第四系钻孔柱状图成图系统的设计与实现.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 地矿测绘 2007, 234 14～16CN 53 - 1124/TD ISSN 1007 - 9394 Surveying andMapping of Geology andMineral Resources 第四系钻孔柱状图成图系统的设计与实现 3 陈文杰,应 轶 天津市地质调查研究院,天津 300191 摘要第四系钻孔柱状图在进行地层对比和三维建模过程中十分重要。基于此,对建立第四系钻孔柱状图成图系统的必要性进 行了介绍,并在MAPGIS平台上,利用Visual C 语言结合 ACCESS数据库平台开发出了第四系钻孔柱状图成图系统。实践证明, 该系统的建立可大大提高工作效率。 关键词第四系钻孔柱状图;系统;功能;MAPGIS;数据库;自动成图 中图分类号 P 208; P 209 文献标识码 B 文章编号 1007 - 93942007 04 - 0014 - 03 Design and Realization ofMapping System of Borehole Log of the Quaternary System CHEN Wen2jie, YING Yi Tianjin City Institute of Geologic Survey, Tianjin300191, China Abstract It is fully significantof borehole log of the quaternary system thatman carriesout the stratigraphic correla2 tion and 3D modeling process . Based on this, thispaper introduces the necessity to establish themapping system of bore2 hole log of quaternary system, and develops the mapping system based on the plat MAPGIS usingACCESS data plat2 for m and Visual C language.Proved through the practice, the establishment of the system can greatly enhance work efficiency . Key wordsborehole log of the quaternary system; system; function; MAPGIS; database; automated mapping 0 引言 目前北京、 上海、 天津、 杭州、 南京、 广州等6个城市在中国 地质调查局的指导下,正在开展城市地质调查工作,工作重点是 建立城市三维地质结构。天津市目标是建立4个结构,即松散 层地层地质结构、 工程地质结构、 水文地质结构和基岩地质结 构。在建立这些结构之前,地层对比是一个重要任务。天津市 前期已经开展一些工作,在西青区完成一眼第四系钻孔,钻孔资 料内容十分丰富,不仅有原始采样深度信息,还包括采样的各类 测试分析数据。近期还要完成若干个此类钻孔,作为标准孔控 制整个研究区范围。因此开发一个适合专业人员使用的第四系 钻孔综合柱状图成图系统很有必要。 1 用户需求分析以及系统开发思路 111 用户需求分析 地质人员根据多年的工作经验,并吸收了前人编制的柱状 图的一些优点,花费数周徒手在米格纸上设计完成了天津市西 青区C6第四系地质钻孔柱状图样图,样图宽98 cm,长120 cm, 包括以下内容 11111 钻孔基本信息 在钻孔柱状图的表头部分,表示钻孔名称、 所在图幅、 地理 位置、X坐标、Y坐标、 孔口标高、 孔深、 工作单位、 竣工日期、 施 工单位等信息。 在钻孔柱状图的结束部分,表示编制人、 技术负责、 检查人、 完成时间等信息。 11112 地层时代及地层特征 分列表示系、 统、 组、 地层描述以及沉积构造,要求有专门的 等间距的刻度。 11113 测试样品位置 取样包括土工试验样品、 孢子花粉、 微体古生物、 光释光、 碳14、 古地磁等。 11114 古地磁分析结果 包括极性时及年龄、 磁倾角随深度变化情况等。 11115 测试年龄 包括OSL和碳14等测试年龄的数据。 11116 微体古生物测试结果随深度变化数据 包括有孔虫分异度、 有孔虫组合、 介形虫组合、 介形虫分异 41 3收稿日期 2007 - 04 - 03 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 度等。 11117 分析结果 包括对样品的测试单位和柱状图作者对研究对象的分析结 果。包括以下内容孢粉组合、 植被景观、 气候特征、 软体动物、 沉积相和沉积环境等。 用户要求利用钻孔资料自动成图,形成的文件为MAPGIS 格式,要求系统具有编辑功能,可以在MAPGIS平台打印输出。 112 系统开发思路 11211 归纳图道 由于用户提供的实物图件内容十分丰富,并且有些内容是 为了使读者容易进行对比而增加的重复内容,例如地层分层信 息和深度标注等。也就是说,图的左半部出现的内容,右侧重复 出现。因此必须对全部内容进行整理和归纳。上述内容用综合 柱状图表示,共有20多列,可将其称为图道。归纳以后有文本 图道、 地层描述花纹图道、 取样位置图道、 地层描述文字下加过 渡斜线图道 [1]、 沉积构造图道 直方图、 折线图道等9种样式, 见表1 ,其中,样式7和样式 8 磁倾角的表现形式如图1所示。 表1 钻孔柱状图样式表 Tab11 Borehole log pattern table 样 式名 称说 明 样式1文本图道按深度显示文字 样式2 带刻度文本图 道 按深度显示文字但由刻度 样式3图例图道表示岩性花纹,为矩形面状图元组合 样式4直方图道表示沉积构造,纵形直方图 样式5 带缓冲线的文 本图道 按深度显示文字,用于地层描述,带有缓 冲线 样式6取样图道按取样深度绘制刻度并标注取样编号 样式7 极性时及年龄 图道 黑白相间的面图元 样式8折线图道 表头有刻度,用于表示磁倾角、 有孔虫分 异度等 样式9钻孔结构图道 表示变径位置、 滤水管位置、 标记初见水 位,可用于水文地质钻孔 图1 样式7和样式8示意图 Fig11 Pattern 7 and pattern 8 sketch map 11212 标题栏编辑 根据用户的要求,柱状图的标题栏共3行,第一行描述钻孔 基本信息包括钻孔位置、X坐标、Y坐标、 成井日期、 成井单 位等。 第二行是第三行部分内容的集合,但是分为两种情况,第一 种情况是合并单元格,两行合并,标题标注于两行的中间;另一 种情况如表2所示 , 第二行标题“ 测试样品位置 ”,涵盖了第 三行要表示图道土工、 孢粉、 微古等6项内容。第三行才是柱状 图要表示的内容。用户在表头设置中通过选择可以调整表格的 标题样式。 表2 标题栏编辑实例 Tab12 Title bar compilation instance 第二行测试样品位置 第三行土工孢粉微古光释光碳14古地磁 11213 钻孔岩性图案解决方案 对于岩性图道可以通过拓扑造区功能形成区。在MAPGIS 平台有专门的系统库存放符号、 线型和图案 [3]。在数据表中 , 有字段“ 图例 ” 一项,只要输入对应的图案编号即可。如果现有 的图库不能满足要求,可对系统库进行编辑。 11214 分页问题 第四系钻孔柱状图初稿形成以后,用户提出可否进行分页 处理。有些钻孔图道项较少宽度一般为A3或A4幅面,要解决 分页后,被分割内容的处理问题。 根据以上分析可以看出,上述各类样式基本涵盖了目前柱 状图的表示方法,只要解决了不同样式的设计以及标题栏的设 计,就可以满足用户的需求。根据数据与程序相对独立的原则 进行数据表的设计和标题栏的设计,进而进行系统流程分析,编 制代码。 2 系统流程 211 开发语言和开发环境 MAPGIS是武汉中地数码科技有限公司研制的具有自主版 权的大型地理信息系统软件平台,是一个集数字制图、 数据库管 理及空间分析为一体的空间信息系统,在地质行业拥有广大的 用户群,在天津市地质调查研究院MAPGIS的应用得到普及。 基于上述情况,第四系钻孔柱状图成图系统在MAPGIS二次开 发函数库的基础上进行开发,编程语言为Visual C 语言 ,数据 库平台采用ACCESS。 212 系统流程 系统流程图,如图2所示。 21211 录入数据 将整理好的数据按照系统要求的格式录入,也可以将2 CEL格式的数据导入数据库。图案样式按照规范要求,将图案 的编号输入“ 图例 ” 字段。 21212 数据编辑 用户可以对录入的数据进行编辑修改,并可以进行数据查 询。 21213 提取标题栏和图道信息 用户可以通过人机对话界面编辑标题栏并选取图道样式, 系统提取这些信息,做绘图准备。 21214 比例尺设定 系统根据比例尺的设定信息绘制相应比例的钻孔柱状图。 21215 柱状图分页 如果用户选择不分页,整幅柱状图显示;否则系统根据用户 需求图纸的长度进行分割,并将首页显示在屏幕上。 51第23卷第4期陈文杰,应 轶第四系钻孔柱状图成图系统的设计与实现 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 图2 系统流程图 Fig12 System flow chart 21216 绘图 系统通过提取的信息,根据标题栏的格式,绘制表头,然后 根据图道的样式自动绘制柱状图,并且立即在屏幕上显示。 21217 柱状图编辑 系统提供编辑工具栏,可以对柱状图进行编辑修改,熟悉 MAPGIS的用户可以利用“ 输入编辑 ” 系统平台操作 [3]。 21218 打印输出以及数据导出 可以利用MAPGIS平台解决 [3]。 3 钻孔数据库建立 311 第四系钻孔数据库 根据第四系钻孔要表达的内容,建立数据库。数据库采用 ACCESS格式,共建立钻孔基本情况、 年代地层、 岩石地层、 地层 描述、 沉积构造、 土工、 孢粉、 微古、 光释光、 碳14、 古地磁、 测试 年龄OSL、 测试年龄C14、 有孔虫分异度、 有孔虫组合、 介形虫分 异度、 介形虫组合、 软体动物、 沉积相、 沉积环境等20多个表。 312 表与表之间的关系 在25个表中,钻孔基本情况表ZK100为主表,其它表为 子表,“ 钻孔编号 ” 为关键字,主表与子表是一对多的关系。每 个表中应有表示深度的字段。例如“ 层底深度 ” 、 “ 取样深 度 ” [4]。 313 标题栏信息表 标题栏信息简称为表头,共有4个表存放标题栏信息。数 据表“ 表头 ” 中主要的字段有行号、 长度、 累计长度、 名称、 对应 数据表、 对应数据表中的字段、 表头样式、 对应数据表样式。其 中表头样式指的是,第二行和第三行标题是否合并。选择“1” 表示合并,选择“2” 表示分隔。对应数据表样式指的是前面所 述的图道样式共9种。数据表“ 表头1” 、 “ 表头2” 、 “ 表头3” 存 放用户通过专门的编辑窗体,经过选择后保存的设置信息。系 统根据这些信息生成标题栏见表 3 。 表3 标题栏信息 Tab13 Title bar ination 表名称说明 表头存放缺省的第四系钻孔柱状图信息 表头1存放用户修改标题栏第一行后的信息 表头2存放用户修改标题栏第二行后的信息 表头3存放用户修改标题栏第三行后的信息 4 钻孔柱状图自动生成 411 柱状图参数设置 在表格设置窗体可以选择自动生成的钻孔编号、 输入标题、 设计表格的宽度,比例尺以及文件的保存位置见图 3 。 图3 柱状图参数设置 Fig13 Parameter setting of borehole log 412 高级表格设置 在系统菜单中有高级表格设置选项,可以分别对表头的第 一、 第二和第三行进行设置。可以修改钻孔柱状图的内容,增加 或删除图道,移动图道的顺序。对图道的宽度、 标题栏内容进行 修改如图4、5所示。 图4 表头1编辑窗体 Fig14 List head 1 compilation window 系统以钻孔编号名称,生成点线区3个文件。考虑到用户 的打印需求,可以对柱状图进行分页处理,主要为常用的A3和 A4幅面,每页标题栏重复。文件命名规则为“ 钻孔编号序号 扩展名 ” 。用户可以打印输出,装订成册。下转第26页 61地矿测绘 2007年12月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表4 新图幅编号到旧图幅编号的转换结果 Tab14 Conversion result from new sheet number to old sheet number 新图幅旧图幅 编号 行代 码 H 列代 码 L 1∶10万 图幅 代码 X 10 1∶1万 图幅 代码 X 1 编号 H47G08203108203112415H - 47 - 124 - 15 H49G08203208203212416H - 49 - 124 - 16 H48G09609609609614464H - 48 - 144 - 64 I46G0650920650921084I- 46 - 108 - 4 H49G0110010110011317H - 49 - 13 - 17 J45G07401807401811110J - 45 - 111 - 10 5 结束语 本文通过对1∶1万地形图新旧图幅编号的方法和原理的 研究,提出了新旧图幅编号的转换公式、 编制了CASI Ofx - 4800P计算器的计算程序,弥补了普通计算方法烦琐的不足,而 且该公式和程序对计算1∶1万地形图中任何一幅图都是适用 的。实践证明,用文中所述公式和程序进行1∶1万地形图新旧 图幅编号变换的方法,原理简单、 计算方便、 速度快捷,且具有一 定的理论意义和实用价值。 [参 考 文 献] [1 ] GB /T13989 - 1992,国家基本比例尺地形图分幅和编号[ S].北京 标准出版社, 1993. [2 ] 刘宏林.国家基本比例尺地形图新旧图幅编号变换公式及其应用 [J ].测绘通报, 1998, 8 36～37. 作者简介王德丰1971～ , 男,湖南醴陵人,工程师,现主 要从事地质勘察、 工程施工测量等工作. 上接第16页 图5 表头2和表头3编辑窗体 Fig15 List head 2 and list head 3 compilation window 413 图形编辑 经过上述设置系统自动成图并显示在当前窗口见图 6 。 按鼠标右键弹出对话框,主要有放大窗口、 缩小窗口、 移动窗口、 上级窗口、 复位窗口、 更新窗口、 窗口参数及打开工具箱等。利 用系统提供的工具箱,可以编辑点线区数据文件。也可以直接 在MAPGIS平台进行编辑,并打印输出。 5 结束语 本文介绍了第四系钻孔柱状图自动成图系统的开发思路和 系统功能的实现过程,笔者根据第四系钻孔柱状图实例将其样 式归纳为9种,用户不仅可以根据自己的需要自定义表头编制 柱状图,而且还可以绘制第四纪地质剖面图,也可以绘制水文地 质或工程地质剖面图。实践证明,利用该系统能够极大地提高 工作效率。 本文经周志勇教授级高工提供基础资料并审阅,在此谨表 感谢 图6 天津市C6钻孔柱状图 Fig16 Tianjin C6 borehole log [参 考 文 献] [1 ] 迟文学,陈建强,许哲平,等.钻孔柱状图中缓冲线绘制技术[J ]. 地质科技情报,2006, 25 5 87～91. [2 ] 汤连生,张鹏程,廖化荣.基于GIS的城市工程地质系列专题图编 制方法研究[J ].广东地质, 2007, 221 1～6. [3 ] 中地数码公司. MAPGIS地理信息系统实用教程[ Z].武汉中地 数码公司, 2005. [4 ] 郭廖武,李翠平,雷远坤,等.程潮铁矿体视化仿真系统地质数据 库的建立[J ].北京科技大学学报, 2003, 257 5～7. 作者简介陈文杰1949～ , 男,天津人,高级工程师,现主 要从事地理信息系统的研究以及GIS在水工环中的应用。 62地矿测绘 2007年12月