基于MAPGIS制作地質(zhì)剖面圖（資源量估算圖）的一些新方法

張文旭，商 建，張 坤，張啟梅

（1.青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海西寧810028；2.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海西寧810008）

基于MAPGIS制作地質(zhì)剖面圖（資源量估算圖）的一些新方法

張文旭*1，商 建1，張 坤2，張啟梅1

（1.青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海西寧810028；2.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海西寧810008）

MAPGIS是一個(gè)功能強(qiáng)大又非常實(shí)用的制圖軟件，應(yīng)用MAPGIS軟件制作圖件可使繁瑣的手工圖件和重復(fù)性勞動(dòng)大大減少，并且有效地提高圖件的精度。根據(jù)作者多年的實(shí)踐，主要介紹了利用該軟件直接制作地質(zhì)剖面圖及如何轉(zhuǎn)換坐標(biāo)以及用MAPGIS結(jié)合EXCEL制作資源量估算圖的一些經(jīng)驗(yàn)和新方法，為地質(zhì)人員分析找礦成果和預(yù)測(cè)資源量遠(yuǎn)景提供了更加準(zhǔn)確的信息。

MAPGIS圖形編輯系統(tǒng)；地質(zhì)剖面圖；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；資源量估算圖；使用方法

1 概述

MAPGIS是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)自主研發(fā)的制圖工具軟件，它在圖件輸入、制作、編輯、排版、輸出各方面與其他制圖軟件相比具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)剖面圖直接制作，不同坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，以及制作資源量估算圖的全過(guò)程，讓復(fù)雜的地質(zhì)工程圖實(shí)現(xiàn)數(shù)字化帶來(lái)了方便和可能，可廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、煤田、有色、核工業(yè)、城市管理、土地管理等領(lǐng)域。本文據(jù)筆者多年從事MAPGIS軟件制作圖件的實(shí)踐，談一些制作地質(zhì)剖面圖、投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及制作資源量估算圖的一些經(jīng)驗(yàn)和方法。

2 繪制地質(zhì)剖面圖

在制作地質(zhì)剖面圖時(shí)，我們常常經(jīng)過(guò)手工畫(huà)圖后，通過(guò)掃描，進(jìn)行矢量化制作，這一過(guò)程不可避免出現(xiàn)多次誤差，再加上軟件系統(tǒng)誤差的存在，都無(wú)法取得理想的效果，因此我們可以直接制作地質(zhì)剖面圖，實(shí)現(xiàn)剖面圖直接數(shù)字化，節(jié)省人力物力并提高工作效率。而且精度更高，具體方法是：

（1）先把MAPGIS圖生成JPG格式，在PHOTOSHOP中圖像—圖像大小—文檔大小中輸入經(jīng)過(guò)變化后的寬度和高度數(shù)字（根據(jù)剖面圖的比例和JPG圖的比例關(guān)系得出）；然后按需要裁剪，以減少圖形的所占內(nèi)存；

（2）裁剪后旋轉(zhuǎn)使剖面線處于水平位置；

（3）在MAPGIS中插入裁剪旋轉(zhuǎn)后光柵文件，新建線和點(diǎn)文件，以剖面線為水平的X軸，畫(huà)垂直X軸的線為Y軸，以剖面線起點(diǎn)的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以剖面線起點(diǎn)的高程為起始Y軸刻度，在X和Y軸上標(biāo)上相對(duì)應(yīng)比例尺的刻度。

（4）以圖上等高線和X軸交點(diǎn)為垂足畫(huà)垂直X軸的直線，以等高線的高程畫(huà)垂直于Y軸的直線，上述兩直線相交點(diǎn)就是我們要求剖面輪廓線的拐點(diǎn)，把這樣一系列的點(diǎn)連起來(lái)就成了剖面圖的輪廓線。

（5）最后再整飾一下，填充花紋就作成了剖面圖。

此方法需要注意的是也可以在MAPGIS中直接做，這樣就省了用PHOTOSHOP這一步驟，但這樣要注意很容易破壞原文件。如果是已成的矢量圖，目前可以用些軟件實(shí)現(xiàn)剖面自動(dòng)生成了如Section等，注意剖面方向和比例尺等因素，要是在平面上加個(gè)鉆孔或其他地質(zhì)內(nèi)容，可以把剖面線和地質(zhì)內(nèi)容同時(shí)復(fù)制出來(lái)，再在其他界面里整圖變換成剖面的比例，然后把剖面線和地質(zhì)內(nèi)容粘貼進(jìn)去，并旋轉(zhuǎn)使起點(diǎn)對(duì)齊，從地質(zhì)內(nèi)容（地質(zhì)界線、探槽、淺井等）和剖面線交點(diǎn)處，向下投在已成剖面上即可。

3 MAPGIS投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

在制圖實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)遇到一些礦權(quán)的范圍和數(shù)據(jù)進(jìn)行投點(diǎn)和轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，筆者通過(guò)多年的實(shí)踐摸索出幾種辦法可較好地解決這一問(wèn)題。

首先MAPGIS中的大地坐標(biāo)系其實(shí)是投影平面直角坐標(biāo)系高斯克呂格投影類型中的一個(gè)情況，比例尺分母為1，單位為米。因?yàn)榇藭r(shí)的圖形坐標(biāo)和實(shí)際測(cè)量的大地坐標(biāo)是一致的，所以稱為大地坐標(biāo)系。

測(cè)量學(xué)中的大地坐標(biāo)系并不是上述的含義，它是大地地理坐標(biāo)系的簡(jiǎn)稱。地球橢球面上任一點(diǎn)的位置，可由該點(diǎn)的緯度(B)和經(jīng)度(L)確定，即地面點(diǎn)的地理坐標(biāo)值，由經(jīng)線和緯線構(gòu)成兩組互相正交的曲線坐標(biāo)網(wǎng)叫地理坐標(biāo)網(wǎng)。由經(jīng)緯度構(gòu)成的地理坐標(biāo)系統(tǒng)又叫地理坐標(biāo)系。地理坐標(biāo)分為天文地理坐標(biāo)和大地地理坐標(biāo)，天文地理坐標(biāo)是用天文測(cè)量方法確定的，大地地理坐標(biāo)是用大地測(cè)量方法確定的。我們?cè)诘厍驒E球面上所用的地理坐標(biāo)系屬于大地地理坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱大地坐標(biāo)系。

西安80坐標(biāo)系與北京54坐標(biāo)系其實(shí)是一種橢球參數(shù)的轉(zhuǎn)換，作為這種轉(zhuǎn)換在同一個(gè)橢球里的轉(zhuǎn)換都是嚴(yán)密的，而在不同的橢球之間的轉(zhuǎn)換是不嚴(yán)密，因此不存在一套轉(zhuǎn)換參數(shù)可以全國(guó)通用的，在每個(gè)地方會(huì)不一樣，因?yàn)樗鼈兪?個(gè)不同的橢球基準(zhǔn)。大致可分為5種坐標(biāo)類型：

（1）用戶自定義也稱設(shè)備坐標(biāo)（以毫米為單位）；

（2）地理坐標(biāo)系（以度或度分秒為單位）；

（3）大地坐標(biāo)系（以米為單位）；

（4）平面直角坐標(biāo)系（以米為單位）；

（5）地心大地直角。

3.1 進(jìn)行設(shè)備坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到地理坐標(biāo)的方法

（1）啟動(dòng)投影變換系統(tǒng)。

（2）打開(kāi)需要轉(zhuǎn)換的點(diǎn)（線、面）文件。（菜單：文件/打開(kāi)文件）。

（3）編輯投影參數(shù)和TIC點(diǎn)；選擇轉(zhuǎn)換文件（菜單：投影轉(zhuǎn)換/MAPGIS文件投影/選轉(zhuǎn)換點(diǎn)（線，面）文件）；編輯TIC點(diǎn)（菜單：投影轉(zhuǎn)換/當(dāng)前文件TIC點(diǎn)/輸入TIC點(diǎn)。注意：理倫值類型設(shè)為地理坐標(biāo)系，以度或度分秒為單位）；編輯當(dāng)前投影參數(shù)（菜單：投影轉(zhuǎn)換/編輯當(dāng)前投影參數(shù)。注：當(dāng)前投影坐標(biāo)類型選擇為用戶自定義，坐標(biāo)單位：毫米，比例尺分母：1）；編輯結(jié)果投參數(shù)（菜單：投影轉(zhuǎn)換/設(shè)置轉(zhuǎn)換后的參數(shù)。注：當(dāng)前投影坐標(biāo)系類型選擇為地埋坐標(biāo)系，坐標(biāo)單位：度或度分秒）。

（4）進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換（菜單：投影轉(zhuǎn)換/進(jìn)行投影投影轉(zhuǎn)換）。

3.2 MAPGIS把經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)

（1）投影變換下的“投影轉(zhuǎn)換”菜單下“輸入單點(diǎn)投影轉(zhuǎn)換”。

設(shè)置“原始投影參數(shù)”和“結(jié)果投影參數(shù)”，并將已知點(diǎn)輸進(jìn)去“投影點(diǎn)”，投影轉(zhuǎn)換模塊，投影轉(zhuǎn)換菜單下，輸入單點(diǎn)投影變換功能。

（2）設(shè)置當(dāng)前投影：地理坐標(biāo)系，單位可以是度、分、秒或ddmmss格式。根據(jù)數(shù)據(jù)決定。如數(shù)據(jù)是98.78度，那么你的單位就是度。依次類推。

（3）設(shè)置目的投影：投影平面直角坐標(biāo)系，高斯投影，比例尺分母是1，單位是米，根據(jù)你的經(jīng)度范圍輸入中央經(jīng)度。其他不用設(shè)置，點(diǎn)擊投影點(diǎn)按鈕，在右邊就計(jì)算出該點(diǎn)的大地坐標(biāo)。

3.3 點(diǎn)位置坐標(biāo)批量導(dǎo)出

在實(shí)際工作中,我們經(jīng)常還需要在某一圖面上同時(shí)讀出多點(diǎn)的位置坐標(biāo)至表格中,如在收集的化探實(shí)際材料圖上,分布有大量的采樣點(diǎn),而這些采樣點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)于下步圈定重新某元素的等值線是非常重要,如果一個(gè)一個(gè)地讀出并填制成表,則工作量是十分巨大的。那么有沒(méi)有快速的方法呢？答案是肯定的，而且不只一種方法可實(shí)現(xiàn)。

3.3.1 第一種方法

（1）進(jìn)入投影變換模塊，對(duì)點(diǎn)文件的屬性結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯，增加x字段和y字段，當(dāng)然這兩個(gè)字段的數(shù)據(jù)類型要選為雙精度型或浮點(diǎn)型，設(shè)置坐標(biāo)的小數(shù)位數(shù)后，在工具菜單中選擇點(diǎn)位置轉(zhuǎn)為屬性，選擇圖形坐標(biāo)的x、y所對(duì)應(yīng)的字段，轉(zhuǎn)換即可。

（2）打開(kāi)已轉(zhuǎn)為屬性的點(diǎn)文件，進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換即可，然后利用WORD進(jìn)行文本轉(zhuǎn)為表格，將表格復(fù)制到EXCEL。

3.3.2 第二種方法

基本原理是利用MAPGIS中的“文件轉(zhuǎn)換”模塊實(shí)現(xiàn)的，具體操作如下：

（1）打開(kāi)MAPGIS67中的”文件轉(zhuǎn)換”，裝入點(diǎn)文件（不管是否賦屬性），然后在“輸出”選單下，選擇“輸出MAPGIS明碼格式”單擊注意：在選擇“輸出MAPGIS明碼文件”之前，最好進(jìn)行一下“重設(shè)省缺ID”，保存為“*.wat”格式文件；

（2）用記事本打開(kāi)“*.wat”格式文件，選項(xiàng)中從出現(xiàn)坐標(biāo)的第一行開(kāi)始至結(jié)束的數(shù)據(jù)，復(fù)制粘貼至WORD文檔中，用第一種方法轉(zhuǎn)換到EXCELK表中即可。

3.3.3 第三種方法

是借助與MAPGIS兼容的MGT6輔助軟件實(shí)現(xiàn)。它具有操作步驟簡(jiǎn)單、實(shí)有性強(qiáng)。具體操作是：

（1）進(jìn)入MGT6界面下打開(kāi)需轉(zhuǎn)換的點(diǎn)文件，在編輯工具選單下，點(diǎn)擊“點(diǎn)位賦至屬性”；

（2）打開(kāi)新的EXCEL表，然后進(jìn)入MGT6，在EXCEL選單下，點(diǎn)擊“屬性→表格”即可。至此在剛打開(kāi)的EXCEL表中已有各點(diǎn)的位置坐標(biāo)了（MGT6是一功能較好MAPGIS輔助繪圖軟件,功能較為實(shí)用,如帶捕捉功能多段線編輯、卡斷線、線卡斷線、插入整個(gè)表格、插入選擇單元格、導(dǎo)出線拐點(diǎn)坐標(biāo)、自動(dòng)閉合線、自動(dòng)擬合線等都在我們的地質(zhì)工作中有實(shí)際意義）。

4 MAPGIS結(jié)合EXCEL做資源量估算圖

傳統(tǒng)的資源儲(chǔ)量估算圖的做法效率低而且容易出錯(cuò)，借助MAPGIS及EXCEL來(lái)完成資源量估算圖，不失為一種新的選擇。下面結(jié)合筆者自己的經(jīng)驗(yàn)，論述一下用MAPGIS結(jié)合EXCEL做資源量估算圖的過(guò)程。

4.1 圖框的生成

以前手工繪圖的時(shí)候，做一幅圖一般是先打好網(wǎng)格，再逐網(wǎng)格來(lái)繪制，這樣能夠減少誤差?，F(xiàn)在有了電腦，一般是先用電腦生成需要的圖框，再把圖配準(zhǔn)到圖框中，再來(lái)處理。生成圖框很重要。MAPGIS提供了2大類圖框的生成，一是經(jīng)緯網(wǎng)圖框，二是公里網(wǎng)圖框。一般在資源儲(chǔ)量核實(shí)中用得最多的是公里網(wǎng)圖框。公里網(wǎng)圖框的生成很簡(jiǎn)單，打開(kāi)MAPGIS投影變換模塊，打開(kāi)鍵盤生成矩形圖框，根據(jù)需要填寫(xiě)相應(yīng)的參數(shù)即可生成。需要注意的是，坐標(biāo)系一般填寫(xiě)國(guó)家坐標(biāo)系，起始帶號(hào)填寫(xiě)相應(yīng)的帶號(hào)，標(biāo)注一般為公里值，因?yàn)橐话銏D都不規(guī)則，矩形分幅方法選擇任意公里矩形分幅，比例尺分母在圖上都能找到，網(wǎng)起始值指的是公里網(wǎng)從哪兒開(kāi)始，比如左下角坐標(biāo)為 2735232.33，35437248.11，1∶5000的圖，網(wǎng)起始值x填寫(xiě)為437.5，網(wǎng)起始值y填寫(xiě)為2735.5。對(duì)1∶5000的圖網(wǎng)間隔一般為0.5，而且將左下角平移為原點(diǎn)不要打鉤，這樣才方便后續(xù)工作。

4.2 拐點(diǎn)投影及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

在做資源量估算圖的過(guò)程中，把已知的坐標(biāo)點(diǎn)投影到圖上，并進(jìn)行坐標(biāo)變換經(jīng)常要用到，比如礦權(quán)范圍坐標(biāo)，作為資源量估算來(lái)講，礦權(quán)范圍很重要，把拐點(diǎn)坐標(biāo)很精確地投影到圖上，以便確定面積，并根據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以確定經(jīng)緯度位置等等。而MAPGIS軟件就提供了這樣的方便，打開(kāi)MAPGIS，打開(kāi)投影變換模塊，無(wú)論用用戶文件投影或單點(diǎn)投影變換，可以把點(diǎn)投影到相應(yīng)比例尺的圖上或進(jìn)行坐標(biāo)變換。需要注意的是，用戶投影參數(shù)及結(jié)果投影參數(shù)一定要搞清楚，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)果，如果僅僅是為了坐標(biāo)變換，比如要結(jié)果為3度帶或6度帶的高斯坐標(biāo)，結(jié)果投影參數(shù)的比例尺分母一定要設(shè)置為1，單位為米。而要經(jīng)緯度坐標(biāo)，單位則要定為或度、或分、或秒，雖然用DDDMMSS.SS也可以，但有些誤差。在要求不是很嚴(yán)格的時(shí)候，也可以用。

當(dāng)然，如果點(diǎn)很少的情況下，也可以直接在輸入編輯模塊中用定位點(diǎn)來(lái)投影，實(shí)際上在資源儲(chǔ)量核實(shí)中的坐標(biāo)，一般都是大比例尺的高斯平面直角坐標(biāo)，在MAPGIS中的坐標(biāo)表示公式為：

橫坐標(biāo)x＝高斯坐標(biāo)y（不要帶號(hào)）/（比例尺分母/ 1000）

縱坐標(biāo)y＝高斯坐標(biāo)x/(比例尺分母/1000)

比如：高斯坐標(biāo)為x＝2764650，y＝35400500，放到比例尺為1∶5000的圖上，圖上坐標(biāo)一般為：橫坐標(biāo)x＝80100，y＝552930。

這樣做的前提條件是用MAPGIS生成的標(biāo)準(zhǔn)圖框沒(méi)有平移到原點(diǎn)。

4.3 圖像配準(zhǔn)

有了圖框，投了拐點(diǎn)，再拷貝相應(yīng)的圖簽，寫(xiě)上相應(yīng)的圖名，一幅圖的框架基本構(gòu)成了，在這樣一個(gè)框架的基礎(chǔ)上，把各煤層掃描的儲(chǔ)量圖配準(zhǔn)的這樣一個(gè)統(tǒng)一的圖框中，根據(jù)需要進(jìn)行切割，圖像處理模塊發(fā)揮了重要作用。

打開(kāi)MAPGIS圖像分析或鑲嵌配準(zhǔn)模塊，把掃描的tif圖像轉(zhuǎn)換為msi圖像，進(jìn)行配準(zhǔn)，在這個(gè)過(guò)程中需要注意的是，配準(zhǔn)所選的點(diǎn)一定要均勻分布，而且點(diǎn)越多越好，校正的時(shí)候可以選擇用影像精校正，這樣出來(lái)的圖較準(zhǔn)確。最后可以用標(biāo)準(zhǔn)圖框生成的區(qū)來(lái)進(jìn)行切割。以方便打印光柵。

4.4 矢量化

矢量化和其它的矢量化沒(méi)有什么區(qū)別，需要注意的是，造區(qū)的時(shí)候，如果為煤礦，且有底板等高線，塊段的邊界一般以底板等高線和勘探線為界。另外每一塊段最好造一個(gè)區(qū)，并且在區(qū)屬性結(jié)構(gòu)中增加一個(gè)塊段號(hào)字段，填寫(xiě)相應(yīng)的塊段號(hào)作為屬性，方便區(qū)屬性的輸出。

4.5 量算面積及資源量估算

最后一步就是計(jì)算資源量，通過(guò)MAPGIS的區(qū)屬性，很容易讀出面積，再調(diào)入EXCEL中進(jìn)行計(jì)算，不容易出錯(cuò)。在MAPGIS中，打開(kāi)屬性管理模塊，輸出相應(yīng)的區(qū)屬性，區(qū)屬性輸出時(shí)，一般輸出為dbf的格式，方便調(diào)入EXCEL中進(jìn)行資源量計(jì)算。

然后打開(kāi)EXCEL，讀入?yún)^(qū)屬性，因?yàn)閰^(qū)很多，怎樣識(shí)別你所要的區(qū)呢，塊段號(hào)字段發(fā)揮了重要作用。需要注意的是，區(qū)屬性中的面積單位一般為平方毫米，要根據(jù)比例尺轉(zhuǎn)換為平方米才能滿足需要，即乘于常數(shù)即可，常數(shù)為比例尺分母除以1000后的平方值，然后再填寫(xiě)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算即可。在計(jì)算的過(guò)程中，為了跟計(jì)算器算的結(jié)果一致，需要用到sum及round函數(shù)，sum函數(shù)用于求和，round函數(shù)的功能是返回某個(gè)數(shù)字按指定位數(shù)取整后的數(shù)字，語(yǔ)法是：

ROUND(number,num_digits)Number需要進(jìn)行四舍五入的數(shù)字。Num_digits指定的位數(shù)，按此位數(shù)進(jìn)行四舍五入。

最后再把EXCEL算的結(jié)果表“復(fù)制”，在CAD中“選擇性粘貼”，修改完善后再轉(zhuǎn)入MAPGIS放到資源估算圖上（可用其他二次開(kāi)發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)了如mgt6）。

以上過(guò)程，越大、塊段數(shù)越多的項(xiàng)目，越能簡(jiǎn)化工作，不會(huì)產(chǎn)生遺漏，大大降低了成本，節(jié)約了時(shí)間。通過(guò)MAPGIS結(jié)合EXCEL來(lái)做資源量估算圖，給地質(zhì)人員帶來(lái)了很多方便，隨著軟件的發(fā)展和軟件使用者的熟練，必將給地質(zhì)人員帶來(lái)越來(lái)越多的幫助。

5 結(jié)束語(yǔ)

MAPGIS軟件功能強(qiáng)大，本文只是依據(jù)該軟件實(shí)踐制作圖件的一些操作技巧的總結(jié)，這些操作技巧可以推廣到其他制圖應(yīng)用方面，只要熟練地掌握，對(duì)提高制圖速度和精度很有幫助。為地質(zhì)人員分析找礦成果和預(yù)測(cè)資源量遠(yuǎn)景提供了更加準(zhǔn)確的信息。

[1]吳信才.MAPGIS地理信息系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

P623

B

1004-5716(2015)01-0109-04

2014-02-24

張文旭（1970-），女（漢族），江蘇新沂人，助理工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)、測(cè)繪、制圖工作。