地形地質圖制作的關鍵技術研究與實現

羅靖唯

摘 要：地形地質圖是既能反應某個地區地質構造和地形環境的地質圖件，通常是將地質圖和地形圖疊加。由于地質、地形數據的來源、保存形式及參照系的差別，地形地質圖的制作通常遇到坐標系轉換、地形要素符號庫的制作、地圖縮編等一系列問題。本文以某地區煤田地形地質圖的制作為例，制定了地形地質圖制作流程，研究地圖坐標轉換等幾何數據融合，并給予EPS、CAD、ArcGIS 等平臺實現符號制作等技術，結果表明該方法在地形地質圖綜合方面具有較高效率、高精度等優勢。

關鍵詞：地質地形圖 符號庫 坐標系 地圖縮編 EPS ArcGIS

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（a）-0000-00

引言

地質圖是地質信息最重要的載體之一，它凝聚了人們對地質理論的研究成果和對地質過程的理解，為有關地質工程提供重要的信息資源。地形圖是進行地理空間格局及其相互關系研究不可缺少的基礎資料，在反映地形信息的同時也充分表達了一部分地表信息，通常作為專題圖的定位底圖。地質地形圖通常由地質圖與地形圖疊加而成。本文通過以BJS54坐標系下1：1萬以及1：2.5萬地質圖以及2000坐標系下1：1萬原始地形圖為基礎數據，實現了對地質圖的坐標轉換、地形圖的可視化以及地圖縮編，并進一步制作CGCS2000坐標系下比例尺為1：1萬以及1：2.5萬的地質地形圖。

1 BJ54系到CGCS2000系的轉換

BJS54坐標系為參心坐標系，以克拉索夫橢球為參考橢球并采用局部平差后得到的坐標系，參考橢球長半軸為6378254m，短半軸為6356863.0188m 。CGCS2000為地心坐標系，參考橢球為等位旋轉橢球，長半軸為6378137m，扁率 ，地心引力常數3.986004418 ，自轉角速度7.292115 [1]。由于兩種坐標系采用的是兩種不同的參考橢球，在坐標轉換時通常在操作區域內均勻選定具有BJS54平面坐標和CGCS2000平面坐標的控制點，通過大地坐標與空間直角坐標的轉換公式、高斯正反算和布爾莎-沃爾夫模型實現北京54平面坐標到國家2000平面坐標的轉換[2-3]，該方法在實現大范圍的坐標系轉換時具有較好的效果。在此只實現某市地區坐標的轉換，根據文獻[4]省級以下的二維坐標轉換選用平面四參數模型能夠實現局部地區較為準確的坐標系轉換，利用控制點計算出平移參數、旋轉參數以及尺度參數m。

利用平面四參數模型編寫坐標轉換應用程，分別計算比例尺為1：1萬及1：2.5萬坐標系為BJS54的地質圖到CGCS2000坐標系地質圖的轉換參數。由于該地區地質圖在坐標系中有傾斜角度，為了便于出圖和看圖習慣對坐標系進行旋轉。

2地圖概括

在此選擇的原始地形數據為國家測繪局提供的CGCS2000坐標系下比例尺為1：1萬的.shp文件。CGCS2000坐標系下1：2.5萬比例尺的地形圖的制作需要在1：1萬地形圖的基礎上進行地圖的縮編，考慮到EPS軟件在輔助地圖縮編方面的強大功能，選擇使用EPS2008軟件進行地形圖的可視化和地圖編繪。

3.1符號及顏色模板的設計

EPS2008提供豐富的現成符號庫，具備強大的符號編輯功能，可以制作好復雜或者個性化的符號。EPS模板其本質是一個Access數據庫，主要包括系統系統環境設置、地理數據結構表定義、編碼體系以及符號描述定義和用戶擴展屬性表定義等內容。在模板屬性表中最常用的表為IniInfoTB（系統環境設置）、ColorInfoTB（顏色信息）、FeatureCodeID（編碼特征）、NoteTemplate（注記分類）和SymbolScripTB（符號描述）等，五種表的相關說明如下：

（1）IniInfoTB 主要用于儲存系統使用的參數；（2）ColorInfoTB 系統的顏色值和顏色號的對照表；（3）FeatureCodeID 根據國標代碼定制符號庫的特征碼表；（4）NoteTemplate 注記符號的分類表；（5）SymbolScripTB 對FeatureCodeID表所定制的每一個圖示符號的詳細描述；

根據文獻[5]中對EPS模板中常用表的參數說明設計1：1萬模板。創建表庫并分別定義顏色數據表、系統環境設置、實體編碼特征表、符號描述表、注記分類定義表。根據國家標準[6，7]設計1：1萬模板。各地形要素的屬性表主要以所顯示的地形要素具有的常見的屬性為字段進行設計，其中ID、GB、NAME、FeatureCode、ProjectID要素屬性表中常用字段，其他屬性表可根據需要加上TYPE、ANG、WIDTH等字段。以RESA（街區）為例說明設計的數據表結構，如表1所示。

在EPS2008系統中對模板進行更新，利用1：1萬模板將地形shapefile數據導入到系統中可視化，再確認可視化無誤之后對數據合法性檢查和拓撲錯誤糾正，最后對地圖進行標注完成地形圖的制作，按照1：1萬地質圖范圍對地形圖進行相應范圍的裁取，同地質圖一樣進行坐標系的旋轉。

3.2地圖縮編

EPS綜合模塊主要包括數據導入、自動縮編，其他縮編處理以及人工處理等功能，并且具有人機交互進行地圖縮編的特點，如高程點篩選過程中可以設置“釘子點”實現高程點的均勻篩選。首先按照1：1萬EPS2008系統模板設計方法設計1：2.5萬地形圖模板，以1：2.5萬模板創建項目，并將原始地形數據導入EPS2008并刪除不需要表示的地物。然后根據國家基本比例尺編繪規范對1：1萬地形圖進行地圖縮編得到1：2.5萬地形圖。根據國家編繪規范進行其他地形要素的縮編工作，在縮編完成之后，將其保存為DWG格式，同樣進行坐標系旋轉以符合視圖習慣。

3地形地質圖制作

在CAD中匹配相關字庫保證CAD中地物注記能夠顯示，首先打開制作完成的1：1萬地形圖，并將CGCS2000坐標系的1：1萬地質圖以塊的形式插入并分解，然后考慮到該項目中地質地形圖的實用性對地質地形圖中要素的表現形式和圖層顯示順序， 在CAD中根據地形地質圖中各要素顯示的順序需要建立相關圖層對數據進行調整，最后制作圖例和圖簽，并插入礦區分布示意圖、綜合地層柱狀圖以及地質剖面圖，添加格網并進行地圖整飾，如圖1。以同樣的方法對1：2.5萬CGCS2000坐標系下的地質圖和地形圖進行疊加制作1：2.5萬地形地質圖.

4 結束語

本文以某地區煤田地形地質圖的制作為例，針對地形地質圖中通常遇到的坐標系轉換、地形要素的符號以及系統模板制作、地圖縮編等復雜問題的解決方法進行研究，制定了地形地質圖制作技術流程，研究地圖坐標轉換等幾何數據融合，并利用編程技術以及ArcGIS、EPS、CAD軟件平臺解決地質圖制作關鍵難題， 為地形要素系統模板的制作以及地形圖縮編提供借鑒經驗，此方法節約地形地質圖的制作成本，并且提高了地形地質圖綜合制圖的效率和精度。

參考文獻

[1] 國家測繪局.國家測繪局公告（2008年第2號）.2008年6月18日中國測繪通報.

[2] 李征航，黃勁松 .GPS測量與數據處理[M]. 武漢大學出版社，2005.

[3] 劉基余 .GPS衛星導航定位原理與方法[M]. 北京：北京科學出版社，2003，374-421.

[4] 東海宇 .北京54坐標系向國家2000大地坐標系的轉換[J]. 甘肅冶金，2011，33，85.

[5] 黃芳 .基于EPS模板技術的大比例尺地理信息符號化研究[D]. 河南：河南理工大學學位論文，2013.

[6] GB/T 20257.3—2006國家基本比例尺地圖圖式 第3部分： 1：25000 1：50000 1：100000地形圖圖式[S].北京：中國標準出版社，2006.

[7] GB/T 20258.3—2006基礎地理信息要素數據詞典 第3部分： 1：25000 1：50000 1：100000基礎地理信息要素數據詞典[S].北京：中國標準出版社，2006.