是最真实的原始地质钻孔资料信息库，旨在利用计算机和信息技术将地质钻孔的工程布置图、勘探线剖面图、钻孔柱状图、样品分析结果表以及钻孔基础属性等信息，著录建成全国统一的数据库管理系统，并向社会提供服务利用。结合实际工作，本文介绍了钻孔图表数据库建设的工作内容、方法和流程等，希望能为各省(区、市)钻孔图表数据库建设工作提供一定的技术指导。

关键词 钻孔 数据库 资料 方法

0 引言

为充分了解全国地质钻孔基本信息情况，2011年国土资源部印发了《关于开展钻孔基本信息清查工作的通知》。经统计，除油气、海洋和放射性矿产行业外，全国保管有地质钻孔资料的地勘单位1103个，有钻探工作量的项目35580个，钻孔总数958102个，总进尺约218×108m。为充分利用已有地质钻孔资料，降低地质工作风险，减少重复工作，2013年国土资源部印发了《关于开展全国重要地质钻孔数据库建设工作的通知》，在全国组织开展了钻孔数据库建设工作。全国钻孔数据库建设分为图表数据库、属性数据库和岩心图像数据库建设3个阶段。其中，2013～2015年度重点开展钻孔图表数据库建设工作。本文就钻孔图表数据库建设的工作内容和方法介绍如下：

1 目标任务

按照统一的标准和要求，将应汇交、已归档保管且信息完整的区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质、灾害地质等地质工作形成的地质钻孔工程布置图、勘探线剖面图、钻孔柱状图、样品分析结果表(以下简称“三图一表”)以及钻孔基础属性信息等资料，通过收集、整理、数字化、整合著录等工作，建成全国统一的数据库，并向社会公众提供服务利用。

2 工作内容和方法

21 收集整理地质钻孔资料

以项目为单元，通过查找有钻探工作量的项目的原始地质钻孔资料，收集和整理历史性和新汇交的地质钻孔“三图一表”以及保管单位、项目和钻孔的基本属性信息。同时，各单位应按照数据库中各数据表著录项的内容和要求，以表格形式做好钻孔资料保管单位、项目和钻孔信息的资料收集记录卡片，以便于后续数据著录和质量检查。

22 数字化地质钻孔资料

221 图件数字化质量要求

按照《SZ1999001—2000 图文地质资料扫描数字化规范》要求，利用数字化扫描或数据类型转换方式，生成格式或PDF格式的“三图一表”。其分辨率要求图纸300dpi、文字200dpi(至少在原图和扫描图1：1情况下，以图件中的各字符看清楚为准)。当栅格文件的清晰度不佳时，应根据实际情况调整分辨率和其他相关参数，如门限参数、对比度、亮度等。

对于纸质“三图一表”的扫描，应与原件的对角线误差和边长误差均不得超过±01%，倾斜度＜1%。同时，应保证扫描后彩色栅格文件的色彩要有较好的还原度，灰度栅格文件要有层次感。各扫描图件应以文件形式进行单独存储。各扫描图件在钻孔数据库中的编号规则为：组织机构代码＋资料档号＋图件编号＋顺序号。

222 地质钻孔资料的数字化方法

(1)纸质地质钻孔资料的数字化

对于纸质地质钻孔“三图一表”，按照图件数字化质量要求，扫描生成JPEG等格式或PDF格式电子文件。对于一次扫描不能完成的比较大的单个图件，可分割几次进行扫描。经多次扫描形成的多个栅格图件文件，可以拼接；也可以不拼接，保留其原始性。其中，在扫描之前，应对纸质图件进行修整、分类和组织编排等工作。

(2)电子类地质钻孔资料的数字化

对于2013年1月1日以前汇交的电子类地质钻孔资料，各省级地质资料馆可利用商业软件或汇交人开发的专业软件中的功能，将地质钻孔“三图一表”进行数据类型转换，生成JPEG等格式或PDF格式电子文件。对于无法转换的，应查找纸质原始地质钻孔资料，按照纸质地质钻孔资料的扫描方法进行数字化。

对于2013年1月1日以后新汇交的电子类地质钻孔资料，汇交人应利用商业软件或自己开发的专业软件将地质钻孔“三图一表”进行数据类型转换，或者扫描数字化，生成JPEG等格式或PDF格式电子文件，并以单独文件形式进行存储后进行汇交。

23 著录重要地质钻孔图表数据库

利用地质钻孔数据采集系统(以下简称“采集系统”)，将地质钻孔信息著录到钻孔图表数据库有两种方法，一是在Excel表中进行录入，然后导入到采集系统中；二是直接利用采集系统，依次录入保管单位、项目和钻孔基本信息。系统界面如图1所示。

对于2011年已建立的地质钻孔基本信息清查数据库，经经纬度坐标转换后，可直接导入到采集系统，无须重复录入。导入完成后，只需在采集系统的项目信息表中补充工程布置图及其数量、勘探线剖面图及其数量、样品分析结果表及其数量、密级等7个属性项内容；钻孔基础信息表中补充勘探线号、孔口高程、钻孔柱状图及其数量等4个属性项内容。

图1 地质钻孔数据采集系统主界面

24 检查地质钻孔数据

地质钻孔数据质量检查分为自查、互查和抽查3个阶段。具体要求如下：一是著录人应按照著录一条自查一条的原则，对照《地质钻孔资料信息记录卡》及时开展，并做好工作日志(表1)和数据质量自查记录(表2)，数据自查率为100%；二是各单位项目组应以录入钻孔数量或者时间为单位，及时开展互检工作，重点对属性项内容的准确性、完整性和规范性，以及“三图一表”录入数量和质量等进行检查，并做好数据质量互查记录(表2)，数据互检率为100%；三是各省级技术支撑单位应对各地勘单位提交的钻孔图表数据库中各数据表中的必填项、有逻辑关系的字段(如项目结束时间与终孔日期等)、需要利用其进行检索查询和统计分析的字段(如保管单位、行业部门等)等进行100%检查，并至少对数据库中15%的钻孔对照原始地质资料和《地质钻孔资料信息记录卡》，进行钻孔数据的完整性、准确性、规范性，以及“三图一表”数量和质量等抽查工作，要求错误率低于03%；四是国土资源实物地质资料中心(以下简称“实物中心”)负责对31个省(区、市)提交的数据库中15%的钻孔进行数据质量抽查工作。

表1 地质钻孔数据采集工作日志表

表2 地质钻孔数据采集质量检查记录表

25 提交成果

利用采集系统中的“数据完整上报”、“数据默认备份”或“数据导出备份”等功能，生成7z格式的压缩文件进行上报。钻孔图表数据库上报不得采用互联网方式，应选用移动硬盘或光盘向上级部门进行成果提交。

3 工作职责和流程

全国钻孔数据库建设是一项十分复杂的系统工作，需要在政府部门和各单位的共同努力下才能顺利完成。国土资源部、中国地质调查局和各省(区、市)国土资源主管部门负责组织、督导下属各单位开展钻孔数据库建设工作。其他各单位工作职责和流程如下：

31 实物中心工作职责和流程

实物中心负责全国钻孔数据库建设的技术支撑、业务指导和咨询服务工作，工作流程如图2所示。

图2 实物中心工作流程图

32 各省级技术支撑单位工作职责和流程

各省级技术支撑单位负责本省(区、市)钻孔数据库建设的技术支撑、业务指导和咨询服务工作，工作流程如图3所示。

图3 各省(区、市)技术支撑单位工作流程图

33 各地勘单位工作职责和流程

各地勘单位负责完成需要由本单位补充扫描的地质钻孔“三图一表”的建库工作，并负责建立本单位钻孔图表数据库。其工作流程如图4所示。

图4 各地勘单位工作流程图

4 其他问题

1)对于冶金行业历史性的地质钻孔资料中没有钻孔柱状图的，可以扫描《原始地质钻孔编录信息表》替代钻孔柱状图进行录入。

2)对于“孔口高程”在原始地质资料中无法找到的，可根据具有等高线的平面地形地质图、工程布置图或实际材料图等相关资料，测量估算出高程值，并在备注中注明。

3)对于钻孔坐标为地方坐标的，应统一转换为经纬度坐标进行填报。同时，地方坐标的原始数据也应填报。地方坐标转换为经纬度坐标的方法为：①具有钻孔坐标所对应国家坐标的矿区原点坐标的，则可利用简单公式得到：X＝X0＋α，Y＝Y0＋b。②没有钻孔坐标所对应国家坐标的矿区原点坐标的，可查找其平面地形地质图、工程布置图等相关资料或其他地形地质图，通过比照的方法，直接读取相应钻孔的坐标(地形图等图件上的坐标为国家坐标的)或通过选取公共点的方式建立地方坐标和国家坐标之间的关系，测量估算出该点的坐标，然后将其转换为经纬度坐标，并在备注中注明为估算坐标。③没有钻孔坐标所对应国家坐标的矿区原点坐标的，也没有平面地形地质图，则应查找项目设计、该矿区开展过的其他工作资料、钻孔位置的文字描述等，如有此类资料，则参照方法①、②进行处理。经查找无以上资料的，可利用该矿区中心点的经纬度坐标作为此项目所有钻孔的坐标，并在备注中注明。

MATLAB中的应力云图可以通过多种方式导出和保存，其中一种常用的方式是将其保存为数据库文件。下面是一个简单的步骤：

1首先，在MATLAB中绘制并生成应力云图。你可以使用'dbcont'函数暂停程序执行以便进行交互式 *** 作。

2然后，使用MATLAB提供的导出工具将应力云图保存为数据库文件。这个过程类似于给变量赋值 *** 作，只不过此时会将整个云图保存到一个数据库文件中。例如，你可以使用'matfile'函数创建一个数据库文件对象，然后使用该对象的'save'方法将应力云图保存到数据库文件中。

3最后，你可以使用其他程序或者MATLAB本身读取和分析保存在数据库文件中的应力云图数据。

需要注意的是，如果你希望导出更多的应力云图数据（例如，坐标系、网格等信息），则需要自行编写代码使其和保存的云图数据一起存储到数据库文件中

当前，以地理信息系统为核心的三S技术（遥感技术RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS）与多媒体（MM）技术有机结合一体化，以其强大的空间信息（数据）采集、处理、分析综合和表达与管理能力，为各行业实际应用部门提供了各种有用的决策信息，大大提高应用部门的生产力及其管理水平，已成为直接为国土资源勘查、生态环境和自然灾害调查、评价、监测与防治等工作及社会生产与管理部门服务的一种实用技术方法。

2021 地理信息系统（GIS）

20211 地理信息系统的概念及其作用

地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）集计算机科学、地理学、测绘、环境科学、空间科学、地质学、信息科学和管理科学等为一体的多学科结合的新兴边缘学科。它以空间数据为研究对象，以计算机为工具，通过人的参与进行一系列空间 *** 作和分析，为地球科学、环境科学、灾害监测与评价、工程设计乃至企业经营等工作提供规划管理的决策科学信息。

地理信息系统已被广泛用于国土资源勘查和环境监测与评价等方面，特别在遥感制图、矿产资源定量预测、工程布置的点位优选、勘探靶区优选等等方面，已有相当的成功实例与经验。目前，地理信息系统已经作为一种主要的信息产业，取得了显著的社会与经济效益。实际上，地理信息系统所研究的对象及覆盖面远远超出了地理学的范畴。

地理信息系统是管理空间数据的计算机系统。空间数据是指不同来源的用遥感和非遥感手段所获取的数据，它有多种数据类型，包括地图、遥感影像、统计数据等，其共同特点是都有确定的空间位置——地理坐标参照系统。其工作过程主要是通过空间实体的空间位置与空间关系来进行的，当然也可以通过它们的属性来进行。它对空间数据除管理、检索、查询外，还必须进行各种运算和分析。其输出除表格、文字、数据外，主要的形式是图形。地理信息系统主要用来分析和管理在一定地理区域内分布的各种地学、社会现象和过程。它是地学、计算机、系统工程等学科知识的融合，是跨学科的技术系统。

遥感是地理信息系统重要的数据源和强有力的数据更新手段。遥感的多时相、量纲统一的、动态的全球范围内的快速监测数据，是其他手段所不能替代和比拟的，因而地理信息系统作为一种空间数据管理、分析的有效技术，可为遥感提供各种有用的辅助信息和分析手段。目前，地理信息系统的一个重要发展趋势，是加强空间信息管理系统与遥感图像处理系统的结合，以提高资源与环境信息系统在动态分析、监测与预报方面的能力，改善遥感分析的精度。

20212 系统构成

地理信息系统主要是由GIS的硬件、软件、地理数据（库）和系统的管理 *** 作人员四个部分组成。

GIS硬件主要是计算机，包括必备的外部设备如数字化仪、打印机及绘图仪。可选设备有扫描仪、激光绘图仪及打印机、磁带机等。

地理空间数据是指以地球表面空间位置作为参照系的各种景观数据（如自然的、社会的、人文经济的等）。这些数据可以是图形、图像、文字、表格和数字等形式，由系统的建立者通过有关的量化工具和介质输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。

早期的GIS一直是以各种类型的地图作为主要的数据源。随着遥感技术的兴起，遥感信息以其周期性、动态性、信息丰富、获取效率高并可直接以数字方式记录传送等优点成为重要的GIS信息源和数据更新手段。遥感与GIS的结合是空间技术发展的趋势。

系统开发、管理和使用人员是GIS的重要构成因素。因为GIS是一个动态的地理模型，光有系统软硬件和数据不能构成完整的GIS，需要由人进行系统的组织、管理、维护和数据更新，使系统不断得到完善，并合理使用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服务。

GIS软件是GIS技术的核心，它既是GIS技术的集中体现，又是这一技术的应用基础。一般商品化产品，如美国的ARC／INFO系统，中国的MAPGIS，主要由数据采集、数据管理、数据分析、数据转换和数据输出五部分构成。

（1）数据采集

其功能是完成地学数据采集与输入工作，可用扫描仪、数字化仪、图形终端或其他系统的磁盘数据文件输入。主要的信息源有：专题地图（包括地形图）、统计表格、遥感影像、实测数据以及其他系统的数据文件。

数据采集方式主要有以下几种：① 手工式，是早期和试验时采用的方法，效率和精度均低。② 手扶跟踪数字化，是当前最有效的地图数字化方式，在手扶跟踪数字化仪和数字化板支持下进行。通过这种方式可得到矢量格式的地图数字化数据。③ 自动扫描，是最有前途的数字化方式。由扫描仪进行，扫描仪可以每英寸300～600点（线）采集地图或影像的灰度或颜色，形成点阵像元数据或多波段数据。④ 数据通讯，是在联网方式下获取有关的其他信息系统的一种方式。无论用何种方式采集，其目的都是要把数据源变为GIS可以存贮管理和分析的形式。

（2）数据管理

其功能是实现空间（几何）数据和属性（非几何）数据的存储、检索、查询、编辑、修改。GIS与其他信息系统最大的不同之处是对空间数据的管理。如何实现空间数据与属性数据的统一存储、检索、查询、编辑和修改是评价GIS的一个重要方面。

一个功能强大的GIS产品能够提供一个统一的空间数据库管理系统，提供各种范围内的双向查询、编辑、建模功能，允许快速地修正并更新空间数据及有关的描述数据。例如，最新推出的许多GIS软件都使用了一个优化的、面向目标的数据库管理系统，可以快速地存取大型关系文件，它把现实物体的空间关系、特征和属性存储在同一个网络分布式关系数据库中，所以做图、拓扑数据结构是这种数据模型的特征。

（3）数据分析

数据分析部分借助地学模型（预置式模型或用户自定义模型），完成地理数据的分析和计算工作，是GIS的核心内容。目前比较成熟的分析功能有地面数字高程模型、网络分析模型、邻近分析模型、区域分析模型、拓扑分析模型以及空间距离搜索模型等。

数字地面模型（DTM）在自然地理、地貌、水利、工程设计、管道布线等领域有着广泛的应用。当地图被数字化后，利用等高线通过插值可以生成数字地面高程模型（DEM），并由DEM进一步产生坡度、坡向、沟谷、山脊、地表粗糙度等10多个地形要素，构成DTM数据。利用这些地表信息与植被、土壤、人文要素的相关性，可建立不同的地学应用模型。

网络分析模型在经济地理、市场分析、交通管理等领域有着广泛的应用。此模型根据网络拓扑性质，可以在两点间选择最短路径，并绘出其长度和有关信息，也可以比较各个市场中心服务范围和影响区域。

定距离空间搜索（Buffer）模型和邻近区域分析模型在区域规划、国土整治、土地管理等领域有着广泛的应用。通过指定空间搜索距离，用户可以方便地进行空间检索、查询，了解在一定范围内地理现象的空间分布；通过邻近区域分析模型，用户可方便地进行邻近区域检索、查询、了解区域周围的环境情况。由于用模式来定义表，表和空间数据联系在一起，这样用户能进行集成的空间和属性处理、报表生成、专栏处理、属性标记和相互作用的属性修改、更新等项内容。

点、线、多边形是GIS图形数据的基本单元，与之相应的拓扑分析模型在自然资源管理、生态评价、土地评价和规划等领域有着广泛的应用。它通过多幅专题图或专题图与图像合并办法，生成新的专题图及新的属性表，为运用不同评价和规划模型，完成地理信息的分析和地理数据的计算提供了极大方便。

上述系统底层通用分析模型仅提供了某些数据分析的工具。在具体应用领域还需结合专业知识和实际要求建立用户的应用模型。

（4）数据转换

是提供不同空间数据集的集成途径。空间数据都是用矢量和栅格格式进行采集、存贮和处理的。矢量结构的数据更能表达我们的空间想像，因此它最常用于手工的数据采集。但是，数据自动采集方式往往产生与计算机的规则结构相匹配的栅格结构数据。因此，现代GIS应兼容矢量和栅格两种数据格式，提供多种方法进行两种数据的相互转换，满足多源信息综合分析的需求。

（5）数据输出

数据输出部分将GIS信息或分析结果以可视的形式表示，如屏幕，绘图仪、打印机输出等。系统同时支持软硬件拷贝显示，使用户能够获得在屏幕上所见结果，即在地图成图之前，用户能预先看到硬拷贝输出的图形。用户还可以在图形窗口内编辑地图，包括彩色设计，图廓整饰、生成比例尺、注记、图例、表格、公里网格等，最后由绘图仪或打印机输出。

2022 全球定位系统（GPS）

全球定位系统（GPS：Global Position System）是美军自20世纪70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。它由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。工作卫星分布在6个轨道面内，卫星轨道面相对地球赤道面的倾角为55°，每个轨道平面配置3颗卫星，每隔一条轨道平面配备一颗备用卫星，轨道的平均高度约为20200 km，卫星运行周期为11小时58分。因此，在同一测站上，每天出现的卫星分布图相同，只是每天提前几分钟。每颗卫星对地球的可见面积为地球总表面积的38%，每颗卫星每天约有5小时在地平线上。同时位于地平线上的卫星数目最少为4颗，最多为11颗。这样的空间配置，可保证在地球上任何时间，任何地点至少可同时观测到4颗卫星，加上卫星信号的传播和接收不受天气的影响，因此GPS是一种全球、全天候的连续实时导航定位系统。GPS的出现，为大量的野外高精度定位工作提供了极大方便，使定位与导航在精度和速度上都产生了质的飞跃，进入了电子化和自动化时代。

GPS作为新一代卫星导航与定位系统。不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性等优点，现在已广泛地在全球应用。需要指出，全球定位系统的导航和定位在概念上是有所不同的，所谓定位是指运动载体，如汽车上安装GPS信号接收机，然后实地测出接收天线所在的位置，这称为GPS定位，也称GPS动态定位。动态的意思是指定位是在极短的时间内完成的。如果GPS接收机在测得运动载体实时位置的同时，还测得运动载体的速度，时间和方位等状态参数，进而可“引导”运动载体驶向预定的目标位置，这称为导航。由此可知，导航是一种广义的动态定位。

GPS是从军事方面发展起来的，出于军事目的，它提供两种服务即标准定位服务SPS（Standard Positioning Service）和精确定位服务PPS（Precise Positioning Service）。前者用于民用事业，后者为美国军方服务。美国政府为限制非军事用户和其他国家使用GPS的精度，分别在 1991年和 1994年实施了“SA（Selective Availability）”技术和“AS（Anti-spoofing）”技术，即“有选择可用性”技术和“反电子欺骗技术”。使SPS服务水平定位精度降低到100 m，而在密码保护下的PPS服务精度提高到1 m。

针对实施的“SA”技术，各国纷纷采用技术对策，出现了差分GPS即DGPS（Differential GPS）。“差分”的概念在无线电导航领域早就被采用，差分GPS的提出，使差分技术提高到过去从未有过的重要地位。采用差分GPS几乎可以完全消除“选择可用性”带来的误差。它利用某些地面发射站送出的已知精确位置的基准信号，将其与GPS的定位信号进行比较和修正。这样，通过建立基准通讯链方式，使GPS数据实现精确校正。目前利用差分技术可使定位精度超过单独使用PPS所得到精度。因此，美国比其他许多国家更快地将DGPS投入到实际使用中，目前其精度可达1 cm，用它可监视地球和冰川的微小运动。2001年美国取消了“SA”技术限制，GPS的定位精度大大提高。

全球卫星定位系统的迅速发展，引起了各国军事部门和广大民用部门的普遍关注。GPS定位技术的高度自动化及其所达到的高精度和具有的潜力，也引起了广大测量工作者的极大兴趣。特别是近十多年来，GPS定位技术在应用基础的研究、新应用领域的开拓、软件和硬件的开发等方面都取得了迅速发展。广泛的科学实验活动为这一新技术的应用展现了极为广阔的前景，经典的大地测量技术经历了一场意义深远的变革，从而进入一个崭新的时代。

目前，GPS精密定位技术已经广泛地渗透到了经济建设和科学技术的许多领域，尤其对经典大地测量学的各个方面产生了极其深刻的影响。它在大地测量学及其相关学科领域，如地球动力学、海洋大地测量学、天文学、地球物理勘探、资源勘察、航空与卫星遥感、工程变形监测、运动目标的测速以及精密时间传递等方面的广泛应用，充分地显示了这一卫星定位技术的高精度与高效益。

2023 RS、GIS和GPS多功能综合

作为空间信息处理的3S技术系统，在空间信息管理中各具特色，均可独立完成自身的功能。同时，它们所能解决的问题之间又有很多关联性，在解决问题的功能上又各自存在着优点和不足：GIS具有较强的空间查询，分析和综合处理能力，但获取数据困难；RS能高效地获取大面积的区域信息，但受光谱波段的限制，且数据定位及分类精度差；GPS能快速地给出目标的位置，对空间数据的精确定位具有特殊意义，但它本身通常无法给出目标点的地理属性。因此，只有三者有机结合起形成一个多功能综合的技术系统，才能发挥更大的作用（图20-3）。在3S系统中，简单地说，GIS相当中枢神经，RS相当传感器，GPS相当定位器，三者的共同作用将使地球能实时感受到自身的变化，使其在资源环境和区域管理等众多领域中发挥巨大作用。RS，GIS和GPS三者的结合与集成已成为当今空间信息系统的发展方向，也是空间科学发展的必然趋势。

图20-3 3S技术系统

20231 GIS与RS的结合

GIS和RS都是独立发展起来的支撑现代地学的空间科学技术，其中GIS是管理与分析空间数据的有效工具，RS是空间数据采集和分类的有效工具，它们的研究对象都是空间实体，二者关系十分密切。

GIS和RS的结合主要表现在RS对GIS动态地提供和更新各种数据，而GIS作为空数据处理分析的技术工具，可大大提高RS空间数据的分析能力及分析精度。在实践中，RS和GIS结合的主要形式是利用遥感图像经过计算机图像处理、信息提取、目视解译等方式，编制各种专题图，而后通过数字化仪等输入设备将专题图上所需信息输入到地理信息系统中，或者遥感数据经图像处理、分类和模式识别等方式提取有关信息直接进入地理信息系统数据库。这种结合方式的实质是用遥感形成专题系列数据库（包括遥感图像库）提供给地理信息系统。数据库中各专题要素因来自同一信息源，保证了时相和图幅位置配准，所以很适合在地理信息系统中进行多重信息的综合与复合分析，从而派生出综合性数据及图件，最大限度地发挥有关数据的作用。例如，在流域综合治理中，根据单要素的坡度图、土壤类型图、地貌类型图及植被类型图，通过地理信息系统中的有关模型分析可得到土地利用评价图及土地利用规划图等。

20232 RS与GPS的结合

GPS和RS都可看作为GIS的数据源的获取系统，而且，GPS和RS既分别具有独立的功能，又可以互相弥补其不足。

首先，GPS的精确定位功能解决了RS获取目标信息定位困难的问题。在GPS问世以前，地面同步光谱测量、遥感的几何校正和定位等都是通过地面控制点进行大地测量才能确定的，这不但费时费力，而且当无地面控制点时更无法实现，从而严重影响数据实时进入系统。GPS的快速定位为RS数据实时、快速进入GIS系统提供了可能。也就是说，借助GPS可使RS迅速进入GIS分析系统，保证了RS数据及地面同步监测数据获取的动态配准、动态地进入GIS数据库。

其次，利用RS数据实现GPS定位遥感信息查询。此外，利用GPS形成了一系列新技术，如GPS气象遥感技术，利用GPS卫星和接收机之间无线电讯号在大气电离层和对流层中的延迟时间，了解电离层中电子浓度和对流层中温度湿度获得大气参数及其变化情况。因而目前建立和正在建立的全球许多GPS观测网将是提供大气参数的一个重要新数据源。对天气预报尤其是短期天气预报发挥巨大作用。

20233 GPS与GIS的结合

GPS和GIS的结合，不仅能取长补短使各自的功能得到充分的发挥，而且还能产生许多更高级功能，从而使GPS和GIS的功能都迈上一个新台阶。

通过GIS系统，可使GPS的定位信息在电子地图上获得实时的，准确的形象的反映及漫游查询。通常GPS接收机所接收信号无法输入底图。若从GPS接收机上获取定位信息后，再要回到地形图或专题图上查找，核实周围地理属性，该工作十分繁杂，而且花费时间长，在技术手段上也是不合理的。如果把GPS的接收机同电子地图相配合，利用实时差分定位技术，加上相应的通信手段组成各种电子导航和监控系统，可广泛用于交通、公安侦破、车船自动驾驶、科学种田和海上捕鱼等方面。

GPS为GIS及时采集、更新或修正数据，例如在外业调查中通过GPS定位得到的数据，输入给电子地图或数据库，可对原有数据进行修正、核实、赋予专题图属性以生成专题图。

一、术语和定义

1、数字化

用计算机技术将模拟信号转换为数字信号的处理过程。

2、纸质档案数字化

采用扫描仪或数码相机等数码设备对纸质档案进行数字加工，将其转化为存储在磁带、磁盘、光盘等载体上并能被计算机识别的数字图像或数字文本的处理过程。

3、数字图像

表示实物图像的整数阵列。一个二维或更高维的采样并量化的函数，由相同维数的连续图像产生。在矩阵（或其他）网络上采样——连续函数，并在采样点上将值最小化后的阵列。

4、黑白二值图像

只有黑白两级灰度的数字图像。它对应于黑白两种状态的文字稿、线条图等。

5、连续色调静态图像

以多于两级灰度的不同浓淡层次或以不同颜色通道组合成的静态数字图像。在纸质档案数字化过程中，通常表现为灰度扫描和彩色扫描两种模式。

6、分辨率

单位长度内图像包含的点数或像素数，一般用每英时点数（dpi)表示。

7、失真度

对档案进行数字化转换后，数字图像与档案原件在色彩、几何等方面的偏离程度。

8、可懂度

数字图像向人或机器提供信息的能力。

9、图像压缩

清除图像冗余或图像近似的任一种过程，其目的是对图像以更紧凑的形式表示。

二、纸质档案数字化基本要求

1、基本原则

纸质档案数字化的基本原则是使档案信息资源准确方便快捷地提供利用，使可以公开的档案信息资源得到共享，以满足社会对档案利用的需求。

2、数字化对像的确定原则

应当对所要进行数字化的对象按照一定的原则和方法进行确认，只有符合一定要求的纸质档案文献才能进行数字化。

1）符合国家法律法规的原则

纸质档案的数字化，必须符合国家档案开放规定以及有关规定。

2）价值性原则

属于归档范围且应永久或长期保存的、社会利用价值高的档案可列入数字化加工的范围。

3、基本环节

纸质档案数字化的基本环节主要包括:档案整理、目录建库、档案扫描、图像处理、图像存储、数据质检、数据挂接、数据验收、数据备份、成果管理等。

4、 过程管理

1）应加强纸质档案数字化各环节的安全保密管理机制，确保档案原件和数字化档案信息的安全

2 ）纸质档案数字化的各个环节均应进行详细的登记，并及时整理、汇总，装订成册，在数字化工作完成的同时建立起完整、规范的记录。

三、档案整理

在扫描之前，根据档案管理情况，按下述步骤对档案进行适当整理，并视需要作出标识，确保档案数字化质量。

1 目录数据准备

2 拆除装订

3 区分扫描件和非扫描件

4 页面修整

5 档案整理登记

6 装订

四、档案扫描

1、扫描方式

1)根据档案幅面的大小(A4、A3、A0等)选择相应规格的扫描仪或专业扫描仪(如工程图纸可采用0号图纸扫描仪)进行扫描。大幅面档案可采用大幅面数码平台，或者缩微拍摄后的胶片数字化转换设备等进行扫描，也可以采用小幅面扫描后的图像拼接方式处理。

2）纸张状况较差，以及过薄、过软或超厚的档案，应采用平板扫描方式；纸张状况好的档案可采用高速扫描方式以提高工作效率。

2、扫描色彩模式

1）扫描色彩模式一般有黑白二值、灰度、彩色等。通常采用黑白二值。

2）页面为黑白两色，并且字迹清晰、不带插图的档案，可采用黑白二值模式进行扫描。

3）页面为黑白两色，但字迹清晰度差或带有插图的档案，以及页面为多色文字的档案，可采用灰度模式扫描。

4）页面中有红头、印章或插有黑白照片、彩色照片、彩色插图的档案，可视需要采用彩色模式进行扫描。

3 、扫描分辨率

1)扫描分辨率参数大小的选择,原则上以扫描后的图像清晰、完整、不影响图像的利用效果为准。

2）采用黑白二值、灰度、彩色几种模式对档案进行扫描时，其分辨率一般均建议选择≥100dpi。特殊情况下，如文字偏小、密集、清晰度较差等，可适当提高分辨率。

3）需要进行OCR汉字识别的档案，扫描分辨率建议选择≥200dpi。

4、扫描登登记

认真填写纸质档案数字化转换过程交接登记表单，登记扫描的页数，核对每份文件的实际扫描页数与档案整理量填写的文件页数是否一致，不一致时应注明具体原因和处理方法。

五、图像处理

1 、图像数据质量检查

1)对图像偏斜度、清晰度、失真度进行检查。发现不符合图像质量要求时，应重新进行图像的处理。

2）由于 *** 作不当，造成扫描的图像文件不完整或无法清晰识别时，应重新扫描。

3）发现文件漏扫时，应及时补扫并正确插入图像。

4）发现扫描图像的排列顺序与档案原件不一致时，应及时进行调整。

5）认真填写相关表单，记录质检结果和处理意见。

2、纠偏

对出现偏斜的图像应进行纠偏处理，以达到视觉上基本不感觉偏斜为准。对方向不正确的图像应进行旋转还原，以符合阅读习惯。

3、去污

对图像页面中出现的影响图像质量的杂质如黑点、黑线、黑框、黑边等应进行去污处理。处理过程中应遵循在不影响可懂度的前提下展现档案原貌的原则。

4、图像拼接

对大幅面档案进行分区扫描形成的多幅图像，应进行拼接处理，合并为一个完整的图像，以保证档案数字化图像的整体性。

5、裁边处理

采用彩色模式扫描的图像应进行裁边处理，去除多余的白边，以有效缩小图像文件的容量，节省存储空间。

六、图像存储

1、存储格式

1)采用黑白二值模式扫描的图像文件，一般采用TIFF（G4）格式存储。采用灰度模式和彩色模式扫描的文件，一般采用JPEG格式存储。存储时的压缩率的选择，应以保证扫描的图像清晰可读的前提下，尽量减小存储容量为准则。

2）提供网络查询的扫描图像，也可存储为CEB、PDF或其他格式。

2、图像文件的命名

1）纸质档案目录数据库中的每一份文件，都有一个与之相对应的唯一档号，以该档号为这份文件扫描后的图像文件命名。

2）多页文件可采用该档号建立相应文件夹，按页码顺序对图像文件命名。

七、目录建库

1、数据格式选择

目录建库应选择通用的数据格式。所选定的数据格式应能直接或间接通过XML文档进行数据交换。

2、档案著录

按照《档案著录规则》（DA/T18）的要求进行著录，建立档案目录数据库。

3、目录数据质量检查

采用人工校对或软件自动校对的方式，对目录数据库的建库质量进行检查。核对著录项目是否完整、著录内容是否规范、准确，发现不合格的数据应要求进行修改或重录。

八、数据挂接

1、汇总挂接

档案数字化转换过程中形成的目录数据库与图像数据库，通过质检环节确认为“合格”后，通过网络及时加载到数据服务器端汇总。通过编制程序或借助相应软件，可实现目录数据对相关联的数字图象的自动搜索、加入对应的电子地址信息等，实现批量、快速挂接。

2、数据关联

以纸质档案目录数据库为依据，将每一份纸质档案文件扫描所得的一个或多个图像存储为一份图像文件。将图像文件存储到相应文件夹时，要认真核查每一份图象文件的名称与档案目录数据库中该份文件的档号是否相同，图像文件的页数与档案目录数据库中该份文件的页数是否一致，图像文件的总数与目录数据库中文件的总数是否相同等。通过每一份图像文件的文件名与档案目录数据库中该份文件的档号的一致性和唯一性，建立起一一对应的关联关系，为实现档案目录数据库与图像文件的批量挂接提供条件。

3、认真填写纸质档案数字化转换过程交接登记表单，记录数据关联后的页数，核对每一份文件关联后的页数与档案整理、扫描时填写的页数是否一致，不一致时应注明具体原因和处理办法。

九、数据验收

1、数据抽检

1）以抽检的方式检查已完成数字化转换的所有数据，包括目录数据库、图像文件及数据挂接的总体质量。

2）一个全宗的档案，数据验收时抽检的比率不得低于5%。

2、验收指标

1）目录数据库与图像文件挂接错误码，或目录数据库、图像文件之一出现不完整、不清晰、有错误等质量问题时，抽检标记为“不合格”。

2）一个全宗的档案，数字化转换质量抽检的合格率达到95%以上（含95%）时，给予以验收“通过”。

合格率：抽检合格的文件数/抽检文件总数×100%

3、验收审核

验收“通过”的结论，必须经分管领导审核、签字后方有效。

4、验收登记

认真填写纸质档案数字化验收登记表单。

十、数据备份

1、备份范围

经验收合格的完整数据应及时进行备份。

2、备份方式

为保证数据安全，备份载体的选择应多样化，可采用在线、离线相结合的方式实现多套备份，并注意异地保存。

3、数据检验

备份数据也应进行检验。备份数据的检验的内容主要包括备份数据能否打开、数据信息是否完整、文件数量是否准确等。

4、备份标签

数据备份后应相应的备份介质上做好标签，以便查找和管理。

5、备份登记

填写纸质档案数字化备份管理登记表单。

十一、数字化成果管理

1、应加强对纸质档案数字化成果的管理，确保其安全、完整和长期可用。

2、纸质档案数字化成果提供网上检索利用时，应有制作单位的电子标识，并根据具体情况分别采用可下载或不可下载的数据格式。

多媒体技术个人电脑包括硬件设备和软件设备两个部分。

多媒体技术个人电脑的硬件设备包括：

主机：主机是整个电脑的主体，可以说用电脑来工作的时候，工作是在它内部完成的。主机外观上分为立式和卧式两种。立式机箱的结构更利于散热，更受人们欢迎一些。

键盘：是电脑中不可缺少的输入设备，用户可以通过键盘输入命令和数据，并可通过它控制电脑的运行。常见的键盘大多是101或104键的，一些较为新颖的104键盘往往带有两个Windows键和一个应用程序键，以提高在Win7 *** 作系统上 *** 作电脑的效率。这些键可以分为大键盘区、编辑键区、功能键区和小键盘区。

显示器：是电脑基本的输出设备，是整个电脑硬件系统中不可缺少的部分。我们现在常用的是液晶显示器，与传统的阴极射线管显示器相比，辐射比较低、体积小，耗电少。它利用液晶的特性，通电时排列变得有秩序，使光线容易通过，不通电时排列混乱，阻止光线通过，通过电路控制，显示图像。

打印机也是一种常用的输出设备。因为显示器上显示的内容一旦关机就看不见了，也不方便把显示器搬来搬去给别人阅读，所以我们还是需要用打印机把自己的工作成果打印出来。

鼠标：电脑中重要的输入设备，它能方便地把鼠标指针准确定位在我们指定的屏幕位置，很方便地完成各种 *** 作。按其工作原理，鼠标分为机械鼠标、光电鼠标和光机鼠标。目前我们常常用的鼠标是光电鼠标。光电鼠标的下面是两个平行放置的小光源，这种鼠标只能在特定的鼠标垫上移动，光源发出的光经过鼠标垫反射后由鼠标接收为移动信号，送入电脑，使屏幕上的鼠标指针随之移动。鼠标指针和鼠标的移动方向是一致的，移动距离也成比例。光电鼠标使用时比较灵活，故障率比较低。

音箱：相当于电脑的嘴巴和喉咙，有了它电脑才能发出悦耳的声音。音箱的外壳有木质和塑料两种，两只音箱一左一右摆放在电脑两侧，与显示器有一定距离，才能得到立体声效果。

麦克风：相当于电脑的耳朵，有了它电脑才能把外部的声音传送到电脑中，变换成数字波形，输入到文件或多媒体图像中。

摄像头：可以分为数字摄像头和模拟摄像头两大类，数字摄像头可以直接捕捉影像，通过串口、并口或USB接口传到电脑里。根据摄像头的形态，可以分为桌面底座式、高杆式和液晶挂式。摄像头还可以分为有驱动和无驱动型的摄像头。

软件分为系统软件、应用软件。

系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。

*** 作系统是一管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。 *** 作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、 *** 作网络与管理文件系统等基本事务。 *** 作系统也提供一个让使用者与系统交互的 *** 作接口。目前多媒体个人电脑的主要 *** 作系统是Windows 7。

应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。它可以是一个特定的程序，比如一个图像浏览器。也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，比如微软的Office软件。也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比如数据库管理系统。多媒体个人电脑的应用软件主要有酷狗音乐、腾讯视频、PPTV、Office 2007等。

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