(三河065201，國土資源實物地質數據中心)
本文在簡要介紹物理地質資料巖石薄片的制作過程和保存利用現狀的基礎上，指出了巖石薄片顯微圖像數字化的意義和必要性。本文重點介紹了巖石薄片數字化的常用方法，探討了巖石薄片綜合數字化的工作模式和數字巖石薄片的三維重建。圖像采集後形成巖石薄片的顯微圖像數據管理，其產品可服務於地質及相關行業的生產研究、高等院校的教學、地學的普及。
關鍵詞:物理地質數據和巖石切片顯微圖像數據的數字化管理和利用
巖石薄片作為物理地質數據的壹部分，和其他原始地質數據壹樣，具有客觀性、唯壹性和不可復制性。是反映全國各地區地質現象或重要礦產地質特征的地質成果基礎，信息內涵豐富，覆蓋面廣，具有重要的存儲意義和開發利用價值。巖石薄片數字化是將野外工作中采集的巖石手標本切割成薄片，通過偏光顯微鏡觀察和數碼相機技術采集顯微圖片，經過圖像處理和解釋，建立巖石薄片顯微圖像數據系統，進行數字化規範化管理和科學利用。通過網絡交流，可以享受信息，服務於地質、石油、煤田等相關行業的科研生產，高校教學，地學科普等。，為公眾提供物理地質數據的數字化信息服務。
1巖石薄片的生成過程、保存和利用現狀
巖石薄片是用切片機將巖石標本按要求的方位切成厚0.5 ~ 0.8厘米、長4 ~ 5厘米、寬3厘米的薄片，然後用切片機粗磨、精磨、磨平壹面。拋光，水洗，幹燥，用加拿大膠粘貼在載玻片上；然後打磨另壹面，先用金剛砂和水打磨至0.03mm左右厚，然後在蓋玻片上放少量樹膠加熱後蓋在薄片上。
從建國到1998年底，原地礦部的調查表明，光切片數量就達到了3012千個；從1999開始，到2005年已經有超過62，000個統計切片。截至2009年6月5438+2月65438+5月底，國家實物地質數據倉庫已接收青藏高原65438: 25萬區域調整切片21791張。大量巖片亟待保護和利用。根本問題是顯微鏡下觀察到的圖像與鑒定報告不符，給使用者帶來很多不便。
2巖石薄片數字化的意義和必要性
巖石薄片的數字化是實物資料收集形式的轉變，涉及信息管理、信息保存、信息服務和信息研究等壹系列的變革和發展。作為實物地質信息資源建設的重要組成部分，意義重大。數字化的巖石切片也打開了用戶使用的大門。
2.1巖石切片數字化有利於物理切片的保護。
玻璃制作的巖片有壹些缺點，如易碎、黃膠時間長等。當它們被轉換成數字文件時，用戶可以避免或減少它們的直接使用，並且它們可以在口香糖失效之前被存儲，從而延長物理切片的使用壽命。通過對巖石切片的顯微圖像進行數字化，改變了利用方式，有利於物理巖石切片的保存，可以降低物理丟失和損壞的風險，擴大物理切片的利用範圍。
2.2巖石切片數字化有利於提高物理切片的利用率。
巖石薄片數字化後，巖石薄片顯微圖像數據系統可以滿足用戶享受資源和及時提取數據的需求。同壹個巖石切片可以被多個用戶用於不同方向的研究。例如，區域地質調查側重於礦物組合、結構和構造以及巖石命名。用戶還可以觀察多個表，瀏覽在線資料，在幾秒鐘內檢索它們，而不受時間和圖書館的限制，並通過嵌入資料的鏈接進行比較應用。數字化巖石切片的使用擴大了物理數據的應用範圍，提高了物理切片的使用效果和利用率。
2.3巖石切片的數字化有利於研究工作。
薄數碼圖片(或圖像)及其說明、文字、地圖等。被編輯和存儲。有利於用戶根據自己的研究角度進行科學的應用或探索，從而擴大物理切片的利用範圍。巖石切片的數字化圖像可以支持幾分鐘的定格觀察，使人們可以利用軟件放大功能仔細識別屏幕上的圖像，這使得極小的視覺資源圖像(如巖石照片、礦物圖形等。)待瀏覽開發。
2.4巖石切片數字化有利於科學管理。
巖石切片的數字化可以提高實物地質資料的管理效率和水平，更好地服務。巖石切片的數字信息存儲在磁盤或光盤等電磁介質中，然後提取、編輯並形成圖集，如典型巖石和特殊類型巖石的顯微圖集，可作為壹種工業生產、科研應用、教學輔助等。，也可以商業發行給公眾；或者制作成網絡版，放在服務器上進行遠程檢索服務，便於有償使用，提高經濟效益，有利於科學管理和維護，打造具有經濟效益和社會影響的信息產品品牌，促進巖片實物資料的開發利用。
3巖石切片數字化方法
筆者認為巖石薄片顯微圖像的數字化有三種途徑，即巖石薄片圖像的截取與獲取、薄片圖像的全面記錄和巖石薄片的三維重建。第壹種是采集巖石薄片下顯微圖像信息的傳統方式，後兩種是結合當前物理地質數據探索信息整體數字化，利用軟件技術開發三維模型的設想。本文重點介紹了常用的截取和采集巖石薄片顯微圖像的方法。
3.1巖石切片數字截取采集流程
選取巖石薄片中與鑒定報告壹致、有代表性、與命名關系密切、具有普遍意義和獨特性的部分，在顯微鏡下多視角、多角度采集圖像，形成壹系列具有重要地質特征的數碼照片，清晰反映礦物組合、形成時期、結構構造等鑒定特征，滿足印刷出版薄片圖集和科研教學的要求。
3.1.1巖片鑒定報告分析
每個地質調查物理巖石切片都應有壹份鑒定報告。鑒定報告是數字化采集的基礎。只有在顯微鏡下充分研究鑒定報告所描述的內容，即礦物組合、含量、結構等相關描述信息，才能分清主次，突出重點，準確選擇，正確采集。
3.1.2巖石切片數字圖像的選擇
通過對巖石薄片鑒定報告中信息的了解，對巖石薄片顯微鏡下反射的圖像進行觀察和選擇:觀察區域的大小，即高倍鏡和低倍鏡的選擇；光的選擇，即正交偏振和單偏振色的選擇；也有特殊情況，如記錄多色礦物的圖像或交叉偏光鏡下的幹涉變色。不同的巖石類型有自己的風格，要系統、準確、清晰地選取，內容豐富。
3.1.3顯微圖像文字描述
編輯整理不同巖石類型下采集的不同顯微圖片，根據視野大小、光學選擇、特殊情況截取等情況，進行補充礦產編碼標註、地質描述和內容描述。壹個巖石切片對應多張顯微照片，每張顯微照片都有特征標註，這些特征標註是唯壹且相互關聯的。
3.1.4圖像的綜合排列
顯微照片的數據處理是在微型計算機上利用相關軟件對顯微照片進行剪切、編輯和整形。對每張顯微照片進行相應編號；對系統切片進行綜合整理，將整理後的圖像信息以數字形式存儲，進行集中分類管理。
3.2巖石切片數字化綜合記錄的設想
整體思路是在低倍大視場下以線或面的形式拍攝巖石薄片的全部內容，通過光學顯微成像或掃描電鏡圖像獲得巖石薄片的圖像。利用分析系統的常規圖像分析功能，對獲得的多場巖石切片圖像進行背景校正、切割、拼接、圖像解釋和鏈接等處理。，形成完整的圖像記錄和集成存儲。
作為采集對象，每個巖塊反映不同的內容，包括工程名稱、位置、巖石類型，具體為巖塊識別名稱、巖石礦物組合、結構、礦物含量、接觸關系描述等。通過層次分類和適當的細節，充分體現實物數據中豐富的地質信息，以滿足不同用戶對信息檢索的需求。
3.3巖石切片數字巖石圖像的三維重建嘗試
基於巖石切片的二維圖像，利用二維圖像的特征信息重建三維結構，提供直觀的視覺信息。通過虛擬現實技術，真實展示巖石薄片下礦物的三維圖像，讓用戶從各個方向、層次、旋轉角度觀察三維結構。為普查、勘探開發、地質勘探等提供更多的研究和模擬物理基礎。它為分析和研究巖石的微觀結構提供了壹種有效、簡便、經濟的方法。為高校教學和科普教育提供特色服務產品。
4巖石切片的數字化利用
4.1快速查詢和檢索的基礎
根據用戶的檢索習慣和檢索內容，設置多個檢索點，編制區域卡片、專業卡片、巖性卡片等多種組織形式，將內容相同的查詢卡片按照不同的組織形式分系列放置。建立卡片查詢系統，使用戶能夠快速查詢和檢索。
在信息組織方面，既有上述傳統的固定分類組合，也有分層動態分類組合和按問題固定組合的組合。比如，通過對客戶的信息需求和搜索行為的分析，可以編制不同層次、不同級別的物理巖石數據檢索，如“全國變質巖巖性數據索引”、“青藏高原1: 25萬個格基片系列剖面的巖石索引”，不同巖石配有相應的數字圖片和描述。需要指出的是，編譯後的信息集成不會改變原有物理數據的布局和信息。例如，西藏110區域地質調查數據按圖幅和剖面存儲在物理地質數據庫的固定存儲空間中。根據收集到的資料，用計算機技術編制了西藏烏瑪地區巖石系列資料，使用戶了解到烏瑪地區已工作過的圖幅、巖性類型、剖面號、巖石特征和圖片。
4.2避免重復勞動，為地質礦產工作服務。
物理巖石切片數據包含了大量的原始信息。作為地質成果的壹部分，對巖石物理切片數字數據的編輯和研究是開發和利用地質物理數據信息的重要手段。
在編研所形成的與該區域有關的巖石薄片顯微圖集或圖幅中，為地質技術人員了解該區域的工作程度服務。通過對圖像的理解和解釋以及對巖性特征和分布的具體了解，可以不重復取樣，減少不必要的生產浪費；為專家學者研究壹個地質事件、壹次地質活動提供第壹手資料，獲得新的重要發現或重大突破，從而為地質勘探和科學研究提供基礎依據，避免重復勞動，提高工作效率和水平。
4.3特色編研促進地質市場和地質工作發展
在選擇有代表性的區域地質現象、系統剖面和重要礦井時，根據地質理論和實際資料，廣泛查閱資料，收集和補充地層、構造、成因等。對本地區和礦床(區)的認識，逐步提高對本地區或礦區地質礦產的認識，並進行編研。
還可以按照代表地質科學理論、反映我國地質情況和突出特點、展示我國地質礦產工作重要成就的方向，利用或收藏館藏實物切片，進行廣泛了解和深入研究的全面系統闡述。采集巖石切片數據，結合顯微構造和結構特點，圖文並茂地進行整理，使實物切片靈活多變，為基礎地質、農業地質、醫學地質、環境地質、專項成果調查評價提供參考，為地質工作和地質市場的發展服務。
4.4服務於輔助教學，達到知識傳承的目的。
地質實驗教學的重點之壹是顯微鏡下各種巖石薄片的識別。可以系統地編輯物理薄片數據，如三大巖系的巖石結構和構造、不同種屬的礦物組合匯總等。顯微圖像作為顯微教學系統的壹部分，可以從數字透反偏光顯微鏡下的鏡子中解放出來，使師生在巖礦教學中直觀地使用圖像，加強大學生實踐能力的培養。
4.5科學發展，為了培養青少年對地學的興趣，服務大眾。
從興趣點出發，篩選整理出顯微鏡下的壹些象形組構和微結構組合，從欣賞角度整理出壹套具有科學價值的微觀巖畫，如鳥瞰結構、草莓結構、書斜結構等。作為地質科普教育中的精神副食，要把專業知識形象化、卡通化，拓寬思維，吸引更多信息，增強青少年的興趣，提高他們學習的主動性，培養他們對地學的興趣。
將當地的山川地貌與地質公園內巖石、礦物的生動顯微圖像相結合，讓人在遊泳的同時了解地學巖石的微觀知識。