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基于3GS的核勘查数据采集及处理系统研究

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摘要

论文阐述了目前便携式核勘查数据采集的现状：大多只是完成谱数据采集和简单处理，有的将GPS嵌入到采集系统，但还都是仅完成了定位的一体化，而实际勘查工作还需要的环境信息，包括温度、湿度、地质、地貌等信息，都不能同时自动数字化采集，如果需要，还须手动记录。而在数据处理方面，在核勘查领域中，核地球物理勘查数据处理通常采用的方法是使用相关软件如Surfer等直接生成等值线图，彩色图像等与地理地形脱节的图形图像；地理信息系统的应用仍处于研究和实践的初级阶段，只是直接利用地理信息系统软件，如ArcGIS、MapGIS、MapInfo和SuperMap等，来做数据的分析处理工作，但与核地球物理勘查数据处理的实际情况相分离。
　　 论文针对目前核勘查领域的数据采集与信息处理的应用要求，在完成国土资源部地调局地质调查项目和四川省科技厅重点科技项目的研究过程中，通过对核数据的采集和处理技术的研究，论文作者在国内首次论述了把GPS、GIS、GPRS等新技术(论文作者将其简称为3GS技术)用于核勘查数据采集与处理系统的可行性，并提出了把GPS、GIS、智能手机及无线通讯技术引入核勘查数据采集及处理系统，以轻便的智能手机为野外工作平台，同时完成野外GPS 定位数据、核辐射测量数据及其它信息（包括图片、视频信息、观测点地质现象文字描述的信息）的采集和处理，并将数据通过手机无线网络通讯或USB（Universal SerialBus）接口方式传送回驻地或中心的计算机中，在计算机上进行复杂的处理，显示图形图像，利用地理信息系统GIS技术获取、管理、分析和展示空间相关信息的一套完整技术方案。这完全符合国家大力提倡的技术集成创新的精神。
　　 依托于高等学校博士学科点专项科研基金项目——“基于3GS技术的便携式核地球物理数据采集系统研究”。经过多年的攻关努力，本论文作者独立自主地设计、研发了基于3GS技术的核地球物理勘查数据采集及处理系统。实现了实验样机雏形的制作。
　　 该系统包括核辐射多道脉冲幅度分析器、数据采集分析模块和核勘查信息处理模块三个部分。论文对这三个部分进行了详细的阐述。
　　 核辐射多道脉冲幅度分析器部分主要提出并实现了双ADC 方案，改善了ADC 道宽不均的现象；集成了温湿度传感器于核辐射多道脉冲幅度分析器，实现温湿度环境参数和核谱数据的多参数数据采集；采集的数据通过蓝牙接口传送给智能手机，无需连线。
　　 数据采集分析模块选用内置GPS和照相/摄像机的智能手机，实现了基于智能手机Windows Mobile 平台的多信息核勘查数据采集软件的设计。从而实现了GPS定位和视频数据、现场观察资料的文字描述、核谱数据采集及GPRS无线通讯的一体化。
　　 核勘查信息处理模块运行在计算机上，利用MapObjects 进行组件式GIS 二次开发，实现了可视化和集成化的核勘查数据处理软件的设计开发，从而实现GIS上的核地球物理测量数据的处理、管理和成图成像。并首次把Google Earth引入核勘查，实现了核勘查数据在Google Earth下的可视化。
　　 基于3GS技术平台的核勘查数据采集及处理系统，即实现了仪器轻便化、定位、数据采集一体化，又充分利用了资源，实现了高效率、高精度、多参数、大数据量的数据处理与GIS下的图形图像的显示。这一研究将其他学科的先进技术，引入本学科领域。提高了该领域的信息利用和处理功能，具有重要的学术意义、明显的经济效益和社会效益，将大大促进本学科的发展。
　　 论文阐述了目前便携式核勘查数据采集的现状：大多只是完成谱数据采集和简单处理，有的将GPS 嵌入到采集系统，但还都是仅完成了定位的一体化，而实际勘查工作还需要的环境信息，包括温度、湿度、地质、地貌等信息，都不能同时自动数字化采集，如果需要，还须手动记录。而在数据处理方面，在核勘查领域中，核地球物理勘查数据处理通常采用的方法是使用相关软件如Surfer等直接生成等值线图，彩色图像等与地理地形脱节的图形图像；地理信息系统的应用仍处于研究和实践的初级阶段，只是直接利用地理信息系统软件，如ArcGIS、MapGIS、MapInfo和SuperMap等，来做数据的分析处理工作，但与核地球物理勘查数据处理的实际情况相分离。
　　 论文针对目前核勘查领域的数据采集与信息处理的应用要求，在完成国土资源部地调局地质调查项目和四川省科技厅重点科技项目的研究过程中，通过对核数据的采集和处理技术的研究，论文作者在国内首次论述了把GPS、GIS、GPRS等新技术(论文作者将其简称为3GS技术)用于核勘查数据采集与处理系统的可行性，并提出了把GPS、GIS、智能手机及无线通讯技术引入核勘查数据采集及处理系统，以轻便的智能手机为野外工作平台，同时完成野外GPS 定位数据、核辐射测量数据及其它信息（包括图片、视频信息、观测点地质现象文字描述的信息）的采集和处理，并将数据通过手机无线网络通讯或USB（Universal SerialBus）接口方式传送回驻地或中心的计算机中，在计算机上进行复杂的处理，显示图形图像，利用地理信息系统GIS技术获取、管理、分析和展示空间相关信息的一套完整技术方案。这完全符合国家大力提倡的技术集成创新的精神。
　　 依托于高等学校博士学科点专项科研基金项目——“基于3GS技术的便携式核地球物理数据采集系统研究”。经过多年的攻关努力，本论文作者独立自主地设计、研发了基于3GS技术的核地球物理勘查数据采集及处理系统。实现了实验样机雏形的制作。
　　 该系统包括核辐射多道脉冲幅度分析器、数据采集分析模块和核勘查信息处理模块三个部分。论文对这三个部分进行了详细的阐述。
　　 核辐射多道脉冲幅度分析器部分主要提出并实现了双ADC 方案，改善了ADC 道宽不均的现象；集成了温湿度传感器于核辐射多道脉冲幅度分析器，实现温湿度环境参数和核谱数据的多参数数据采集；采集的数据通过蓝牙接口传送给智能手机，无需连线。
　　 数据采集分析模块选用内置GPS和照相/摄像机的智能手机，实现了基于智能手机Windows Mobile 平台的多信息核勘查数据采集软件的设计。从而实现了GPS定位和视频数据、现场观察资料的文字描述、核谱数据采集及GPRS无线通讯的一体化。
　　 核勘查信息处理模块运行在计算机上，利用MapObjects进行组件式GIS二次开发，实现了可视化和集成化的核勘查数据处理软件的设计开发，从而实现GIS上的核地球物理测量数据的处理、管理和成图成像。并首次把Google Earth引入核勘查，实现了核勘查数据在Google Earth下的可视化。
　　 基于3GS技术平台的核勘查数据采集及处理系统，即实现了仪器轻便化、定位、数据采集一体化，又充分利用了资源，实现了高效率、高精度、多参数、大数据量的数据处理与GIS下的图形图像的显示。这一研究将其他学科的先进技术，引入本学科领域。提高了该领域的信息利用和处理功能，具有重要的学术意义、明显的经济效益和社会效益，将大大促进本学科的发展。
　　 本论文还对今后的改进、完善提出了极有意义的建议。

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