Mapgis 數字地面模型系統在地質勘查制圖中的應用

柳建平

(山西省煤炭地質115勘查院，山西大同 037002)

煤田地質勘查需要制作大量的圖件，其中不乏有各種各樣的等值線圖，如煤層底板等高線圖、煤層厚度等值線圖、巖溶等水位線圖、突水性分區圖等。這些圖件大都需要利用鉆孔測量的各種數據勾繪等值線，以達到反映某種趨勢的目的。在沒有掌握Mapgis此項功能時大都是手工勾繪，計算機掃描之后利用Mapgis描圖，工作繁瑣且效率低下。利用Mapgis的數字地面模型子系統即可輕松實現等值線的自動勾繪，且能反映出它們的自然趨勢，方法科學簡單，效率高，尤其是在有大量數據的情況下更顯現出該方法的優勢。該方法已成為地質工作者快速完成數據圖形化工作的法寶。以下就對該方法的實際操作做詳細的介紹。

1 投影變換

將鉆孔的編號、坐標和測量數據分別輸入Excel中，由于Mapgis投影變換系統不能識別Excel文件，故需另存為文本文檔［1］。在沒有坐標文件時，也可利用Mapgis文件轉換或SECTION將點文件屬性輸出到表格中。文章以某井田勘探區的鉆孔突水系數為例，繪制突水系數等值線圖。1)投影變換:Mapgis6.7平臺下利用實用服務—投影變換—用戶文件投影變換打開原始數據文本文檔，見圖1。點擊指定數據起始位置的第二行數據，使得Mapgis能夠自動讀取原始數據的坐標［2］;設置用戶文件選項按指定分隔符、保留單列、生成點;由于Mapgis中X，Y坐標與實際坐標相反，故X為第三列數據，Y為第二列數據。2)設置分隔符:點擊設置分隔符，將分隔符號中Tab鍵打勾，屬性名稱所在行選擇第二行，確定，如圖2所示。3)設置點圖元參數:自由選擇子圖號及寬度大小，與數據坐標的尺度要協調，以方便觀察為準。4)設置完成后點擊不需要投影，數據生成，得到了鉆孔點文件。在Mapgis輸入編輯中編輯點文件，根據屬性標注將突水系數標注到點文件中，得到了含有鉆孔位置及相應點的突水系數值的點文件，以備成圖使用。

圖1 投影變換操作界面（一）

圖2 投影變換操作界面（二）

2 空間分析

在Mapgis空間分析的數字地面模型(DTM)子系統中，進入數字高程模型(Grd)，首先將離散數據網格化，然后進行平面等值線繪制。下面做詳細介紹。

1)離散數據網格化:Grd模型(數字高程模型)分析是建立在網格化的數據的基礎上的，所以對于非網格化數據必須先網格化才能進行有關分析［3］。進入空間分析—DTM分析—Grd模型—離散數據網格化，選擇原始數據文本文檔打開后得到如圖3所示對話框。將X，Y，Z分別與文件中的數據相對應:X選擇文件中的第三列，Y選擇第二列，Z選擇第四列。系統提供了四種網格化方法，分別為距離冪函數反比加權函數、泛克立格法網格化、稠密數據中值選取網格化和稠密數據高斯距離權網格化，不同的方法適合不同的數據模型［4］。本文采用泛克立格網格化法。設置后對文件換名保存到指定的文件中，對話框如圖4所示。設置完成后點擊確定，得到一個網格化的GRD文件。

2)平面等值線圖繪制:Grd模型可以繪制三種圖件，分別是網格化立體圖、平面等值線圖和彩色等值立體圖。本文采用平面等值線圖，點擊Grd模型中的平面等值線圖繪制，選擇網格化的GRD文件，得到如圖5所示對話框。

勾選等值線套區、繪制色階、保留邊界線、等值線光滑處理，光滑度依個人習慣而定，高程度繪制的圖更加圓滑美觀，但有時可能會與部分原始數據有所偏離，所以推薦使用中程度。色階(顏色)也可以依個人習慣喜好自由設置，以方便觀察為準。制圖幅面選擇原始數據范圍，若采用自動檢測設置，則所得的圖不能與原始數據坐標網格相吻合，也就沒有了實際意義。注意參數中頻度代表標注的稀密程度，此處應改為零，得到如圖6所示對話框。等值線層值的設置以實際情況而定，一般設置成整數以方便制作后圖件的觀察使用。點擊等值線層值，將起始Z值、終止Z值和步長增量全部改為與原始數據小數點位數一致的值(這里原始數據精確到小數點后兩位)，如圖7所示。設置完成后點擊確定，得到了等值線草圖(如圖8所示)，將點線區文件保存于指定文件夾中。

圖3 網格化設置對話框（一）

圖4 網格化設置對話框（二）

圖5 參數設置對話框（一）

圖6 參數設置對話框（二）

圖7 等值線層設置對話框

圖8 等值線草圖

3 圖形處理

上述步驟所得的等值線草圖中，等值線值在圖例色階中，還需要手動將等值線值輸入圖中，并將前面的鉆孔點文件添加到該圖中，得到突水系數等值線圖。根據突水系數值進行分區，文章用0.06和0.10兩個分界線進行分區，用以反映煤層頂底板發生充水的危險程度。

1)輸入編輯添加等值線圖點線區文件和鉆孔點文件。根據色階值編輯等值線值，將相應的值編輯到對應的等值線上;而后將色階、邊框等點線區文件刪除，保存后將點線文件添加背景圖框，即得到突水系數等值線圖，如圖9所示。

2)利用等值線繪制突水分區圖，以0.06和0.10兩條等值線為界進行分區，輸入弧段造區或者重新描線利用拓撲重建造區，得到突水性分區圖，其中突水系數大于0.10及與其聯通斷層附近區域為發生充水的危險地段，如圖10所示。

圖9 突水系數等值線圖

圖10 突水性分區圖

4 結語

應用Mapgis數字地面模型子系統繪制的圖件可以很好的與原始數據套合且比例尺相同，應用起來非常方便快捷，而且圖件準確、整潔，是等值線圖件繪制的不二方法。該方法不僅能夠應用于煤田地質勘查中，在化探工作中也得到非常廣闊的應用，社會經濟效益顯著。

［1］ 蘇新平.MAPGIS6.7環境下化探數據預處理方法［J］.煤炭技術，2012，31(7):128-129.

［2］ 中地數碼.MAPGIS實用教程［Z］.2003:187-202.

［3］ 陸可喜，石文學，劉繼朝.簡述一種基于MAPGIS和Office工具的繪圖方法［J］.地下水，2008，30(3):113-115.

［4］ 王聲喜.MAPGIS地質制圖基礎講義［Z］.2010:191-196.