Framework and implementation of field informatization technology for geochemical exploration

doi:10.13745/j.esf.sf.2024.12.35

Abstract

Abstract:

Geochemical field sampling is a critical component of geochemical exploration. There has long been a significant lack of specialized software support for information technology in geochemical field sampling. With the rapid development of information technology, traditional field geochemical survey models are accelerating their transformation towards intelligence, convenience, and modernization. Therefore, it has become an inevitable trend to informatize the entire process of geochemical field sample collection. This article systematically summarizes the key development directions and core technical characteristics of geochemical field investigations and geological survey informatization based on the latest progress in geological survey informatization both domestically and internationally. It also delves into the functional requirements and characteristics of future geochemical field survey systems. The research aims to promote the digitalization and informatization of geochemical field sample collection, laying the foundation for constructing an information product system that covers the entire geochemical exploration process while also enhancing the overall service capacity of geological survey informatization. This will ultimately help establish a product system for the informatization of the entire geochemical exploration process and improve the quality of geological survey informatization services.

Key words: geochemical exploration, geochemical field sampling, informatization, mobile GIS, integration of internal and external work

CLC Number:

ZHOU Yining, GAO Yanfang, CHANG Chan, LIU Qingqing, WANG Xueqiu. Framework and implementation of field informatization technology for geochemical exploration[J]. Earth Science Frontiers, 2025, 32(1): 257-265.

Figures/Tables 5

Fig.1 Classification of geochemical exploration methods

Fig.2 Workflow of geochemical field sampling

Fig.3 Basic architecture of the field sampling system

Fig.4 Features designed on mobile terminal. Modified after [71].

Fig.5 Basic function diagram of field sampling system

References 71

[1]	姜作勤. 澳大利亚第二代填图野外数据采集的新进展: AGSO的野外数字记录本[J]. 中国区域地质, 1997(3): 112-113.
[2]	姜作勤, 李友枝. 野外地质数据采集信息化的现状与特点[J]. 中国地质, 2001, 28(6): 41-46.
[3]	姜作勤, 张明华. 野外地质数据采集信息化所涉及的主要技术及其进展[J]. 中国地质, 2001(2): 36-42.
[4]	姜作勤. 地质工作信息化若干问题的思考[J]. 地质通报, 2004(增刊2): 839-845.
[5]	陈伟佳, 李明峰, 王永明, 等. 基于ArcPad的精细农田信息采集系统设计[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(30): 15035-15037.
[6]	KENNEDY R, MCLEMAN R, SAWADA M, et al. Use of smartphone technology for small-scale silviculture: a test of low-cost technology in eastern Ontario[J]. Small-scale Forestry, 2014, 13(1): 101-115.
[7]	BOYAN B. Field data capture and manipulation using GSC Fieldlog v3.0[R]. Ottawa, Ontario, Canada: Geological Survey of Canada, 1997: 269.
[8]	BOYAN B. Digital geological knowledge: from the field to the map to the internet: file Report 00-325[R]. State College: United States Geological Survey, 2000.
[9]	BROOME J, BRODARIC B, VILJOEN D, et al. The NATMAP digital geoscience data-management system[J]. Computers & Geosciences, 1993, 19(10): 1501-1516.
[10]	GIARDINO M, PEROTTIL, LANFRANCOM, et al. GIS and geomatics for disaster management and emergency relief: a proactive response to natural hazards[J]. Applied Geomatics, 2012, 4(1): 33-46.
[11]	董玉森, 刘强, 杨坤光, 等. RGMAP数字填图系统在周口店实践教学中的应用[J]. 中国地质教育, 2006(2): 92-95.
[12]	方成名, 葛梦春, 张雄华, 等. RGMAP系统在1∶5万区调中的应用[J]. 新疆地质, 2004(1): 98-100.
[13]	方成名, 葛梦春. RGMAP数字区域地质调查方法及应用[J]. 东华理工学院学报, 2004(3): 251-254.
[14]	顾延生, 张旺生, 朱云海, 等. 祁连山东南缘基于RGMAP的数字化地貌研究[J]. 地球科学: 中国地质大学学报, 2003(4): 395-400.
[15]	方成名, 葛梦春, 李超龄, 等. 数字填图技术理论基础[J]. 新疆地质, 2003(增刊): 7-11.
[16]	余丰华, 吴冲龙, 刘刚. 基于移动GIS的野外地质数据采集系统的设计[J]. 计算机应用, 2004(增刊): 82-84.
[17]	张夏林, 师志龙, 吴冲龙, 等. 基于移动设备的野外地质大数据智能采集和可视化技术[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 21-28.
[18]	高飞. PDA+GPS与ArcPad支持下的野外考古数据采集[J]. 合肥学院学报(自然科学版), 2011, 21(2): 36-39.
[19]	郭伟志. 森林资源矢量数据用于ArcPad移动端的制作方法及应用[J]. 林业科技通讯, 2015(12): 74-75.
[20]	郭伟志. ArcPad软件在林地执法中的应用[J]. 林业资源管理, 2015(6): 165-167.
[21]	夏正清, 谢艳玲. 基于ArcPad的地理国情普查外业调查系统开发[J]. 测绘与空间地理信息, 2014, 37(6): 101-104.
[22]	来丽芳, 张岳, 方剑强. 基于嵌入式GIS的内外业一体化土地变更调查技术研究[J]. 测绘科学, 2011, 36(3): 100-101.
[23]	贺振. 区域地质调查填图实习辅助系统的研究与实现[D]. 西安: 西北大学, 2006.
[24]	杨星辰, 叶梦旎, 叶培盛, 等. 地质调查成果信息化建设方法探索-基于数字填图技术[J]. 地质力学学报, 2020, 26(2): 264-270.
[25]	刘刚, 吴冲龙, 汪新庆. 计算机辅助区域地质调查野外工作系统研究进展[J]. 地球科学进展, 2003(1): 77-84. DOI
[26]	文广超, 郑伟. 计算机辅助地质填图系统的设计与实现[J]. 中国教育信息化, 2011(13): 43-45.
[27]	覃小锋, 周开华, 胡贵昂, 等. 在基于数字填图系统的1∶25万区域地质调查修测中前人地质资料的利用与数据采集[J]. 地质通报, 2008(7): 986-994.
[28]	朱凤丽. 区调中数字填图技术的操作流程及认识: 以路线地质调查为例[J]. 资源环境与工程, 2012, 26(3): 290-292.
[29]	田洋, 谢国刚, 王令占, 等. 数字填图系统中1∶5万地质图空间数据库建立质量控制与操作技巧[J]. 华南地质与矿产, 2010(4): 77-82.
[30]	潘泽伟, 肖业. 浅谈数字填图新技术的应用[J]. 企业导报, 2015(12): 57, 52.
[31]	吕亚军, 秦李颗. 基于智能移动平台的矿产资源数据采集系统设计与实现[J]. 矿山测量, 2009(1): 59-60, 80.
[32]	孟月玥, 汪大明, 方洪宾, 等. 北斗一号/GPS双模手持终端野外遥感地质矿产查证系统设计[J]. 地质力学学报, 2012, 18(3): 235-241.
[33]	邓岳川, 高德政. 基于GIS的矿产资源勘察信息系统的开发[J]. 测绘科学, 2006(3): 132-133, 8.
[34]	王伟. 地下水资源调查野外数据采集系统的开发与应用[D]. 北京: 中国地质科学院, 2007.
[35]	杜旋. GIS技术在水文地质领域的应用研究[J]. 中国金属通报, 2020(8): 287-288.
[36]	王光明, 梁秀娟, 肖长来, 等. GIS技术在水文水资源领域中的应用现状与发展趋势[J]. 吉林水利, 2009(6): 1-5.
[37]	王灏瀚. 基于移动GIS的沈阳市水资源承载力与优化配置研究[D]. 沈阳: 沈阳建筑大学, 2017.
[38]	中国地质调查局2020年将上线“地质云3.0”[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(2): 263.
[39]	自然资源部门户网站: “地质云3.0”正式上线服务[J]. 中国非金属矿工业导刊, 2021(3): 26.
[40]	宋艳茹, 周树英, 薛白. 5G时代地质资料及地质工作信息化的发展和应用[J]. 科技与创新, 2021(6): 179-181.
[41]	中国地质调查局中国地质科学院2020年度地质调查十大进展2020年度地质科技十大进展[J]. 中国地质, 2021, 48(1): 2.
[42]	梁萌, 郭盈宇, 冯斌, 等. 基于地质云的地球物理软件开发[C]// 第二届地球物理信息前沿技术研讨会论文摘要集. 哈尔滨: 第二届地球物理信息前沿技术研讨会组委会, 2019: 3.
[43]	张会琼, 白凌燕, 熊靓辉, 等. “地质云·北京有色”行业节点建设实践[J]. 矿产勘查, 2021, 12(4): 1056-1060.
[44]	艾康. 移动定位技术原理[J]. 甘肃科技纵横, 2007(2): 39-40.
[45]	刘春保. 2018年国外导航卫星发展综述[J]. 国际太空, 2019(2): 42-47.
[46]	李广侠, 潘巍, 戴卫恒, 等. 全球导航卫星系统的现状及其产业发展综述[J]. 数字通信世界, 2009(9): 21-24.
[47]	宁津生, 姚宜斌, 张小红. 全球导航卫星系统发展综述[J]. 导航定位学报, 2013, 1(1): 3-8.
[48]	张孟阳. “北斗”卫星导航系统应用发展综述[J]. 国际太空, 2009(11): 27-31.
[49]	李德仁. 论RS, GPS与GIS集成的定义、理论与关键技术[J]. 遥感学报, 1997(1): 64-68.
[50]	张烁, 徐爱功, 孙贵博. 基于移动GIS的GPS定位导航系统的设计与实现[J]. 计算机系统应用, 2010, 19(7): 32-36.
[51]	刘丽, 张礼中, 朱吉祥. 国内基于移动GIS的野外地质数据采集信息化研究现状[J]. 南水北调与水利科技, 2015, 13(2): 343-348.
[52]	王方雄, 吴边, 怡凯. 移动GIS的体系结构与关键技术[J]. 测绘与空间地理信息, 2007(6): 12-14, 18.
[53]	刘海新, 刘惠德, 何虎军, 等. 移动GIS的发展及其应用[J]. 地理空间信息, 2005(4): 41-42.
[54]	康铭东, 彭玉群. 移动GIS的关键技术与应用[J]. 测绘通报, 2008(9): 50-53, 69.
[55]	李成名, 王继周, 刘勇. 移动GIS的原理、方法与实践[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2004(11): 990-993.
[56]	许颖, 魏峰远. 移动GIS关键技术及开发模式探讨[J]. 测绘与空间地理信息, 2008(4): 45-47.
[57]	孔凡随, 邹学忠. 移动GIS关键技术及其应用[J]. 现代测绘, 2005(3): 44-46.
[58]	刘丽. 基于DGSGIS的地下水资源调查野外数据采集桌面系统研发[D]. 北京: 中国地质科学院, 2015.
[59]	樊静, 刘康, 田骊宁. 基于移动GIS的地下管线三维浏览系统设计与实现[J]. 测绘与空间地理信息, 2019, 42(6): 114-117.
[60]	魏世轩. 基于移动GIS的违建数据管理系统设计与实现[J]. 地理空间信息, 2021, 19(1): 5, 55-57, 64.
[61]	郭红. 建筑废弃物资源化环境影响预测及综合利用厂优化选址研究[D]. 深圳: 深圳大学, 2019.
[62]	杨军杰. 基于Mobile GIS的新建铁路野外地质调查系统研究[J]. 铁道工程学报, 2019, 36(2): 15-20.
[63]	任思思, 张禹, 郑磊, 等. 基于 ArcGIS Runtime SDK for Android 离线编辑关键技术应用研究[J]. 测绘与空间地理信息, 2017, 40(7): 123-125.
[64]	潘伟锋. 基于移动GIS的外业采集系统研究与实现[J]. 华北自然资源, 2019(4): 66-68.
[65]	崔铁军. 地理空间数据库原理[M]. 北京: 科学出版社, 2016.
[66]	余秋实, 邵燕林. 空间数据库的回归与发展趋势[J]. 地理空间信息, 2021, 19(11): 31-33.
[67]	宋丽娜. 嵌入式数据库典型技术: SQLite和Berkeley DB的研究[J]. 科技信息(学术研究), 2008(14): 173-175.
[68]	王京谦, 万莅新. 开源嵌入式数据库BerkeleyDB和SQLite的比较[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2005(2): 4.
[69]	李云云. 浅析B/S和C/S体系结构[J]. 科学之友, 2011(1): 6-8.
[70]	张友生, 陈松乔. C/S与B/S混合软件体系结构模型[J]. 计算机工程与应用, 2002, 38(23): 3.
[71]	周怡宁, 高艳芳. 基于移动GIS的地球化学野外采集系统的设计与实现[J]. 物探与化探, 2024, 48(1): 201-209.