MAPGIS在礦區(qū)地形地質(zhì)圖制作中的應(yīng)用.kdh

總第77期第1期MAPGIS在礦區(qū)地形地質(zhì)圖制作中的應(yīng)用易小林1王姝2(1.江西省地礦局贛西北大隊(duì)江西九江332000；2.江西省地質(zhì)工程（集團(tuán)）公司江西南昌330002)摘要地形地質(zhì)制圖是地質(zhì)工作的重要組成部分，MAPGIS已經(jīng)徹底改變了傳統(tǒng)的手工地質(zhì)圖件繪制方法。本文介紹了MAPGIS系統(tǒng)與傳統(tǒng)制圖的區(qū)別及其在礦區(qū)地形地質(zhì)制圖中的一般流程。強(qiáng)調(diào)在圖形輸入前一定要進(jìn)行坐標(biāo)配準(zhǔn)，多人同時(shí)完成一張圖時(shí)一下要使用工程圖例，不同屬性結(jié)構(gòu)的圖元要單獨(dú)存放成一個(gè)文件。作者認(rèn)為，MAPGIS在礦區(qū)地形地質(zhì)圖中的廣泛用，提高了工作效率，縮短了找礦周期，從而加快了地質(zhì)找礦新突破的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞地理信息系統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用地形地質(zhì)圖制作礦區(qū)地形地質(zhì)圖的編制是礦產(chǎn)勘查工作中的重要組成部分，是地質(zhì)工作重要成果的體現(xiàn)，貫穿于地質(zhì)工作的全過程。地形地質(zhì)圖件的編制、制作、使用的信息化已成為地質(zhì)勘查信息化的一個(gè)重要部分。隨著計(jì)算機(jī)地理信息系統(tǒng)（GIS）的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)管理和計(jì)算機(jī)輔助制圖技術(shù)，為基礎(chǔ)地質(zhì)工作注入了新的生命力，MAPGIS軟件的應(yīng)用使地質(zhì)勘查工作出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，使圖形信息和各種專業(yè)信息的利用的深度和廣度大大增強(qiáng)。MAPGIS的出現(xiàn)取代了繁瑣的傳統(tǒng)制圖方法，它利用計(jì)算機(jī)圖數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、交互式圖形技術(shù)將圖件數(shù)字，化對(duì)其進(jìn)行編輯修改，或利用原始編錄與測(cè)量數(shù)據(jù)直接生成圖件，然后通過高精度圖形設(shè)備，輸出圖件或制版膠片。這樣生成的圖件不僅縮短了制作周期，而且有利于圖形的修改、變更、存儲(chǔ)和資料更新，為后續(xù)使用提供了便利，從而大大提高了工作效率及地質(zhì)圖件的應(yīng)用價(jià)值[1]。1MAPGIS系統(tǒng)及其與傳統(tǒng)制圖的區(qū)別MAPGIS是上世紀(jì)八十年代中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）在原地礦部科技司領(lǐng)導(dǎo)下，開發(fā)研制的具有自主知識(shí)版權(quán)的國(guó)產(chǎn)GIS軟件平臺(tái)。經(jīng)過不斷的完善，目前已推出7.0版，較為常用的為6.5版（mapgis6.5），可運(yùn)行于windows2000,WindowsXP和windowsNT操作系統(tǒng)上，它適用于地質(zhì)、礦產(chǎn)、地理、測(cè)繪、水利、石油、鐵道、交通、城建、規(guī)劃及土地管理等專業(yè)，被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘查、礦產(chǎn)管理、生態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)、土地管理、環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)、城市建設(shè)、地下管網(wǎng)等領(lǐng)域[2]，為信息管理部門、資源勘探部門和決策部門提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和先進(jìn)信息?，F(xiàn)根據(jù)作者多年來的制圖經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要介紹其在礦區(qū)地形地質(zhì)圖制作上的應(yīng)用。MAPGIS6.5系統(tǒng)分為五大模塊：（1）圖形處理：包括數(shù)字測(cè)圖、輸入編輯、輸出、文件轉(zhuǎn)換、文件升級(jí)。（2）庫(kù)管理：包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理、屬性庫(kù)管理地圖庫(kù)管理、影像庫(kù)管理。（3）空間分析；包括空間分析、DTM分析、網(wǎng)絡(luò)編輯、網(wǎng)絡(luò)分析。（4）圖像處理；包括鑲嵌配準(zhǔn)、圖像分析、電子沙盤。（5）實(shí)用服務(wù)；誤差校正、投影變換、圖形裁減、報(bào)表定義。MAPGIS是一個(gè)完整地地理信息系統(tǒng)，制圖只是它的眾多功能中的很小的一部分。該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)混合結(jié)構(gòu)，有效地解決了信息來源多種多樣，數(shù)據(jù)類型各不相同的矛盾，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享[3]。圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分別由圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)管理，兩者通過圖元內(nèi)部標(biāo)號(hào)連接起來[4]。使用MAPGIS系統(tǒng)制作地形地質(zhì)圖具有如下特點(diǎn)：（1）以WINDOWS為工作平臺(tái)，使用方便，用戶界面友好。MAPGIS在礦區(qū)地形地質(zhì)圖制作中的應(yīng)用11··2009年江西測(cè)繪（2）GIS功能強(qiáng)大，具有完善的數(shù)據(jù)管理、分析、查詢功能。（3）制圖功能強(qiáng)大，具有良好的輸入、編輯、圖層處理、輸出功能。（4）方便的數(shù)據(jù)接口、便利的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。（5）強(qiáng)大的三維交互可視化環(huán)境,可生成近實(shí)時(shí)的二維和三維透視景觀。MAPGIS在制圖方面是以傳統(tǒng)的編圖原理和方法為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和有關(guān)的圖形輸入、輸出設(shè)備以及編圖軟件為工具進(jìn)行編圖的新技術(shù)，與傳統(tǒng)制圖相比較，MAPGIS具有成圖精度高、周期短、速度快、工序少，可免去傳統(tǒng)制圖方法中的照相、分版清繪、植字、翻版等工序，因此，工作效率高、圖件質(zhì)量好；傳統(tǒng)制圖在技術(shù)上、質(zhì)量上受編繪人員的技術(shù)熟練程度控制較明顯，高質(zhì)量的圖件需要扎實(shí)的繪圖基本功和良好的清繪技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)各種繪圖工具的修磨和熟練使用，而MAPGIS下制圖受個(gè)人技術(shù)上的差異影響較小，因此制圖精度高，圖面美觀，尤其是可以一圖多用，以圖生圖，這是手工繪圖所不能比擬的。例如：某一礦區(qū)的地形圖，添加上不同的專業(yè)內(nèi)容，如添加地質(zhì)點(diǎn)、探礦工程、采樣點(diǎn)分布等，可以生成實(shí)際材料圖、工程分布圖等各種專題圖件，既省時(shí)又省力，是傳統(tǒng)手工清繪所做不到的。2MAPGIS下編制地形地質(zhì)圖的一般流程2．1圖形輸入2．1．1地形底圖的準(zhǔn)備礦區(qū)地形地質(zhì)圖一般都是在礦區(qū)地形底圖的基礎(chǔ)上添加相應(yīng)的地質(zhì)圖內(nèi)容而成，所以首先是要準(zhǔn)備地形底圖。地形底圖一般有兩種來源，一是在礦區(qū)地形圖測(cè)量過程中，利用南方CASS等數(shù)字測(cè)圖軟件，直接形成數(shù)字圖件，然且在MAPGIS系統(tǒng)的文件轉(zhuǎn)換功能將其轉(zhuǎn)化成可以利用的點(diǎn)、線、面圖元文件；二是利用原有的紙質(zhì)地形圖掃描矢量化。一般來說，第一種情況只適用于工作程度較高的礦區(qū)，如詳查以上的礦區(qū)，而第二種情況則廣泛適用于預(yù)查及普查工作程度的礦區(qū)。下面以第二種為例簡(jiǎn)要敘述一般步驟：2．1．2地形底圖的掃描一般采用原圖掃描，即通過大型工程掃描儀直接掃描原圖，將掃描圖以柵格形式存貯為圖象文件（如TIF、JPG格式）。在進(jìn)行掃描時(shí)，務(wù)必調(diào)整好掃描儀的掃描參數(shù)，以提高掃描精度。如果原圖框不是標(biāo)準(zhǔn)分幅圖框、也不是整數(shù)公里網(wǎng)坐標(biāo)，則應(yīng)該光將標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)網(wǎng)延至圖框外，以便在下步鑲嵌配準(zhǔn)時(shí)包括整個(gè)圖面。2．1．3坐標(biāo)配準(zhǔn)由于原圖圖底變形，且掃描后的圖像文件在MAPGIS系統(tǒng)中不是處在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)網(wǎng)系統(tǒng)之內(nèi)，必須將掃描好的礦區(qū)地形圖圖像文件（TIF或JPG格式）進(jìn)行坐標(biāo)配準(zhǔn)。配準(zhǔn)好之后的圖像位處標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)之中，利于后續(xù)的勘查許可證范圍、探礦工程、地質(zhì)點(diǎn)、取樣點(diǎn)以及各種可按坐標(biāo)值上圖的操作。具體步驟：第一步：圖像文件格式轉(zhuǎn)換：將TIF或JPG格式圖像文件轉(zhuǎn)化成MAPGIS系統(tǒng)可以識(shí)別的Msi格式。第二步：作出標(biāo)準(zhǔn)圖框：在MAPGIS的實(shí)用服務(wù)模塊中，根據(jù)原圖經(jīng)緯度（或利用直角坐標(biāo)值換算求得經(jīng)緯度值），利用“投影變換”可以自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)圖框[5，6]，作出1/1萬(wàn)或1/5千標(biāo)準(zhǔn)圖框。若礦區(qū)地形圖比例尺大于1/5千則使用標(biāo)準(zhǔn)圖框放大，并加密坐標(biāo)網(wǎng)，而不要直接作出同比例尺圖框。第三步：坐標(biāo)配準(zhǔn)：在圖像處理模塊中，使用鑲嵌配準(zhǔn)功能按已經(jīng)作出的標(biāo)準(zhǔn)圖框?qū)⒌V區(qū)地形圖（MSI格式）進(jìn)行坐標(biāo)配準(zhǔn)。為確保精度，首先要選取原圖內(nèi)圖框中的四個(gè)角點(diǎn)作為配準(zhǔn)點(diǎn)，如果原圖邊框不是標(biāo)準(zhǔn)分幅邊框，則以外延的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)交點(diǎn)作為配準(zhǔn)點(diǎn)，然后按原圖中的坐標(biāo)交點(diǎn)依次配準(zhǔn)。2．1．4制作工程圖例MAPGIS制圖的優(yōu)勢(shì)之一在于一張圖可以由幾個(gè)人分塊或分內(nèi)容同時(shí)來完成。一幅圖中所包含的點(diǎn)、線、面要素種類繁多，不同要素所要求的大小、寬窄、顏色也不一。為了便于圖形的編輯，避免記憶和進(jìn)入菜單重新修改圖元參數(shù)，在圖形矢量化前，根據(jù)圖形內(nèi)涉及到的點(diǎn)、線、面類型，建立一個(gè)圖例文件（*.CLN）存儲(chǔ)圖元參數(shù)供參與者統(tǒng)一使用，這樣不僅參數(shù)設(shè)置規(guī)范，而且會(huì)提高工作效率。2.1.5矢量化打開MAPGIS的圖形編輯模塊，新建礦區(qū)地形圖工程文件：首先添加配準(zhǔn)好的MSI圖象，然后新建礦區(qū)地形圖點(diǎn)文件（*.wT）、線文件（*.WL）和面文件（*.WP），關(guān)聯(lián)己經(jīng)建立好的工程圖例文··12總第77期第1期MAPGIS在礦區(qū)地形地質(zhì)圖制作中的應(yīng)用件（*.CLN），打開圖例板，再進(jìn)行圖件的矢量化。需要說明的是，在開始矢量化以前，一定要做好文件設(shè)置工作，使不同的圖形內(nèi)容存放在不同的文件上，為后續(xù)其它工程文件調(diào)用提供方便。系統(tǒng)中也提供了一個(gè)文件中分不同的圖層存放不同的內(nèi)容，但是考慮到不同的內(nèi)容具有不同的屬性結(jié)構(gòu)，建議還是屬性不同的內(nèi)容分成不同的文件，最后按照需要分別建立工程文件為好。例如，在德安大金山礦區(qū)1/1萬(wàn)地形底圖矢量化時(shí)，將地形等高線、河流、公路、村莊建筑物等存放在不同的文件上。另外，要將地形底圖上圖框和坐標(biāo)網(wǎng)各自單獨(dú)存放成一個(gè)文件。2．1．6地質(zhì)圖等其它專題要素的繪制在地形底圖準(zhǔn)備好后，再按上述步驟繪好地質(zhì)圖，注意地質(zhì)圖也必須進(jìn)行鑲嵌配準(zhǔn)，否則無(wú)法與地形地圖套合。此外地形圖中已有圖框、坐標(biāo)網(wǎng)、河流、道路、村莊等內(nèi)容，在繪制地質(zhì)圖時(shí)這些內(nèi)容不必再繪，只須繪制地質(zhì)內(nèi)容。此外，還可以根據(jù)所繪圖種的需要在其上繪制相應(yīng)的專題要素。如要繪制井上、井下對(duì)照?qǐng)D，可直接在配準(zhǔn)好的地圖基礎(chǔ)上將井巷工程、鉆探工程、回采工作面等要素矢量化或根據(jù)各種測(cè)量坐標(biāo)直接將各類探礦工程、地質(zhì)觀察點(diǎn)等投影上圖。在繪制地質(zhì)圖等專題圖件時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需要來擴(kuò)充系統(tǒng)的子圖庫(kù)、線型庫(kù)和圖案庫(kù)，用戶出可以建立自己的子圖庫(kù)、線型庫(kù)和圖案庫(kù)。2．1．7屬性編輯MAPGIS的最大優(yōu)越性就在于空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存貯和管理，從而為地質(zhì)信息的管理提供了極大的方便。要達(dá)到圖形數(shù)據(jù)和非圖形數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存貯和管理，就要進(jìn)行屬性編輯工作。屬性編輯采用系統(tǒng)提供的屬性管理子系統(tǒng)來完成。MAPGIS屬性管理子系統(tǒng)專門用于定義矢量數(shù)據(jù)的屬性結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)行可視化編輯。它還提供了強(qiáng)有力的多媒體屬性庫(kù)創(chuàng)建、編輯工具。一般說來，屬性編輯在空間數(shù)據(jù)編輯之后進(jìn)行，在建立數(shù)據(jù)庫(kù)之前完成，當(dāng)然，在屬性管理子系統(tǒng)確定了屬性結(jié)構(gòu)之后，用戶也可以在MAPGIS編輯系統(tǒng)中一邊修改圖形一邊編輯圖元屬性。在礦區(qū)地形地質(zhì)圖編制中，一般只涉及到點(diǎn)、線、區(qū)三類文件。點(diǎn)屬性如鉆孔的深度、見礦情況，地質(zhì)點(diǎn)采樣情況及化驗(yàn)結(jié)果，線屬性如等高線的高程，區(qū)屬性如填圖單元的面積、巖性組合特征等。2．2圖形輸出圖形輸出通過MAPGIS輸出系統(tǒng)來完成，它是MAPGIS系統(tǒng)的主要輸出手段，它讀取MAPGIS的各種輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行版面編輯處理、排版、進(jìn)行圖形的整飾，最終形成各種格式的圖形文件，并驅(qū)動(dòng)各種輸出設(shè)備，完成MAPGIS的輸出工作。用戶可根據(jù)需要分別采用windows輸出、光柵輸出或postcript輸出。一般情況下，大型且復(fù)雜的圖件多采用光柵輸出（或生成圖像文件），它可以輸出高質(zhì)量的圖件，一般簡(jiǎn)單圖件采用windows輸出即可。3結(jié)論MAPGIS系統(tǒng)是具有國(guó)際先進(jìn)水平的完整的地理信息系統(tǒng)，它不僅具有強(qiáng)有力的制圖功能（區(qū)別于MAPCAD），而且有豐富的空間分析和龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。根據(jù)研究目標(biāo)的地理坐標(biāo)和空間位置，對(duì)儲(chǔ)存的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、編輯、檢索、空間的疊加分析、屬性統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)模擬、決策支持、顯示輸出等加工處理，對(duì)促進(jìn)科學(xué)管理與決策、綜合利用資源等方面起著不可估量的作用。MAPGIS在地質(zhì)勘查中廣泛應(yīng)用，對(duì)于勘查及制圖人員拓寬了視野，開辟了思路，提高了工作效率，縮短了找礦周期，從而加快實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦的新突破。參考文獻(xiàn)[1]鄭貴洲．地理信息系統(tǒng)(GIS)在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用．地球科學(xué)[J]．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998．23（4）：420-423．[2]中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息工程學(xué)院，武漢中地信息工程有限公司．MAPCADMAPGIS地理信