野外数据采集
1. 野外数据采集方法
野外数据采集图层共有九个，都是在掌上机上实现的，下面对这九种数据的采集方式进行简要的介绍。
(1)GPS 信息的采集
GPS 数据是一切地质数据采集的基础，其他所有数据的采集都以精确的定位为前提。
在数字填图系统中可以使用两种类型的 GPS，一种是与掌上机紧密耦合绑定在一起的夹克式 GPS 或者蓝牙 GPS，这种情况下需要在 “编辑”菜单下启动 GPS，并根据机型设置 GPS 参数，如果是夹克式 GPS，设置串口 COM5 波特率 57600; 如果是蓝牙 GPS，首先把蓝牙 GPS 打开电源，然后再启动 GPS。时间编辑框的时间在跳动，说明 GPS 已连通，否则，需重新启动 GPS(启动前，先关闭 GPS)。当关闭 GPS 重新启动后，要重点检查输入的 GPS 参数是否正确，如有问题，须对 GPS 误差值进行校正。这种类型 GPS 数据会自动或手动被采集，在这里笔者推荐使用手动采集方式。
另一种就是使用手持式 GPS，手持式 GPS 没有与掌上机绑定，所示获取的 GPS 信息不会自动在屏幕上显示定位，需要手工输入 GPS 数据，方法是在 “编辑”菜单下选择“坐标手工输入”级联菜单，可以有两种坐标输入方式，一是输入高斯坐标，二是输入经纬度坐标，输入数据后就会在屏幕上以蓝色的十字图元符号自动定位和显示当前的位置。
其他数据的采集都是通过选择 “编辑”菜单下的 “新增 PRB 过程”级联菜单完成的，在该菜单下又对应着各个采集数据的菜单，点击这些菜单就能完成相应地质数据的采集。
(2)地质点采集
在野外数字采集的 PRB 过程中，地质点的采集是最重要的信息之一，当到达某一地点时，如果确定要在此处定点，可以在掌上机编辑菜单下新增 PRB 地质点。用鼠标点击新增加点的位置(根据 GPS 信息指示)，屏幕自动会在图上加入一个地质点的符号，并闪烁该符号，点击 按钮，弹出地质点属性表对话框，录入地质点属性，如微地貌、点性、露头、风化程度等，如果该地质点是岩性界限点，要确定该地质点两边的岩性特征、名称，接触关系等信息，在对地质点进行描述时，可以借助 PRB 字典当中的已有数据进行描述，描述的字数不受限制，这样可以节省大量时间。
(3)分段路线采集
当到达一个地质点时，根据野外地质填图的需要，要将刚走过的路线在掌上机上勾画出来(可选流线、曲线)，曲线输入是按一定间隔，用笔在屏幕点击，系统自动圆滑成曲线的。按 表示确认画线结果，按 表示画线无效。尽量使所画的路线和真正经过的路线相同，点击 按钮编辑分段路线的属性，可以对刚经过的路线沿途进行描述，并对经过的距离有所记录。
(4)点和点间界线采集
到达一个地质点时，如果该地质点是岩性界线点，则该地质点应该添加地质界线，根据观察到的地质界线的走向，在掌上机上勾画出所能看到的地质界线，并尽量保证所画岩性界线和真实的岩性界线一致，以便将来可以将该地区各小组所画同一岩性界线连接起来。如果不能保证所画地质界线的准确性，那么就不要画太长的地质界线，以免将来在连接岩性界限时误差较大。绘制曲线和流线的方法与分段路线操作相同，在图上相应位置手动勾勒出界线，注意不要画断，画完后，该线会自动闪烁。然后点击 按钮，输入其属性及点和点间界线的描述内容。在路线上，应该按照统一的规则确定该地质点的左侧和右侧，记录左右地层的岩性，观察并描述出两侧岩石的接触关系，测量岩石地层的倾向、倾角、走向，对该地区岩性特征进行描述。
这里要说明的是对于地质点、地质界线和分段路线的描述内容，应以实际观察到的内容为主，对字典库的内容要加以修改后利用，不能生搬硬套。对于所有采集数据，其属性内容的输入都是通过点击 来进行的，以下就不再赘述。
(5)产状采集
测量某点的产状，选择 “编辑”菜单下的产状，然后在图上，用鼠标点击产状的位置，产状符号会自动标注在该图上并会自动闪烁，输入属性，包括岩石产状、产状类型、岩石节理发育或粒度大小。
(6)照片采集
地质点周围有特殊的地质构造，如断层、褶皱等，或者有明显的地质现象，如岩石矿化等对该地区研究有帮助，则要利用数码相机将该地质构造或现象拍摄下来，以便将来结合各种数据进行研究，在拍摄时最好有参照物，以便可以辨别其大小，照片可以通过选择“编辑”菜单下的 “照片”，然后在图上，用鼠标点击照片的位置，照片符号会自动标注在该图上并会自动闪烁，输入照片属性，包括照片内容、照片编号、数码序号、镜头方向等，以便回到驻地将野外的各张照片与各个地质点准确匹配。
(7)素描采集
在野外看到不整合接触等地质现象时，需要在野外记录本上描绘出来，掌上机同样可以实现这一点，选择 “编辑”菜单下的 “素描”，在图上用鼠标点击素描的位置，素描符号会自动标注在该图上并会自动闪烁，输入素描属性。点击 “进入素描图工具”，进入绘制素描图环境，系统给出绘制众多的点线符号等素描图工具，利用这些工具可以很轻松地绘制出该处的地质现象。
(8)样品采集
为了确定研究区的岩石成分、金属矿物的含量等，在野外进行数据采集时，需要对不同岩性、间隔、类别的岩石进行采样分析，记录采样信息。在 “编辑”菜单下，选择“采样”，在底图上点击采样位置，采样符号会自动标注在该图上并会自动闪烁，输入采样属性，包括样品的位置、类别、岩性、块数、层位等相关信息，以便将来发现有价值的样品时，可以确定它的来源，找到样品采集地。
(9)化石采集
在野外采集数据的过程中，很多情况下会在该地区岩石中发现古生物化石，这时就可以在 “编辑”菜单下添加化石，在图上点击化石的发现位置，将会出现化石图标，输入化石属性，包括化石的类别、采样层位、采样地点、采样人、日期等(注意: 在对化石的挖掘过程中，要拍摄照片，作为将来化石出露位置的凭证)。
对于这九种野外数据的采集除了使用以上方法外，都还可以使用另一种方式，以地质点的采集为例讲解如下: 选择 “手图”菜单下的 “图层管理”菜单，在弹出的对话框当中选择 Gpoint. WT 作为当前图层，然后用新增点图元定点输入地质点，其他数据采集与此类似，这里不再赘述。
对于已经存在的采集数据可以进行浏览和修改，通过选择 “编辑”菜单下的 “编辑PRB 过程” 级联菜单，在该菜单下又对应着各个采集数据的菜单，点击这些菜单就能完成相应地质数据的编辑，其属性修改的方式与添加采集数据的方式一致，此外也可以通过“图层管理”菜单进行修改，方法与添加野外采集数据的第二种方法一致。
每一次采集完一种数据或者修改后都要对数据进行保存，方法是选择 “手图”菜单下的 “保存文件”菜单进行保存，这样即使出现死机情况数据也不会丢失。
完成一条路线的调查工作后要进行两步工作，第一步是进行文件备份，第二步是转出PC 数据。
文件备份要通过选择 “手图”菜单下的 “文件备份”菜单来实现，备份的位置要与路线数据在同一个文件夹下面。
转出 PC 数据要通过选择 “手图”菜单下的 “转出 PC 数据”菜单来实现，转出数据的目的是形成属性文件，以便考入便携式计算机进行进一步的数据整理工作，形成的属性文件的后缀是 PRY。完成一条野外路线转出 PC 数据后就可退出系统，这可以通过选择“手图”菜单下的 “退出系统”菜单来实现。
通过以上方法，可以对所观察的野外地质路线实现数字化采集，可以通过掌上机记录全部的野外采集数据，极大地方便了野外记录过程，也极大地方便了采集结果的室内入库程序，减少了数据处理的工作量，缩短了工期，提高了野外数据采集的效率和准确性。
2. 地震勘探野外数据采集系统简介
地震勘探数据采集系统可把接收到的地面振动转换为电信号，记录这种信号就称为地震记录。数据采集系统主要由地震检波器和数字地震仪组成。
2.1.2.1 地震检波器
检波器是安置在地面、水中或井下以拾取大地振动的地震探测器或接收器，它实质是将机械振动转换为电信号的一种传感器。现代地震检波器几乎完全是动圈电磁式(用于陆地工作)和压电式(用于海洋和沼泽工作)的。这里只介绍接收纵波的垂直检波器。
2.1.2.1.1 地震检波器的主要类型和工作原理
动圈式地震检波器 这类检波器结构如图2-1所示，其机电转换通过线圈相对磁铁往复运动而实现。线圈及线枢由一个弹簧系统支撑在永久磁铁的磁极间隙内，组成一个振动系统。当线圈在磁极间隙中运动时，线圈切割磁力线，同时在线圈两端产生感应电势，感应电势的大小与线圈切割磁通量的速度成正比，也就是说，与其相对于磁铁的运动速度成正比。因此，动圈式检波器也称为速度检波器。大地作垂向运动时，磁铁随之运动，但线圈由于其惯性而趋于保持固定，使线圈和磁场之间有相对运动。对于水平的运动，线圈相对于磁铁是不动的，所以，这种检波器的输出为零。
动磁式检波器 这种检波器主要用于地震测井，因此生产的数量很少。其结构见图2-2。它是由磁铁及固定在磁铁上的线圈、弹性垫片、软铁隔板组成。地震波到达时使水压发生变化，水压变化引起软铁隔板相对磁铁发生位移，进而导致磁路的长度变化，引起磁路中磁阻差改变，磁阻变化使磁通改变，结果在线圈中产生感应电势。
图2-1 动圈式检波器结构示意图
图2-2 动磁式检波器结构原理示意图
压电式检波器 这种检波器一般用于水下一定深度接收地震波，它是用压电晶体或类似的陶瓷活化元件作为压力传感元件，当这类物质受到物理形变时(如水压力变化)，它们产生一个与瞬时水压(和地震信号有关)成正比的电压，因此，这种检波器称作压力检波器或水下检波器。还有一种压力检波器，通常安置在注满油的塑料软管内，油的作用是将水的压力变化传给检波器内的敏感元件。这类检波器包在海洋电缆(称拖缆)内。
涡流地震检波器 这是一种新型检波器，其结构见图2-3。它是利用惯性部件和固定在机壳里的永久磁场作相对运动产生涡流，涡流又使固定在机壳里的线圈感应出电流的原理而制成。一个固定的圆柱形磁铁沿中央轴安装在机壳内，线圈固定地绕在永久磁铁的外面，非磁性可运动的铜制套筒由弹簧悬挂在磁铁和线圈之间构成惯性部件。当机壳被地震振动驱动时，固定在机壳里的永久磁铁和机壳一起运动，但由于弹簧悬挂着的铜制套筒因其惯性而滞后运动，于是，永久磁场和铜制套筒之间的相对运动在套筒中形成涡流，涡流的变化率引起变化的次生磁场，变化的磁场在固定的线圈中产生电动势而输出电压，通常把这种检波器也称为加速度检波器。
图2-3 涡流地震检波器的结构图
2.1.2.1.2 检波器的特性及指标要求
人工产生的地震波再经地下界面反射后传播到地面引起的地面振动是非常微弱的，因此要求检波器具有较高的灵敏度。另外，为分辨地下多层介质，要求检波器的固有振动延续度尽可能小，即应有较大的阻尼系数，再加上检波器的频率特性和相位特性。即我们把固有频率、阻尼系数、灵敏度作为评价检波器的重要参数。它们分别与检波器的弹簧的弹性系数、惯性体的质量、内阻和负载阻抗、机电耦合系数、摩擦系数等有关。一个合格的检波器，应有标定值，而且实测值应与标定值一致。
2.1.2.2 地震数字记录系统简介
图2-4为数字记录系统的方框图。图中除检波器外，可分为五大部分，其中有3个方面的技术水平直接代表了地震仪的技术水平：
1)前置放大及滤波部分。这一部分属模拟电路部分，主要功能是对检波器接收的电信号放大及滤波。
图2-4 地震记录系统框图
2)多路转换器部分。这一部分实质是对多道输入信号进行采样。这是一个核心部件，若对很多道(上千道)用小采样间隔采样，就要求在一个采样间隔时间内对所有道采样一次。
3)瞬时增益放大器部分。这是一个变放大系数的放大器，是一个核心部件。该部件体现了记录系统的动态范围，能将能量强弱差别很大的波记录下来。
4)A/D转换器。是将模拟信号转换为数字信号，转换后的数字信号的有效数位影响地震波振幅的精度，目前已普遍采用24位转换器，这也是一个核心部件。
5)数字记录部分。经前几部分得到的数字地震信号可记录在大容量的磁带或磁盘上，以供后续进行地震资料处理。
3. 数据采集阶段
在数据采集阶段，重点开展两项主要工作：一是野外数据采集，二是室内数据整理。其中：野外数据采集可采用笔记本电脑或平板电脑开展进行，室内数据整理主要在笔记本电脑上进行。这一阶段采集和整理的全部数据主要存储到地质编录数据库中，其主要工作流程如下：
第一步，新建勘探工程。在进行地质编录之前，必须首先在室内利用笔记本电脑创建新工程（以槽探为例），主要利用【矿区与项目管理】功能菜单中的【工程信息管理】功能来实现。
第二步，工程数据交换（到野外）。首先，将新建的槽探工程导出，主要利用【槽探地质编录】功能菜单中的【槽探数据交换】来导出一个数据包；其次，需将导出的数据包导入到平板电脑中，主要利用【矿区与项目管理】功能菜单中的【工程数据交换】功能来实现。
第三步，野外数据采集。这一环节主要在野外开展，用户需按照地质勘查原始地质编录规程的要求，在进行野外地质现象观察、记录和描述的过程中，逐条逐项完成相关数据（包括岩性、样品等）的采集。
第四步，工程数据交换（回室内）。从野外回到室内之后，需及时将平板电脑中的数据导入到笔记本电脑，以进行室内数据整理。首先，在平板电脑中选中当前工程，利用【槽探地质编录】功能菜单中的【槽探数据交换】来导出一个数据包；其次，将导出的数据包导入到笔记本电脑中，同样利用【槽探地质编录】功能菜单中的【槽探数据交换】来实现。
第五步，室内数据整理。这一环节实质上是对野外原始数据的补充、整理和完善的过程，主要利用【数字地质编录系统】来实现。此外，在进行数据整理的过程中，还需经常调用【地质报表输出系统】，动态查询与浏览生成的地质报表是否符合地质勘查规范要求。
在这一阶段，整个数据采集过程可能是个反复操作的过程，特别是钻探和坑探地质编录，按照规范要求必须跟着工程进度进行编录，为此，在进行数据采集的过程中，需不断地重复第二步到第五步的操作，直至工程施工结束为止。