MAPGIS在矿区地形地质图制作中的应用.pdf

总第 77 期第 1 期 MAPGIS 在矿区地形地质图制作中的应用 易小林 1 王姝 2 1.江西省地矿局赣西北大队 江西九江332000；2.江西省地质工程（集团）公司 江西南昌330002 摘要地形地质制图是地质工作的重要组成部分，MAPGIS已经彻底改变了传统的手工地质图件 绘制方法。 本文介绍了MAPGIS系统与传统制图的区别及其在矿区地形地质制图中的一般流程。 强 调在图形输入前一定要进行坐标配准，多人同时完成一张图时一下要使用工程图例，不同属性结构的 图元要单独存放成一个文件。 作者认为，MAPGIS在矿区地形地质图中的广泛用，提高了工作效率， 缩短了找矿周期，从而加快了地质找矿新突破的实现。 关键词地理信息系统计算机应用地形地质图制作 矿区地形地质图的编制是矿产勘查工作中 的重要组成部分， 是地质工作重要成果的体现， 贯穿于地质工作的全过程。 地形地质图件的编 制、制作、使用的信息化已成为地质勘查信息化 的一个重要部分。 随着计算机地理信息系统 （GIS）的飞速发展，出现了数据库管理和计算机 辅助制图技术，为基础地质工作注入了新的生命 力，MAPGIS软件的应用使地质勘查工作出现了 质的飞跃，使图形信息和各种专业信息的利用的 深度和广度大大增强。MAPGIS的出现取代了繁 琐的传统制图方法， 它利用计算机图数转换技 术、交互式图形技术将图件数字，化对其进行编 辑修改，或利用原始编录与测量数据直接生成图 件，然后通过高精度图形设备，输出图件或制版 胶片。 这样生成的图件不仅缩短了制作周期，而 且有利于图形的修改、变更、存储和资料更新，为 后续使用提供了便利，从而大大提高了工作效率 及地质图件的应用价值[1]。 1 MAPGIS系统及其与传统制图的 区别 MAPGIS是上世纪八十年代中国地质大学 （武汉）在原地矿部科技司领导下，开发研制的具 有自主知识版权的国产GIS软件平台。 经过不断 的完善，目前已推出7.0版，较为常用的为6.5版 （mapgis6.5）， 可运行于windows2000,WindowsXP 和windowsNT操作系统上，它适用于地质、矿产、 地理、测绘、水利、石油、铁道、交通、城建、规划及 土地管理等专业，被广泛应用于地质勘查、矿产 管理、生态监测、环境保护、土地管理、环境地质 灾害预测、城市建设、地下管网等领域[2]，为信息 管理部门、资源勘探部门和决策部门提供了强有 力的技术支持和先进信息。 现根据作者多年来的制图经验，简要介绍其 在矿区地形地质图制作上的应用。 MAPGIS6.5系统分为五大模块 （1） 图形处理包括数字测图、输入编辑、输 出、文件转换、文件升级。 （2） 库管理包括数据库管理、属性库管理 地图库管理、影像库管理。 （3） 空间分析；包括空间分析、DTM分析、网 络编辑、网络分析。 （4） 图像处理；包括镶嵌配准、图像分析、电 子沙盘。 （5） 实用服务；误差校正、投影变换、图形裁 减、报表定义。 MAPGIS是一个完整地地理信息系统， 制图 只是它的众多功能中的很小的一部分。 该系统在 结构上采用了矢量数据和栅格数据混合结构，有 效地解决了信息来源多种多样，数据类型各不相 同的矛盾，从而实现数据信息的共享[3]。 图形数据 和属性数据分别由图形数据库和属性数据库管 理，两者通过图元内部标号连接起来[4]。 使用MAPGIS系统制作地形地质图具有如 下特点 （1） 以WINDOWS为工作平台， 使用方便， 用户界面友好。 MAPGIS在矿区地形地质图制作中的应用11 2009 年江西测绘 （2）GIS功能强大，具有完善的数据管理、分 析、查询功能。 （3） 制图功能强大，具有良好的输入、编辑、 图层处理、输出功能。 （4） 方便的数据接口、便利的数据转换。 （5） 强大的三维交互可视化环境,可生成近 实时的二维和三维透视景观。 MAPGIS在制图方面是以传统的编图原理和 方法为基础，以计算机和有关的图形输入、输出 设备以及编图软件为工具进行编图的新技术，与 传统制图相比较，MAPGIS具有成图精度高、周期 短、速度快、工序少，可免去传统制图方法中的照 相、分版清绘、植字、翻版等工序，因此，工作效率 高、图件质量好；传统制图在技术上、质量上受编 绘人员的技术熟练程度控制较明显，高质量的图 件需要扎实的绘图基本功和良好的清绘技术经 验， 以及对各种绘图工具的修磨和熟练使用，而 MAPGIS下制图受个人技术上的差异影响较小， 因此制图精度高，图面美观，尤其是可以一图多 用，以图生图，这是手工绘图所不能比拟的。 例 如某一矿区的地形图，添加上不同的专业内容， 如添加地质点、探矿工程、采样点分布等，可以生 成实际材料图、 工程分布图等各种专题图件，既 省时又省力， 是传统手工清绘所做不到的。 2MAPGIS下编制地形地质图的 一般流程 2．1图形输入 2．1．1地形底图的准备 矿区地形地质图一般都是在矿区地形底图 的基础上添加相应的地质图内容而成，所以首先 是要准备地形底图。 地形底图一般有两种来源， 一是在矿区地形图测量过程中，利用南方CASS 等数字测图软件， 直接形成数字图件， 然且在 MAPGIS系统的文件转换功能将其转化成可以利 用的点、线、面图元文件；二是利用原有的纸质地 形图扫描矢量化。 一般来说，第一种情况只适用 于工作程度较高的矿区， 如详查以上的矿区，而 第二种情况则广泛适用于预查及普查工作程度 的矿区。 下面以第二种为例简要叙述一般步骤 2．1．2地形底图的扫描 一般采用原图扫描，即通过大型工程扫描仪 直接扫描原图，将扫描图以栅格形式存贮为图象 文件（如TIF、JPG格式）。 在进行扫描时，务必调 整好扫描仪的扫描参数，以提高扫描精度。 如果 原图框不是标准分幅图框、也不是整数公里网坐 标，则应该光将标准坐标网延至图框外，以便在 下步镶嵌配准时包括整个图面。 2．1．3坐标配准 由于原图图底变形，且扫描后的图像文件在 MAPGIS系统中不是处在标准坐标网系统之内， 必须将扫描好的矿区地形图图像文件 （TIF或 JPG格式）进行坐标配准。配准好之后的图像位处 标准坐标系统之中， 利于后续的勘查许可证范 围、探矿工程、地质点、取样点以及各种可按坐标 值上图的操作。 具体步骤 第一步 图像文件格式转换 将TIF或JPG 格式图像文件转化成MAPGIS系统可以识别的 Msi格式。 第二步作出标准图框在MAPGIS的实用 服务模块中，根据原图经纬度（或利用直角坐标 值换算求得经纬度值），利用“投影变换”可以自 动生成标准图框[5，6]，作出1/1万或1/5千标准图 框。 若矿区地形图比例尺大于1/5千则使用标准 图框放大，并加密坐标网，而不要直接作出同比 例尺图框。 第三步坐标配准在图像处理模块中，使用 镶嵌配准功能按已经作出的标准图框将矿区地 形图（MSI格式）进行坐标配准。为确保精度，首先 要选取原图内图框中的四个角点作为配准点，如 果原图边框不是标准分幅边框，则以外延的标准 坐标交点作为配准点，然后按原图中的坐标交点 依次配准。 2．1．4制作工程图例 MAPGIS制图的优势之一在于一张图可以由 几个人分块或分内容同时来完成。 一幅图中所包 含的点、线、面要素种类繁多，不同要素所要求的 大小、宽窄、颜色也不一。 为了便于图形的编辑， 避免记忆和进入菜单重新修改图元参数，在图形 矢量化前，根据图形内涉及到的点、线、面类型， 建立一个图例文件（*.CLN）存储图元参数供参与 者统一使用，这样不仅参数设置规范，而且会提 高工作效率。 2.1.5矢量化 打开MAPGIS的图形编辑模块，新建矿区地 形图工程文件 首先添加配准好的MSI图象，然 后新建矿区地形图点文件（*.wT）、线文件（*.WL） 和面文件（*.WP），关联己经建立好的工程图例文 12 总第 77 期第 1 期MAPGIS在矿区地形地质图制作中的应用 件（*.CLN），打开图例板，再进行图件的矢量化。 需要说明的是，在开始矢量化以前，一定要做好 文件设置工作，使不同的图形内容存放在不同的 文件上，为后续其它工程文件调用提供方便。 系 统中也提供了一个文件中分不同的图层存放不 同的内容，但是考虑到不同的内容具有不同的属 性结构，建议还是属性不同的内容分成不同的文 件，最后按照需要分别建立工程文件为好。 例如， 在德安大金山矿区1/1万地形底图矢量化时，将 地形等高线、河流、公路、村庄建筑物等存放在不 同的文件上。 另外，要将地形底图上图框和坐标 网各自单独存放成一个文件。 2．1．6地质图等其它专题要素的绘制 在地形底图准备好后，再按上述步骤绘好地 质图，注意地质图也必须进行镶嵌配准，否则无 法与地形地图套合。 此外地形图中已有图框、坐 标网、河流、道路、村庄等内容，在绘制地质图时 这些内容不必再绘，只须绘制地质内容。 此外，还 可以根据所绘图种的需要在其上绘制相应的专 题要素。 如要绘制井上、井下对照图，可直接在配 准好的地图基础上将井巷工程、钻探工程、回采 工作面等要素矢量化或根据各种测量坐标直接 将各类探矿工程、地质观察点等投影上图。 在绘制地质图等专题图件时，可以根据实际 需要来扩充系统的子图库、 线型库和图案库，用 户出可以建立自己的子图库、线型库和图案库。 2．1．7属性编辑 MAPGIS的最大优越性就在于空间数据和属 性数据的统一存贮和管理，从而为地质信息的管 理提供了极大的方便。 要达到图形数据和非图形 数据的统一存贮和管理， 就要进行属性编辑工 作。 属性编辑采用系统提供的属性管理子系统来 完成。 MAPGIS属性管理子系统专门用于定义矢量 数据的属性结构，并且进行可视化编辑。 它还提 供了强有力的多媒体属性库创建、编辑工具。 一 般说来， 属性编辑在空间数据编辑之后进行，在 建立数据库之前完成，当然，在属性管理子系统 确定了属性结构之后，用户也可以在MAPGIS编 辑系统中一边修改图形一边编辑图元属性。 在矿 区地形地质图编制中，一般只涉及到点、线、区三 类文件。 点属性如钻孔的深度、见矿情况，地质点 采样情况及化验结果， 线属性如等高线的高程， 区属性如填图单元的面积、岩性组合特征等。 2．2图形输出 图形输出通过MAPGIS输出系统来完成，它 是MAPGIS系统的主要输出手段，它读取MAPGIS 的各种输出数据，进行版面编辑处理、排版、进行 图形的整饰， 最终形成各种格式的图形文件，并 驱动各种输出设备， 完成MAPGIS的输出工作。 用户可根据需要分别采用windows输出、 光栅输 出或postcript输出。 一般情况下，大型且复杂的 图件多采用光栅输出（或生成图像文件），它可以 输出高质量的图件， 一般简单图件采用windows 输出即可。 3结论 MAPGIS系统是具有国际先进水平的完整的 地理信息系统， 它不仅具有强有力的制图功能 （区别于MAPCAD），而且有丰富的空间分析和庞 大的数据库管理功能。 根据研究目标的地理坐标 和空间位置，对储存的大量数据进行管理、编辑、 检索、空间的叠加分析、属性统计分析、预测、动 态模拟、决策支持、显示输出等加工处理，对促进 科学管理与决策、综合利用资源等方面起着不可 估量的作用。MAPGIS在地质勘查中广泛应用，对 于勘查及制图人员拓宽了视野， 开辟了思路，提 高了工作效率，缩短了找矿周期，从而加快实现 地质找矿的新突破。 参考文献 [1]郑贵洲．地理信息系统GIS在地质学中的应用．地球科 学[J] ．中国地质大学学报，1998．23（4）420-423． [2]中国地质大学（武汉）信息工程学院，武汉中地信息工 程有限公司．MAPCAD MAPGIS地理信息系统参考手 册5．32版[M] ．1998． [3]朱光季，晓燕，戎兵。 地理信息系统基本原理与应用[M]． 北京测绘出版社，1997，8． [4]陆守一，唐小时，王国胜．地理信息系统实用教程（第2 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