基于規(guī)則的地質(zhì)快速輔助成圖

王學軍　陶留鋒　杜江

[摘要]本文分析了地質(zhì)圖形的特點，提出了一套基于規(guī)則的計算機輔助快速成圖方法，從成圖規(guī)則和成圖系統(tǒng)兩方面進行了詳細闡述，展示了制圖方法與流程，可用于發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害等突發(fā)情況的快速制圖，輔助現(xiàn)場人員及時開展工作，為地質(zhì)災(zāi)害處理提供有效的技術(shù)支撐。

[關(guān)鍵詞]制圖規(guī)則；地質(zhì)制圖；GIS

0引言

地質(zhì)成圖技術(shù)在石油勘探開發(fā)、煤礦開采、水文地質(zhì)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。通過繪圖系統(tǒng)所繪制出來的圖件必須真實、可靠、快速地反映當前的地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖性等信息，這是地質(zhì)繪圖系統(tǒng)研究的關(guān)注點，地質(zhì)圖形繪制技術(shù)經(jīng)歷了從手工繪制到基于計算機進行輔助繪制的發(fā)展階段。成為了地質(zhì)信息可視化領(lǐng)域中的重要研究內(nèi)容。

地質(zhì)圖形作為信息可視化技術(shù)發(fā)展過程中的重要研究課題之一，在許多的行業(yè)中廣泛應(yīng)用，相關(guān)行業(yè)的研究成果得以圖形形式直觀地向人們進行展現(xiàn)。針對某些特定的行業(yè)，對于地質(zhì)繪圖系統(tǒng)的繪制技術(shù)也提出了更高的要求，系統(tǒng)繪制的圖形不僅要達到各個領(lǐng)域中的行業(yè)標準，也要具有通用性、實用性、便捷性、高效性和可操作性等基本特征。

傳統(tǒng)的地質(zhì)制圖方式程序煩瑣、效率較低，制圖人員需要先對地圖數(shù)據(jù)進行復(fù)雜的編輯工作，再進行美化后才能得到一張完整地圖，難以適應(yīng)突發(fā)情況下的緊急制圖需求。本文提出的基于規(guī)則的地質(zhì)快速輔助成圖系統(tǒng)，可用于各種突發(fā)情況下的快速制圖，輔助現(xiàn)場人員快速開展工作，為處理地質(zhì)災(zāi)害等突發(fā)情況提供技術(shù)支撐。

1基于規(guī)則的快速成圖技術(shù)

不同條件下的地質(zhì)成圖因素極為相似，一般包括各種比例尺地圖數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)屬性和參數(shù)信息、制圖參數(shù)、打印方式等?；谠撎攸c，將制圖要素轉(zhuǎn)化為成圖規(guī)則，作為快速成圖的成圖資源，在發(fā)生突發(fā)情況時，選擇最為相似的規(guī)則，快速制作出一張滿足規(guī)則的地圖，并允許用戶對結(jié)果進行調(diào)整，以滿足一些特殊方式成圖應(yīng)用，從而做到快速響應(yīng)，為處理突發(fā)情況贏得更多時間。

快速成圖中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可來自基礎(chǔ)地質(zhì)圖、礦產(chǎn)地質(zhì)圖等，按照不同應(yīng)用領(lǐng)域提供不同的預(yù)置規(guī)則，選擇已有的成圖規(guī)則，完成初始地圖成圖工作，做適當調(diào)整即可完成圖件制作。上述新的成圖規(guī)則可保存為用戶自定義規(guī)則，用于下次類似應(yīng)用。經(jīng)過不斷積累，成圖規(guī)則庫越來越豐富，能滿足的成圖需求越來越多，最終形成豐富的規(guī)則資源庫，滿足了各種應(yīng)急響應(yīng)需求。

1.1快速成圖規(guī)則

成圖規(guī)則主要包含數(shù)據(jù)提取規(guī)則、數(shù)據(jù)成圖規(guī)則、數(shù)據(jù)制圖規(guī)則等。

1.1.1數(shù)據(jù)提取規(guī)則

數(shù)據(jù)提取規(guī)則主要用于記錄用戶提取數(shù)據(jù)的操作方法，遵循以下應(yīng)用原則：

（1）所有地質(zhì)數(shù)據(jù)按比例尺存儲與管理，若地質(zhì)圖庫有與成圖規(guī)則中比例尺相匹配的數(shù)據(jù)，則直接提取該數(shù)據(jù)作為成圖所需的地圖數(shù)據(jù)；若無相同比例尺數(shù)據(jù)，則選擇就近比例尺數(shù)據(jù)作為成圖數(shù)據(jù)。例如，當急需一張玉樹地區(qū)的地震圖時，而現(xiàn)有系統(tǒng)中有汶川縣地震圖成圖規(guī)則，且使用的是5萬地質(zhì)圖庫，如果地質(zhì)圖庫中玉樹地區(qū)只有10萬地質(zhì)圖庫，在應(yīng)用此規(guī)則時，則可以直接選用10萬地質(zhì)圖庫。

（2）在制作區(qū)域地圖時，若地質(zhì)圖庫中只包含全國地質(zhì)圖庫或更小區(qū)域的地質(zhì)圖時，投影參考各不相同，則需首先進行裁剪、合并、投影等處理，形成符合規(guī)則的地圖數(shù)據(jù)。

（3）若成圖時，需包含該地區(qū)的點、線、區(qū)、注記等多種數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)，而地質(zhì)圖庫中相同比例尺下不能覆蓋所有種類數(shù)據(jù)時，可以通過采用就近提取數(shù)據(jù)的原則，查找與所需比例尺最相近的地圖數(shù)據(jù)，作為成圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

基于數(shù)據(jù)提取規(guī)則提取數(shù)據(jù)時，需基于上述原則提取到最能滿足用戶需求的數(shù)據(jù)資源；通過提供多種數(shù)據(jù)檢索的方法，如圖幅檢索、行政區(qū)域檢索、多邊形檢索等，方便用戶快速檢索到自己想要的數(shù)據(jù)。

1.1.2數(shù)據(jù)成圖規(guī)則

數(shù)據(jù)成圖規(guī)則主要用于記錄地圖數(shù)據(jù)成圖參數(shù)設(shè)置，如圖層顯示樣式、屬性過濾條件、顯示參數(shù)、專題圖信息等。遵循原則：

（1）每張地質(zhì)圖對應(yīng)于一個系統(tǒng)庫，相同的顏色號或子圖號，基于統(tǒng)一的地質(zhì)圖庫系統(tǒng)參數(shù)，保證相同參數(shù)的地圖數(shù)據(jù)顯示效果相同。

（2）根據(jù)規(guī)則文件中記錄的顯示樣式參數(shù)，調(diào)整地圖數(shù)據(jù)。

（3）圖層屬性過濾條件：若具有相同屬性字段的數(shù)據(jù)，自動應(yīng)用該屬性條件；若無相同屬性數(shù)據(jù)，允許用戶對該規(guī)則進行調(diào)整，若不調(diào)整則規(guī)則無效。

（4）圖層顯示參數(shù)包括顯示范圍、級數(shù)、過濾條件等，同樣，允許用戶對規(guī)則進行編輯，若不編輯規(guī)則，且該規(guī)則不適合于當前地圖數(shù)據(jù)，則此規(guī)則無效。

（5）專題圖參數(shù)，與圖層顯示參數(shù)原則相同。

1.1.3數(shù)據(jù)制圖模板

通過使用地圖模板記錄地圖制圖參數(shù)，預(yù)置基礎(chǔ)地圖模板，同時允許用戶自定義模板。制作地圖過程中，可將保存規(guī)則到數(shù)據(jù)庫或XML文件中，提供對規(guī)則文件的導(dǎo)人、導(dǎo)出、編輯等，允許用戶自定義新規(guī)則。

1.2快速成圖系統(tǒng)

快速成圖系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)快速提取和快速成圖系統(tǒng)兩大部分：

數(shù)據(jù)快速提取根據(jù)應(yīng)急需求從數(shù)據(jù)庫中提取相關(guān)地質(zhì)圖、圖片及報告等內(nèi)容。提取規(guī)則可據(jù)需定制，系統(tǒng)預(yù)置規(guī)則庫可擴充，如關(guān)鍵字規(guī)則、范圍規(guī)則、圖幅規(guī)則、區(qū)域規(guī)則、密級規(guī)則等。

快速成圖系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行投影、裁剪、拼圖等處理，添加標題、圖框、指北針、比例尺等地圖輔助內(nèi)容。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

快速成圖系統(tǒng)主要內(nèi)容與作用：

（1）通過研究系統(tǒng)模板定制標準，進行數(shù)據(jù)提取模板庫功能設(shè)計。建立數(shù)據(jù)提取模型，實現(xiàn)可定制的數(shù)據(jù)提取模板庫。模板化是實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速提取的前提，模板化內(nèi)容包括數(shù)據(jù)提取規(guī)則、數(shù)據(jù)投影規(guī)則、數(shù)據(jù)裁剪與數(shù)據(jù)拼接規(guī)則、數(shù)據(jù)過濾規(guī)則、圖元過濾規(guī)則等。

（2）快速提取是快速成圖的核心環(huán)節(jié)，提取數(shù)據(jù)準確率及覆蓋率決定了其實際應(yīng)用價值。

（3）數(shù)據(jù)處理功能包括：投影、裁剪、拼接、合并、圖層過濾及圖元過濾等。

（4）制圖功能包括各類制圖元素的添加，如：圖框、標題、指北針、圖例、比例尺等；支持數(shù)據(jù)的編輯，如：注記、點、線、多邊形的圖形編輯等。

2結(jié)語

基于規(guī)則的地質(zhì)快速輔助成圖系統(tǒng)能夠完成緊急制圖任務(wù)，快速響應(yīng)，也為制圖工作者提供了更便捷高效的制圖經(jīng)驗參考，從而高效完成出圖任務(wù)。在實際應(yīng)用中，通過日常制圖經(jīng)驗積累，形成適合多領(lǐng)域地質(zhì)應(yīng)用的制圖規(guī)則和模板，為緊急快速制圖提供制圖資源，結(jié)合智能化挖掘技術(shù)，可對多種定制規(guī)則進行進一步的延伸和深層次挖掘，從而使制圖規(guī)則和模板的應(yīng)用更加智能化。