MapGIS下图切地质剖面自动绘制方法探究.pdf

第32卷 第5期 2009年10月 测绘与空间地理信息 GEOMATICS 2.吉林大学 地球探测科学与技术学院,吉林 长春130026 摘要传统的图切地质剖面方法较为烦琐,一般是在地形图上确定剖面线的起点和终点,用尺量出平距,结合 图面等高线计算坡角,以画出剖面的地形线,然后根据实际情况绘制剖面花纹,这样进行剖面绘制工作效率较 低。因此,笔者就剖面绘制的方法进行了探索,成功地在MapGIS平台下实现地质剖面绘制自动化。 关键词图切地质剖面;二次开发;花纹绘制 中图分类号 P283. 7 文献标识码A 文章编号 1672 - 58672009 05 - 0052 - 03 Study on the of Auto - draw Slice Geological Profile i n MapGIS L IU Jie 1 ,L I ANG Li - heng 2 ,WANG Hai - peng 1 1. L iaon ing Provincial Institute of Geological Exploration , Dalian 116100, China; 2. College of GeoExploration Science and Technology, Jilin Un iversity, Changchun 130026, China Abstract It is tedious to slice geological profile by traditionals,which deter mine the start and finish line of the profile on the topographic map generally, and get level distance by ruler, calculate slope angle combined with graph contour lines to draw the terrain line of the profile, and then draw the profile pattern according to the practical situation. Work efficiencyof drawingprofile ismore lower like this . This paper attempt to seek s, and realized to draw geological profile automatization inMapGIS . Key words slice geological profile; secondary development; pattern drawing 0 引 言 传统的图切地质剖面方法较为烦琐,一般是在地形 图上确定剖面线的起点和终点,用尺量出平距,结合图面 等高线计算坡角,以画出剖面的地形线,然后根据实际情 况绘制剖面花纹,这样进行剖面绘制工作效率较低。因 此,笔者就剖面绘制的方法进行了探寻,试图找出一种利 用计算机进行绘制的方法。在国产GIS软件中,MapGIS 可解决上述问题,地形线的绘制可利用MapGIS平台里的 “DT M分析 ” 和“ 高程库管理 ” 这两个子系统进行自动绘 制,而剖面花纹则可使用MapGIS提供的二次开发函数, 结合C 编程进行二次开发,使问题得到很好解决。 1 问题提出 在地质工作中,对一个地区的地质情况如果了解到 一定的程度,可以用图切地质剖面的方法表达一张地质 图上某些较有价值的信息。但图切地质剖面方法较为烦 琐,一般的做法是人手工切地形线,然后根据图面的实际 情况绘制剖面花纹。这种方法非常消耗时间,工作量太 大,单是切地形线,就必须先用刻度尺在图面量出某一段 的平距,算出高差后用反三角函数查表计算坡度角,这样 才能得到某一段的地形,如此反复最终画出整条剖面的 地形线。而花纹的绘制也因剖面上地层的扭曲、 褶皱等 复杂的地质作用,所表现出的层花纹的视倾角、 方向都不 一样。诸如此类的原因,使得用传统的地质工作方法绘 制图切地质剖面,工作量大、 烦琐、 容易出错。 2 地质剖面自动绘制 图切剖面的第一步是要得到图切的地形线,为此传 统的方法一般是用尺子在地形图上分段量出每一个部分 的图面平距,计算出该部分起点和终点的高差,然后用反 三角函数计算上述两个量的比值得到每段地形线的坡 角,将该段地形绘制下来,如此重复操作最后得到整条图 切剖面的地形线工作流程如图1所示。事实上,这些 烦琐的工作都可以用MapGIS软件高效地完成。要达到 这样的目的,首先需要在MapGIS里输入编辑模块将地形 图矢量化,修改线文件属性结构,新增“ 高程 ” 栏。根据地 形图对每根等高线赋高程值,这一步可使用“ 矢量化 ” → “ 高程自动赋值 ” 功能以减轻工作量,完成后保存线文件 如图1所示。接下来在MapGIS的“ 空间分析 ” → “DT M 分析 ” 模块里进行数据的网格化,具体操作如下启动 “DT M分析 ”,选择“ 文件 ” → “ 打开数据文件 ⋯⋯” → “ 线 数据文件 ”,打开刚才矢量化并赋高程值的线文件后,选 择“ 处理点线 ” → “ 线数据高程点提取 ⋯⋯”,根据实际需 要进行抽稀,并选择线数据高程属性域,本例中名称为 “ 高程 ” 。完成后选择“Grd模型 ” → “ 离散数据网格化 ⋯⋯”,根据实际需要选择网格化方法,本例选择“Kring 泛克立格法网格化 ”,设置完毕,在输出网格文件名里输 入保存的路径和文件名,在这里,用“C \TmpGrid. Grd” 。 上述准备工作都做好后,得到图切剖面地形线的工作要 在“ 高程库管理 ” 模块里进行。启动“ 图像处理 ” → “ 高程 库管理 ”,利用DEM中的高程剖面分析生成剖面地形 线,具体操作步骤如下选择“ 文件 ” → “ 打开高程文件 ⋯⋯”,在弹出的对话框中选择“C \TmpGrid. Grd”,如需 参照点线面文件还可叠加该图对应的其他文件,不影响 剖面的生成,本文略过。打开高程文件后,选择“ 数据分 析 ” → “ 高程剖面分析 ” → “ 造线分析 ”,在图面上点击确 定剖面线的起点和终点,系统弹出窗口提示各项参数的 设置,注意缩放比例处的设置,如填写1,则生成的剖面 图比例和原地形图比例相同,各项设置完后点击“ 仅处 理剖面 ”,这样就得到了所需剖面的地形线,将点线面文 件保存以供之后绘制剖面花纹使用。 图1 分层标记位置工作流程图 Fig. 1 Flow - work of delam ination mark position 得到图切剖面的地形线后,传统的绘制方法是工作 人员根据每一层的地质内容进行花纹的绘制,这项工作 与切剖面地形线同样烦琐。这里利用MapGIS所提供现 成的软件功能很难实现花纹绘制的自动化部分实现程 序如图2所示。为此,可使用MapGIS提供的二次开发 包,结合C 编程进行二次开发,实现所需要的软件功 能。本文所用开发平台为windowsXP VC6. 0 MapGISS2 DK65。接下来讨论如何进行二次开发解决花纹绘制的 问题。 3 花纹填充 在已经绘制完成图切剖面地形线的情况下,剖面花 纹的绘制需要解决两个方面的问题,第一是如何确定剖 面各层的分层位置,第二是要按不同分层填充不同的花 纹工作流程如图3所示。 首先讨论如何确定地形线上各层的分层位置。某一 层在地形线上的位置取决于上一层所在地形线上的位置 坐标,再加上该层在起伏的地形线上的斜距就可得到该 层位置坐标。在程序设计上的主要思想就是使用累加变 量进行长度上的累加计数,实现方法如下先构造一个初 始值为0的变量M,对M进行每一个拐点处长度值的累 加,一旦当前位置与上一层位置斜距此时就是 M 等于 当前层分层斜距值,则在该位置画条竖线进行标记,此时 累加变量M值归0,继续进入下一层累加。如此进行循 环,直到地形线的最末端。这里画线标记的目的有两个 第一,对分层的位置作直观的标记,第二,便于分层后进 行自动剪断线操作,以将地形线在每一层分层处分为单 独的线段,有利于下一步对每一个分层进行花纹的填充。 分层位置标记好后,可以进行花纹的填充。由于每 一层的花纹的视倾角取决于坡度、 地层倾向、 倾角等多方 面的因素,因此花纹绘制最终由绘图人员来确定视倾角 和花纹密度,开发出的程序要求绘图人员进行人工输入 当前层的视倾角和花纹密度等参数。在MapGIS平台中 可以自定义线型,利用软件的这一特性,可以在线型库中 灵活地根据需要进行设计所需要的花纹点状图元同样 适用,如图4所示 , 然后所需要的就是按每段线即每 层进行批量线段的绘制,编程的主要思想是以当前层线 段的拐点坐标为根据,生成一系列的代表相应花纹的线 段,然后生成一个和当前层地形起伏相一致的线框,对代 表花纹的线段进行裁剪,以去除多余部分的花纹,使剖面 35第5期刘 杰等MapGIS下图切地质剖面自动绘制方法探究 图2 图切地质剖面绘制界面 Fig. 2 interface of slice geological profile drawi ng 图3 分层绘制剖面花纹工作流程图 Fig. 3 Flow - work of delam i nation drawi ng profile texture 图看起来更整齐、 美观。在每一层花纹生成之前根据用 户要求输入花纹代号线型和花纹密度等参数的对话框 代码,以地形线上分段数目即分层数i为判别循环绘制 花纹程序终止的标志,最终完成整条剖面花纹的绘制。 4 结束语 本次开发是基于MapGIS平台,使用C 语言进行 二次开发。利用MapGIS SDK65开发包,成功实现了图切 地质剖面的自动绘制及花纹填充。本程序在全国 1∶50 000及1∶250 000地质图数据库建设工程中得到充分 应用。大大减少了地勘外业人员绘制剖面的工作量,降 低了绘制错误的几率,同时提高了剖面的表达精度,提高 了工作效率。为地质图数据准确入库提供了有力的技术 保障。当然程序中还存在不足之处有待进一步完善。 5 致谢 感谢单位同事的帮助,感谢中地集团的技术支持及 图4 剖面局部放大图 Fig. 4 Map of part profle zoom in 吉林大学梁立恒博士的热情指导。 参考文献 [1] 吴冲龙,汪新庆,刘刚,等.地质矿产点源信息系统设计原理及 应用[M ].武汉中国地质大学出版社, 1996 19 - 1 591. [2] 吴冲龙.地质矿产点源信息系统的开发与应用[ J ].中国地质 大学学报地球科学, 1998, 232 193 - 198. [3] 吴冲龙.计算机技术与地矿工人信息化[J ].地学前缘, 1998, 5 2 343 - 355. [4] 方世明,刘刚,赵温霞,等.地质图切剖面中褶皱构造的计算机 辅助编绘[J ].地质与勘探, 2002, 383 52 - 54. [5] 王勇毅. GIS与地质图制作[ J ].地质与勘探, 2000, 36 1 44 - 47. [6] 黄健全,罗明高,胡雪涛.实用计算机地质制图[M ] .北京地 质出版社, 1998. [7] 孙家广.计算机图形学[M ].北京清华大学出版社, 1999 178 - 190. [责任编辑栾丽杰] 45 测绘与空间地理信息 2009年