邓会娟 姜爱玲
(国土资源部实物地质资料中心，北京 101149)
摘要 本文阐述了岩心扫描工作的重要性，介绍了实物地质资料中心岩心扫描系统的总体结构，概述了岩心扫描的工作内容及工作流程，总结了岩心扫描技术在实物地质资料管理中的作用。
关键词 岩心；扫描技术；管理；应用
岩心扫描是利用专业岩心扫描仪对岩(矿)心表面进行信息采集形成图像，并通过图文数据管理系统将岩心图像存入到图像数据库中，配合录入岩心相关地质信息(岩石名称、岩性描述等)，构成岩心综合图文图像库，实现图文图像信息的统一管理。
一、岩心扫描工作的重要性
岩心扫描技术运用于实物地质资料管理中，不论是对实物的管理还是利用，均提供了很多方便。
——岩心扫描实现了图文图像信息的统一管理，并为岩心利用提供了快捷、先进、方便的观察手段，为岩心信息的开发提供了新的途径。
——利用岩心扫描技术，将比较笨重、不便携带、直接接触对人体有害、保存在特殊环境的或十分珍贵且易损毁的实物资料以图像的形式进行存储，通过信息网络系统进行图文信息传输，可以实现岩心远程非接触观察。
——岩心利用者可以在计算机上对整孔岩心图像进行浏览、查询、观察，确定要观看的重点层位，这样可减少因直接观察实物而造成的巨大工作量。
——在软硬件设备支撑下从不同角度观察实物，全面准确了解实物信息，通过人机交互操作，实现实物的三维重现和重点研究部位的放大观察等功能。
——岩心图像的利用，减少了对实物直接观察造成岩心磨损和损坏岩心的几率，有效地保护馆藏实物。
二、岩心扫描系统
岩心扫描系统由彩色岩心扫描仪、计算机、网络设备等硬件部分和系统平台、数据库管理、应用系统等软件部分组成。系统总体结构见图1。
1.硬件配置
岩心扫描仪 采用CISS型彩色岩心扫描仪。它的核心部件是用德国产每行2098像元线阵CCD，在单片机和计算机控制下对宏观圆柱岩心、平面岩心、起伏不平的岩心表面进行高分辨率(150dpi～400dpi或150dpi～800dpi)、高保真的快速扫描成像。
图1 岩心扫描系统结构图
计算机 服务器，通过运行图像录入软件，对图像进行处理、入库；同时利用图文信息软件进行图像查询浏览等管理。扫描计算机，运用图像录入软件，对图像进行采集与存储。客户机，运行岩心网站查询软件，实现图像查询。
网络设备 使用D-link 交换机、网卡、网线，将扫描计算机、服务器与客户机形成一个小的局域网。
2.软件配置
(1)系统平台
服务器和扫描计算机为Windows 2000操作系统，客户机为Windows XP操作系统。
(2)数据库管理系统
服务器采用SQLserver 2000作为后台数据库，通过与应用系统的协同工作，对所保管的各类数据库进行有效的管理，实现添加、查询、删除、统计、备份与恢复等功能。其中岩心图像管理库是本系统的核心，岩心扫描的图像均存储在该数据库，利用数据库管理系统还能够实现对岩心资料的查询。
(3)应用系统
图像录入系统 控制彩色扫描仪进行图像采集并存储。图像采集方式包括平动扫描和滚动扫描。平动扫描用于采集岩心平面图像，扫描长度不超过1m；滚动扫描是采集直径为30～160mm的圆柱状岩心的360°外表面图像。
岩心图文信息系统 利用岩心图像管理库对岩心图像信息及相关地质资料进行永久性储存及综合管理。系统采用B/S模式，用户可利用Web浏览器对岩心图像及岩心综合柱状图进行浏览观察。同时系统可按地区、井名、井段、井深、层位、入库时间等条件进行查询。
三、岩心扫描的工作内容
岩心扫描工作主要包括岩(矿)心的图像扫描、图像处理、图像入库、岩心相关地质信息录入与入库、综合柱状图生成等，具体工作内容和主要工作流程见图2。
图2 岩心扫描工作内容及流程图
1.选择扫描类型
根据岩心图像的不同技术要求，选择不同的扫描方式，扫描方式包括平动扫描、滚动扫描。平动扫描主要是采集岩心上表面图像信息(如图3)，完整岩心和破碎的岩心均可进行平动扫描。滚动扫描是采集圆柱状岩心外表面图像信息(如图4)，而此种扫描方式必须在岩心完整的情况下才能进行。滚动扫描图像通过三维重建，可以恢复岩心三维立体图像。
图3 完整岩心与破碎岩心的平动扫描图像
图4 完整岩心滚动扫描图像
2.设定扫描参数
主要是对扫描分辨率的选择，扫描仪分辨率从150dpi～1200dpi，一般的岩心扫描选择200dpi即可，对于有特殊地质特征的重点层位岩心可采用高分辨率采集图像。
3.图像扫描
岩心图像扫描，以岩心盒的一个格为一个单元进行扫描，储存成图像文件，文件格式为JPG形式。文件的组织形式和命名规则是以钻孔所在矿区为名称建一个文件夹，如福建紫金山，在此文件夹内再以钻孔名建一个子文件夹，如ZK305，将所有扫描图像存在此文件夹中的临时文件夹中，图像文件的命名方式是以岩心盒号加格号，例如001-1、001-2、001-3。
4.图像处理
将临时文件夹中的文件打开，进行图像处理，主要包括剪裁、拼接、亮度调节等。
裁剪是针对岩心盒的一格岩心图像进行的，若岩心为同一回次的，只要将岩心图像周围无用信息裁掉即可；若岩心为多个回次的，则以回次为单位进行裁剪，使每一回次的岩心图像独立保存。
拼接主要是针对滚扫时形成的图像，由于扫描一个岩心圆面不是一个扫描动作所能完成的，因此图像有重复部分，将重复的部分进行重叠拼接，使图像保持岩心原样。
亮度调节主要是调节岩心图像的明亮度。
5.岩心图像入库
即将处理好的岩心图像按钻孔名称、井段及孔深入到岩心图像管理数据库中。由于全孔岩心图像无法一次显示，因此在进行岩心图像入库时，会自动按约30m一段对钻孔图像进行分段。
为了方便扫描图像管理及图像入库和便于实际工作中查找，避免混乱，在进行岩心图像入库过程中应随时记录，填写岩矿心扫描记录表。
6.信息录入
根据钻孔野外记录表及钻孔综合地质柱状图将与岩心图像对应的相关地质信息，如岩石名称、岩性描述等录入到数据库中，形成图文图像数据库。
7.形成综合柱状图
每一个钻孔均按图像入库时所分的段为单位形成综合柱状图(见图5)，从综合柱状图上可以看到钻孔岩心图像对应的深度以及该层位岩心的岩石名称及岩性描述的内容。
四、岩心扫描技术的应用
1.为国家地质资料数据中心提供基础数据
要了解地球的组成以及某些资源信息和经济条件，实物信息是最直接的、最基础的，实物地质资料是“国家地质资料数据中心”必不可少的信息资源，岩心图像信息可以直接被“国家地质资料数据中心”所利用，成为其重要的信息资源。
2.岩心检索
岩心扫描技术可以为岩心利用者提供不同分辨率的图像，利用低分辨率的图像可进行钻孔岩心的全钻检索，利用者要想有选择地进行岩心观察，则可在计算机上将整孔岩心图像及相应的资料进行浏览，选择想要观察的岩心段或岩性段，然后再对实物进行观察。
3.岩心观察
岩心利用者可直接在计算机上对高分辨率的图像进行观察。观察已储存在计算机中的平面图像及三维图像，并通过人机交互操作，实现旋转、放大等，对特殊部位进行仔细观察。
4.数据传播
岩心扫描技术为岩心利用提供了大量的岩心图像，包括平面扫描图像和滚动扫描图像，可根据来访者的需要为其提供岩心图像，还可对所需岩心图像进行下载或打印，使岩心图像的数据信息在被利用的同时进行传播。
图5×××矿区部分钻孔综合柱状图
五、结语
岩心扫描技术是获取实物信息的主要手段之一，岩心扫描技术应用到实物地质资料管理与服务领域，不仅丰富了馆藏实物地质资料信息内容，大大提高了实物地质资料管理水平，同时也为国家地质资料数据中心提供了基础数字化信息资源，以实现实物资料信息共享。
Application of Rock Corescanning Technology in Geologicalsamplemanagement
Huijuan Deng，Ailing Jiang
(National Geologicalsample Center，ministry of Land and Resources，Beijing 101149)
Abstract This paper elaborates on thesignificances of rock corescanning，introduces the overall corescanningstructure in the National Geologicalsample Center，briefs the relevant working contents and process，sums up the roles played by corescanning technology inmanagement of geologicalsamples.
Key words rock core；scanning technology；management；application