随着国家对资源开发的重视程度日益提高, 对资源勘查的投入也随之逐年增加。在新形势下, 地质行业信息化的发展已迫在眉睫。近年来, 地质勘查基础图件的应用不断扩大, 且随着科技的不断发展, 除了物探测量外, 如土方量的测量和计算也成为地质行业涉及的工作领域。最早的相对单一的矢量线化图已不能满足对测量制图的要求, 那么, 如何提升制图质量、提高工作效率, 是我们目前亟待解决的问题之一。MAPGIS作为我国自主研发的GIS软件, 在众多的国产GIS软件测评中, 历年名列前茅, 其主要功能有:图形的输入与编辑处理、地图库的管理、图形输出、属性库的管理、空间分析、图像处理等。MAPGIS强大的功能, 很好地解决了地质行业对图件信息化的要求。现将地质人员在工作中所使用的MAPGIS软件的部分操作方法及经验汇总, 以资共享。
(1) 图形矢量化。扫描输入法是目前地图输入中应用较为广泛的输入法之一, 是通过扫描仪直接扫描原图, 以栅格形式存贮于文件中, 然后经过矢量化转换为矢量数据, 存入到线、点中, 再进行编辑、输出。工作中普遍使用的矢量化方法有全自动矢量化及交互式矢量化两种。全自动矢量化无需人工干预, 系统自动进行矢量追踪, 线条分明图面整洁, 矢量化精度高, 但只能用于简单, 干扰因素较少的图;交互矢量可以通过人工干预把干扰因素较大的图追踪出比较理想的图。一般情况下, 地理图件的矢量化均采用交互矢量的方法。矢量化时经常出现的一些人为错误无法用误差校正来处理, 必须进行编辑处理。
(2) 矢量图的接边。地图库管理系统采用层类的概念, 以图幅为单位来管理地图数据。接边是矢量化后一个非常重要的环节, 每幅图矢量化完成后都需与相邻图幅进行接边检查, 确保矢量化后的整体图形忠实于原图。实际上由于纸张伸缩和矢量化误差, 相邻图幅公共图廓线两侧本应相互连接的地图要素会发生错位。图幅对接时, 接边处数量少、误差不大时, 采用自动接边;反之, 则采用交互式接边或半自动接边功能。
(3) 栅格图库的建立。将地形图扫描, 用计算机处理扫面后的栅格图件, 然后裁剪拼接, 就可以地生成整个工区的地形图, 然后在上面叠加测线, 完全改变了我们以往使用地图的形式, 使我们的工作变得更加方便快捷。
(1) 扫描电子地图的处理。我们利用大幅面扫描仪, 整幅扫描地形图。为了得到高质量的扫描图, 首先需要被扫描的图件干净平整, 图纸没有大的变形, 否则会直接影响到我们随后对图像的处理和校正。扫描参数须为:24位真彩色、最少600dpi、图形格式为TIF格式。扫描参数不对, 对于生成电子图件的质量有很大的影响。
(2) 扫描电子图的校正配准和裁剪。电子地形图的变形来源于两个方面, 即纸质地图本身的变形和扫描仪扫描过程中产生的变形, 所以扫描后的地形图必须经过校正和配准。校正和配准的目的为:第一, 校正以上两种原因产生的变形;第二, 恢复地形图原来的坐标系统。在软件处理中, 校正和配准是同时进行的。一般在配准和校正时多采用用边廓点的方法, 如果需要取更多的点, 均匀取点。将校准后的电子地形图用标准图幅坐标裁剪, 即可得到我们所需要的建立图库的处理校准后的图。AOI区的裁剪是指感兴趣的区域裁剪。在涉及到跨带的区域, 通常需要将一个投影带的电子地形图转换到另一个相邻带。应用MAPGIS提供的投影转换, 可以方便地进行这项转换, 但转换后的图幅的边上会出现四个黑三角区域, 对于这个三角区域的裁剪我们需用到AOI裁剪功能。
(3) 栅格图库的建立。为了应用方便, 我们必须对裁剪后的电子图进行拼接。拼接后的图库很好地解决了我们以往应用纸质地图的局限, 如果需要, 可以方便地裁出图库范围内任意大小的工区地图。用MAPGIS6.7版本的影像库管理, 可以将裁剪好的栅格图拼接为栅格图库。
DEM即数字高程模型, 建立一个地区的数字高程模型, 对这个地区的建设和勘探来说非常重要。对于勘探来讲, 如果有探域的DEM模型 (尤其在山地区域) , 那么我们就可以合理地设计测线和布设炮点, 提高一次布设的成功率, 降低成本, 具有非常重要的意义。下面就简要介绍一下DEM的生成及其应用。无论采用什么方法, 采集离散点是建立DEM的首要工作, 然后对离散点数据网格化或生成TIN模型。
(1) 离散点数据。对于离散点的采集, 一般有如下一些方法:机载激光扫描数据、合成孔径雷达干涉测量、实地实测、地形图等高线矢量化后产生和航空摄影的办法产生等。
(2) 生成GRD模型。GRD模型即数字高程规则格网模型。对于已有的离散点数据, 我们要生成规则格网模型或TIN模型后, 方可用计算机对其进行一系列的处理和应用。离散点数据通过内插规则格网点后生成GRD模型, 其内插方法有:多项式内插、样条函数内插和双线性内插等方法。
(3) 生成TIN模型。基于三角网 (TIN) 模型是直接利用了原始观测数据, 避免了由于DEM内插造成的精度损失, 且更能逼真地表达地形。
(1) 自动生成等高线。利用DEM可以自动生成等高线, 这对我们测地形图来说, 再也不用用其它古老的方法描绘等高线了。格网DEM和TIN模型的追踪算法有所不同, 这里不再赘述。
(2) 高程剖面分析。应用DEM可以生成任意截面的剖面图, 一般来讲, 在山区布设炮点, 总结了如下两点;避高就低;避干就湿。有了测线剖面图, 我们就可以充分应用避高就低的原则, 在室内合理地完成恢复性炮点的设计工作, 提高工作效率, 节省成本, 提高剖面质量。
(3) 蓄积量、表面积和填挖方的计算。DEM可以计算任意区域的蓄积量、表面积和填挖土方量。
(4) DEM在物探的应用。DEM在物探的应用这几年没有明显的先例, 但如果有某一地区的较高精度的DEM, 那我们就可以做诸多事半功倍的工作。尤其在山区, 我们可以利用DEM来合理地布设测线和炮点。我们为了得到较好的剖面资料, 一般我们都将测线设计在相对较低的地区, 炮点布设在测线剖面上较低的地区。利用DEM我们可以非常方便地做到这一点。
我们现在得到的精度为14.25m的遥感影像图, 虽然精度不高, 但对比例尺为1∶10万的勘探成果图来说, 测线穿越了那些的地表属性, 具有非常重要的指导意义。彩色遥感图像比较地形图而言, 具有更丰富色彩信息, 比地形图更加直观, 缺点是所有地物按同样的比例缩放 (比如道路, 在地形图中是不按比例输出的) , 突出不了我们所需的某些如道路等的重要信息, 而且没有地名, 不便于我们直接使用。在没有矢量线划图时, 为了解决上述问题, 我们将遥感影像图和电子地形图透明叠加, 于是产生了我们所希望的图件。
随着近几年来, 地质专业人员对GIS的应用越来越广泛, 得出了一些较为重要的经验。在提高我们工作效率的同时, 也暴露了一些问题。由于没有探区相当精度的DEM和最新矢量图的来源, 影响到GIS对地质勘探的作用;另外高精度遥感图的缺乏也制肘了对勘探的精细设计。如果有高精度的相对时新的遥感图和相应精度的DEM, 我们有理由相信测量将会对地质勘探的指挥、激发点的布设、打井方法的安排、土地赔偿预算和土地赔偿将会起到重要的作用, 而合理的设计和安排, 无疑对我们降低勘探成本具有很重要的意义。
摘要：MAPGIS是中地公司生产的GIS软件。近年来在地质勘探行业中得到广泛应用, 其较为全面的功能极大的提高了地质专业人员的工作效率。本文简要介绍了MAPGIS软件操作系统, 并通过详细介绍该软件在对图形矢量化和接幅、栅格图库的建立、DEM的应用以及遥感影像和扫描电子地形图库等方面的应用, 展现了MAPGIS软件的相关功能在地质、水文勘探中所发挥的作用。极大的满足了地质勘探行业的要求。
关键词：地质勘探,MAPGIS,矢量化,DEM,TIN
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