摘要：野外数据采集是野外地质调查的重要组成部分。在新的科学技术推动下，野外数据采集从手工采集方式逐步向信息化模式过度。论述了国内野外地质数据采集信息化的流程及基本技术，阐述了野外数据采集系统的主要功能模块，分析了基于移动GIS的野外数据采集信息化的三种关键技术：PDA、GPS定位技术以及GIS技术，在总结我国野外地质数据采集信息化主要工作成果的同时，分析了其在目前应用研究中存在的问题。
关键词：移动GIS;地质调查;野外数据采集;信息化
中图分类号：P623.6;TP274.2文献标志码：A文章编号：
CurrentresearchsituationonfielddatacollectioninformatizationbasedonmobileGIS
LIULi，ZHANGLi-zhong，ZHUJi-xiang
（TheInstituteofHydrogeologyandEnvironmentalGeology，CAGS，Shijiazhuang050061，China）
Abstract：Fielddatacollectionisanimportantcomponentofthefieldgeologicalsurvey.Withthedevelopmentofnewscienceandtechnology，fielddatacollectionhasbeentransformingfromthetraditionalmanualacquisitionmodetotheinformatizationmodegradually.Thispaperdiscussestheprocessandbasictechnologyonthefieldgeologicaldatacollectioninformatization，introducesthemainfunctionmodulesoffielddatacollectionsystem，andanalyzesthethreekeytechnologiesbasedonmobileGIS：PDA，GPS，andGIS.Moreover，themainachievementsandexistingproblemsofthefielddatacollectioninformatizationsystemaresummarized.
Keywords：mobileGIS;geologicalsurvey;fielddatacollection;informatization
国内对以描述性信息为主的野外数据采集信息化的研究始于20世纪80年代末，RGMap（数字填图系统）是国内野外数据采集技术的典型代表[23-24]。经过近30年的发展，基于GIS的野外地质数据采集信息化技术取得了长足进步，各地质领域结合自身的需求与特点，开发了用于不同目的野外地质数据采集系统，促进了地质调查信息化的发展。 1基于移动GIS的野外地质数据采集流程
基于移动GIS的野外地质数据采集过程基本可分为三个阶段：野外数据准备阶段、野外数据采集阶段、野外数据整理入库阶段（图1）。
图1野外数据采集信息化流程
Fig.1Flowchartoffielddatacollectioninformatization
（1）野外数据准备。确定工作区，将相关的历史地理空间数据、专业地质数据、规划数据等通过桌面系统进行整理、打包，并导入至野外数据采集系统中。
（2）野外数据采集。利用安装有野外数据采集系统的平板电脑、手机等设备，在野外进行地质空间信息与地质专业信息的采集。
（3）野外数据整理入库。将野外地质数据导入至桌面系统进行整理、分析，然后汇总至数据库进行统一管理。
2基于移动GIS的野外地质数据采集基本
技术
基于移动GIS的野外地质数据采集技术结合了通信技术、GIS、PDA、定位技术，能够实现野外地质数据空间与属性信息的双向访问，完成对各类信息的综合分析解释，实现野外地质数据采集的一体化作业模式。整个一体化流程主要依赖PDA技术、GPS定位技术以及移动GIS技术等3个基本技术。
2.1PDA技术
PDA（PersonalDigitalAssistan，掌上电脑）是一种移动式便携计算机，内置嵌入式操作系统。集计算、管理信息于一体，通过有线或无线方式接入Internet，具备移动性和软硬件扩充能力[25]。通过第三方软件，PDA可以实现图像处理、外接GPS卡导航等。
PDA的核心是操作系统，从而PDA才具备一定的数据分析与图形处理能力，能够实现地质空间数据的显示与编辑等功能，并具有对主流GIS软件数据格式的输出能力。目前比较常见的PDA操作系统包括Windows系统，Android系统以及IOS系统等。
PAD最初被应用到野外数据采集工作中，只是以数字化输入代替一部分手写内容，以简化外业到内业的数据整理流程，提高工作效率。目前用于野外地质数据采集的PDA除了能够支持二次开发外，还必须集信息输入、存储、管理和输出于一体，同时要求具有体积小、重量轻、能耗低等特点，以方便野外工作使用。
2.2GPS定位技术
野外定位技术是野外地质数据采集工作的基础。国内使用的定位技术主要是GPS定位技术与北斗卫星导航系统定位技术。
GPS具有精度高、速度快、全球性、全天候、实时性、测站间无需通视以及操作简便等优点，被广泛应用到各方面野外工作中[26]。GPS与嵌入式GIS、PDA结合能够完成野外图形的采集，GPS通过串口将定位信息上传到PDA，经过PDA解析成GIS使用的坐标并显示在PDA的GIS底图上[27]。外接GPS设备通过第三方软件作为掌上电脑的外部设备实现定位，其能否应用于野外地质数据采集主要有三个因素：精度、体积重量与功耗。随着信息技术的发展，内置GPS作为PDA的内部设备，兼容性、实用性与精确性都得到了更大程度的提升。
2.3移动GIS技术
野外数据采集软件部署于PDA终端，以数字化输入完成野外地质数据的现场采集，这个过程需要对不同地质数据类型进行管理、分析，因此，具备移动数据库功能、空间数据管理与分析功能的GIS技术是野外地质数据采集软件的重要技术基础。
移动GIS技术是建立在有限处理能力的移动终端条件下，在相关GIS软件的基础上，利用软件接口进行二次开发，将GIS技术的空间分析功能、数据管理功能以及图形处理功能移植至移动设备中，提供移动的、分布式的、随遇性的移动地理信息服务的地理信息系统[33]，即在嵌入式GIS的基础上，以移动互联网为支撑，以智能手机或平板电脑为终端，结合北斗、GPS或基站为定位手段的GIS系统[34]。目前国内比较成熟的移动GIS开发平台包括ACRGIS、MAPGIS等。
3基于移动GIS的野外地质数据采集功能模块
野外数据采集全程信息化的主要功能模块包括野外数据采集模块和桌面数据管理模块，其体系结构见图2。
伴随着我国1∶5万地质调查工作的展开，对野外地质数据采集的及时性与准确性、数据存储的便捷性与高效性以及空间数据处理与交流的移动性等提出了更高的要求。不同地质领域针对基于移动GIS的野外地质数据采集信息化的研究也取得了一定成果，其中以下几项比较有代表性。
（1）区域地质调查数字填图野外数据采集信息化[35-39]，不仅规范了记录方式，也提高了定位精度和速度，满足了野外地质填图中对空间定位、文字描述、图形影像等的记录要求。
（2）矿产资源调查野外数据采集信息化系统[40-44]。该系统实现了槽探、浅井、坑道、钻孔探矿工程的野外数据采集与原始地质编录，完成了从地质矿产资源调查野外数据采集到地质成图、矿体圈定、品位估计等全流程的信息化。
（3）地下水资源调查野外数据采集信息化系统[45-46]。该系统从形式和功能上均围绕地下水资源数据库建设开发需求，进行对地下水资源调查直接成果的表达，实现了对地下水资源信息的采集、录入、编辑、管理、浏览、查询等，同时数据处理操作也更加简便。
（4）地质灾害调查野外数据采集信息化系统[47-79]。该系统能够帮助了解调查区域内的地质灾害情况，实现了集野外数据组织，采集背景文件发布、采集数据收集等一体化的工作流程，从而为工程设计、地质灾害防治等提供依据。
5讨论与展望
地质调查工作的效率取决于野外地质数据采集的工作效率。随着我国地质调查工作的进一步深入，海量的地质调查数据需要进行存储、管理与分析，同时对地质调查数据的精确性、及时性以及野外地质调查工作的移动性提出了更高的需求。野外地质数据采集信息化的研究是涉及到地质、计算机、网络、GIS、GPS等领域的工作，是目前国内外地质调查工作的重点内容之一。基于移动GIS的野外地质数据采集依托于具有数据与图形处理能力的操作系统，以嵌入式GIS技术、无线网络技术、移动数据库技术以及GPS定位技术等为支撑，具有移动性、准确性、及时性、高效性等特点，是目前解决这些问题的有效技术手段。
然而我国野外地质数据采集信息化仍存在一些问题。
（1）野外数据采集软件系统与硬件设备的同步更新问题。野外数据采集软件从设计开发到推广使用的周期过长，而硬件设备却更新较快，最终可能产生软件的兼容性问题;
（2）缺乏统一的野外数据采集标准。由于野外数据采集工作主要依托于具体的行业需求，缺乏统一标准，导致数据质量参差不齐或数据重复，制约了我国野外地质数据采集信息化研究工作的发展;
（3）地质数据的保密性问题，由于地质数据尤其是空间位置信息、能源信息等往往是关系到国家的安全与战略部署，属于绝密级别的资料，但是基于windows、android、IOS平台开发的野外地质数据采集软件往往具有一定的开放性，甚至存在可被利用的漏洞，同时在数据的交流与共享中也可能导致泄密。因此，地质数据的保密性问题一直是困扰野外地质数据采集信息化研究的问题之一。
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