計算機(jī)軟件MAPGIS在地質(zhì)測繪制圖中的應(yīng)用

計算機(jī)軟件MAPGIS在地質(zhì)測繪制圖中的應(yīng)用計算機(jī)軟件MAPGIS在地質(zhì)測繪制圖中的應(yīng)用

隨著信息時代的到來，數(shù)字化信息技術(shù)越來越受到各行各業(yè)的重視，數(shù)字化信息飛躍開展帶動了各大領(lǐng)域快速高效的開展，為各國的社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了不可低估的作用，傳統(tǒng)的手工繪圖已不能滿足高效地質(zhì)工作的需要。近年來，具有強(qiáng)大計算功能及快速圖形處理能力的各種計算機(jī)繪圖軟件得到了快速應(yīng)用，數(shù)字化地質(zhì)填圖技術(shù)的完善和應(yīng)用為區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)的調(diào)查工作帶來了很多諸多的便利條件，可以說數(shù)字化地質(zhì)信息的不斷完善已經(jīng)引發(fā)了地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)的一次重大革命。MAPGIS具有豐盛的圖形編輯工具以及強(qiáng)大圖形處理能力，包括圖形輸入、圖形編輯、圖形輸出等根本制圖過程。隨著衛(wèi)星定位、遙感和地理信息等系統(tǒng)的不斷改良和完善，高新技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中的地位越來越受到了重視，目前在地質(zhì)礦產(chǎn)的調(diào)查中地質(zhì)繪圖技術(shù)屬于最為關(guān)注和新穎的技術(shù)，他已經(jīng)成為各國追逐和研討的重要話題。但是，計算機(jī)MAPGIS繪制地質(zhì)圖形尚處于探索階段使用過程中仍存在功能不全面、針對性不強(qiáng)、穩(wěn)定性差等缺點，需要地質(zhì)工作者們不斷創(chuàng)新，積極研究，在實際工作中進(jìn)行完善。

1地質(zhì)勘查中計算機(jī)的應(yīng)用概況

1.1物化探報告編制在計算機(jī)上應(yīng)用也非常普遍，唯地質(zhì)勘查在計算機(jī)上應(yīng)用較少，這方面軟件的開發(fā)更是少之又少，其原因主要由于地質(zhì)勘查行業(yè)較晚進(jìn)入市場經(jīng)濟(jì)，對計算機(jī)繪制還存在著爭議，如水曬藍(lán)圖和打印機(jī)出圖在圖件保留時間、出圖質(zhì)量上的爭議，手工著色與電腦色塊填充在著色質(zhì)量、長時間色澤保持上的爭議，電腦制圖精確度問題等等。

1.2在野外所觀測到的所有信息，都有可能直接形成或者說是直接影響一個具體樣品、材料圖、產(chǎn)狀、素描、地質(zhì)點、地質(zhì)界線、化石等屬性和空間位置能的建庫和成圖，所有的路線、地質(zhì)點和每一個地質(zhì)數(shù)據(jù)都能從空間延伸到屬性、附屬性在過渡到空間再進(jìn)行相應(yīng)的檢索和分類，最終就能形成一個統(tǒng)一完整的野外初始地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，通過這一信息就能利用技術(shù)伎倆對其經(jīng)過整理和分析，最后直接輸出各類專題圖件和相關(guān)的地質(zhì)圖。

1.3地質(zhì)制圖技術(shù)的應(yīng)用和開展大大改變了地質(zhì)調(diào)查和野外地質(zhì)信息采集工作的生存狀態(tài)，該系統(tǒng)的實現(xiàn)和利用為傳統(tǒng)的地質(zhì)工作披上了科技開展的外衣，使原始傳統(tǒng)的地質(zhì)工作逐漸也走向了數(shù)字化，是地質(zhì)調(diào)查工作終于辭別了筆記本和記錄簿，辭別了繁瑣的手工操作和艱辛的信息存儲，完全實現(xiàn)了野外地質(zhì)察看的圖、文、像的數(shù)字化轉(zhuǎn)接、傳輸和儲存。

2地質(zhì)測繪中通用計算機(jī)繪圖軟件MapGIS的特點

2.1MapGIS是中國地質(zhì)大學(xué)武漢中地信息項目有限公司開發(fā)的、具有自主版權(quán)的工具型地理信息系統(tǒng)，經(jīng)過不斷的完善，目前已廣泛適用于地質(zhì)、礦產(chǎn)、地理、測繪、水利、石油、煤炭、交通、旅游、城建、土地管理等領(lǐng)域。該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)混合結(jié)構(gòu)，有效地解決了信息來源多種多樣，數(shù)據(jù)類型各不相同的矛盾，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。

2.2在數(shù)據(jù)組織與管理方面，圖形數(shù)據(jù)采用圖形數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)，用于存儲和管理圖形數(shù)據(jù)和輸入、編輯、誤差校正、入庫操作等。屬性數(shù)據(jù)描述圖元特征，存儲在關(guān)系型屬性數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)中，用于存儲和管理屬性數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的建立、編輯、修改操作等。圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)通過圖元內(nèi)部標(biāo)號連接起來。

2.3MapG1S所有數(shù)據(jù)按照類型分層，再按照比例尺分幅〔分幅的目的主要是為了便于檢索的分析，在大局部情況下，分幅是按矩形劃分，而有時為了檢索方便，那么按行政區(qū)劃分〕，通過分層和分幅，使系統(tǒng)處理和顯示速度能夠滿足要求，同時數(shù)據(jù)操縱、維護(hù)和更新比擬容易。

2.4MapG1S是以傳統(tǒng)的編圖原理和辦法為根底，以計算機(jī)和有關(guān)的圖形輸入、輸出設(shè)備以及編圖軟件為工具進(jìn)行編圖的新技術(shù)，與傳統(tǒng)制圖相比擬，MapG1S系統(tǒng)在地質(zhì)制圖對數(shù)據(jù)進(jìn)行分層與分幅組織，這樣加快了系統(tǒng)的處理速度，同時維護(hù)比擬容易；對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲、管理，圖形數(shù)據(jù)采用圖形數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)，屬性數(shù)據(jù)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)。兩者通過唯一的ID號聯(lián)接起來；提供了豐盛的圖形工具，用戶界面友好，使用方便，操作簡單，可實現(xiàn)動態(tài)制圖，按用戶需求可隨意對地學(xué)圖件內(nèi)容進(jìn)行修改。系統(tǒng)功能強(qiáng)大的圖形編輯功能，圖形中各種專用符號、圖案、子圖號、注釋等圖元均可進(jìn)行各種操作，完全可以到達(dá)常規(guī)制圖的精圖要求，并在誤差校正方面的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)制圖工藝。

3MAPGIS在制圖應(yīng)用中的缺點

3.1首先是格式轉(zhuǎn)換問題，目前大多數(shù)的GIS是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開發(fā)的，它們采用完全不同的空間數(shù)據(jù)模型，對地理數(shù)據(jù)的組織也有很大的差別。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在的GIS空間數(shù)據(jù)格式超過了100種，而目前還沒有軟件可以實現(xiàn)100種以上數(shù)據(jù)格式之間的相互轉(zhuǎn)換，這使得在不同GIS軟件上開發(fā)的數(shù)據(jù)交換存在困難，采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范也只能局部解決問題。

3.2限制了GIS處理技術(shù)的開展?jié)摿?。MAPGIS是一套應(yīng)用廣泛的GIS軟件，采用矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)混合結(jié)構(gòu)，將不同來源、不同類型的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的共享。

3.3誤差問題，主要包括紙質(zhì)介質(zhì)變形掃描產(chǎn)生的誤差，圖像校準(zhǔn)過程中產(chǎn)生的誤差，綜合取舍產(chǎn)生的人為誤差，以及子圖庫，線型庫定位點〔定位線〕不精確形成的誤差等。在數(shù)字化過程中，產(chǎn)生誤差的主要原因是人為因素。在數(shù)字化過程中手扶游標(biāo)不穩(wěn)左右擺動，或者數(shù)字化板晃動，從而造成采集點位不準(zhǔn)確。

4計算機(jī)軟件MAPGIS繪圖制圖流程的技術(shù)設(shè)計要求

4.1圖形編輯。數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)后，按工作順序，依次進(jìn)行圖形編輯、數(shù)據(jù)校正、圖廓整飾、誤差打消、鄰圖接邊等工作。上述工作分別有MAPGIS圖形編輯子系統(tǒng)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編輯子系統(tǒng)、錯誤檢查子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)校正子系統(tǒng)和接邊等完成。圖形編輯子系統(tǒng)用來編輯修改矢量結(jié)構(gòu)的點、線、面三種圖元的空間位置及其屬性數(shù)據(jù)，增加或刪除點、線、面域邊界；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編輯子系統(tǒng)主要是對圖形中的空間結(jié)構(gòu)建立拓?fù)潢P(guān)系，使搜區(qū)檢查選區(qū)更加快速、方便、簡捷，大大提高了制圖錄入編輯的工作效率；錯誤檢查子系統(tǒng)用來幫忙檢查數(shù)據(jù)錯誤，指出錯誤類型及出錯的圖元，從而提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量；數(shù)據(jù)校正子系統(tǒng)是在圖形輸入過程中，由于種種原因造成變形的因素很多，有機(jī)械的、人為的等造成整幅或者部分圖元發(fā)生位置偏差，與實際精度不相符，經(jīng)數(shù)據(jù)校正，打消輸入圖形的變形，到達(dá)實際圖形的最正確位置；對于鄰圖接邊，圖庫管理系統(tǒng)提供了較強(qiáng)的接邊功能，可對圖幅進(jìn)行分幅、合幅，并進(jìn)行自動、半自動及手動接邊操作，在接邊過程中，系統(tǒng)自動去除接合誤差，既準(zhǔn)確、快速、又方便、自然。4.2無論是制作紙基圖件還是建立空間數(shù)據(jù)庫。樣圖通常是選擇制圖區(qū)域有代表性的地區(qū)來進(jìn)行試編，是符號設(shè)計的綜合體現(xiàn)，尤其是一些新符號的設(shè)計。整套圖件盡可能使用一致的系統(tǒng)庫。MAPGIS提供了很好的創(chuàng)立和使用項目圖例板的功能，利用此功能可以分門別類建立各種圖例板，比方各種地質(zhì)調(diào)查圖例板、大比例尺地形圖圖例板、中小比例尺地形圖圖例板、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查圖例板、礦產(chǎn)調(diào)查圖例板、物化探測量圖例板、水文項目圖例板、巖性花紋圖例板、交通地理圖例板、山地項目素描圖圖例板、勘探線剖面圖圖例板等，一經(jīng)建好，制作相關(guān)圖件時可快速調(diào)用相應(yīng)圖例板，大批圖件可分工多人同時制作不同圖件，也可多人制作同一圖件，這樣成圖效率高，且整套圖件點、線、面要素統(tǒng)一。

4.3轉(zhuǎn)換格式輸出。制圖過程中有時需要將兩個系統(tǒng)庫不同的地圖放在同一張圖上，而MAPGIS輸出時只能有一個庫，需要將其中一個圖中的所有要素重新賦參數(shù)，整飾，工作量極大，這時可以將兩個圖分別制作完成后轉(zhuǎn)換成EPS格式，利用AdobeIllustrator制圖軟件將兩圖組合在一起，這樣防止了系統(tǒng)庫不用的弊端，節(jié)省了工作量。在圖件數(shù)字化輸入的過程中，通常由于圖紙變形、操作誤差、數(shù)字化設(shè)備精度等因素，使輸入后的圖形與實際或理論圖形往往有偏差，即存在一定的誤差。

5計算機(jī)繪圖圖件制作要點

5.1平面圖件中地形地質(zhì)圖的制作。主要繪制內(nèi)容是地質(zhì)界線、項目要素和圖例、色塊填充。地質(zhì)界線包括巖性和地層界線、構(gòu)造界線、水文及項目地質(zhì)界線、地表巖石露頭界線等，多以曲線為主。繪制的根本步驟與常規(guī)手工制圖根本相同，由點到線。點的輸入可以選用直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)等不同坐標(biāo)，現(xiàn)實測量方式或運用數(shù)據(jù)情況而定。鍵盤輸入各點的坐標(biāo)，然后對同一地質(zhì)界線上的點進(jìn)行連接。連線可以選用不同方式，如用多義線、樣條曲線，直線段等，倡議盡可能多的選用多義線，然后對多義線進(jìn)行圓滑，這樣將為后面的圖例、色塊填充提供很大方便，對于地質(zhì)界線上的控制點密度，依據(jù)相應(yīng)的比例尺的野外填圖的數(shù)據(jù)而定，但對地質(zhì)界線與勘探線、實測剖面線、槽探等的交點一定要作為控制點，要求有準(zhǔn)確坐標(biāo)，另外在地質(zhì)界線轉(zhuǎn)彎處、構(gòu)造點、水文異常點等也盡量多放控制點以保證地形地質(zhì)圖作為根本圖件的準(zhǔn)確性。文字標(biāo)注、綜合柱狀圖、圖例和責(zé)任表等，與手工繪圖一樣，繪制線條和輸入文字即可。一般地形圖的內(nèi)容放入0圖層，地質(zhì)界線設(shè)置一個或按不同地質(zhì)界線類型分設(shè)不同的幾個圖層，勘查項目要素、文字標(biāo)注依據(jù)同樣辦法設(shè)為一個或幾個不同的圖層。每個圖層分設(shè)不同的名稱和顏色，這樣做到圖層清晰，在繪制其它圖件時可方便調(diào)用不同圖層內(nèi)容。

5.2MAPGIS制圖系統(tǒng)庫包括子圖庫、線型庫、色庫、圖案庫。子圖庫是各類根底地理及專題要素的符號庫。線型庫是各類地物界線及專題要素界線的符號庫。地圖符號是地圖的語言，在地圖上用來表示實地物體與現(xiàn)象的特點圖解記號，它是地圖的主要表現(xiàn)形式，也是地理信息得以傳輸?shù)拿襟w。地圖符號按地面物體和符號的比例關(guān)系分為依比例尺，半依比例尺和不依比例尺符號。在傳統(tǒng)制圖理論中，任何符號都有它的定位點和定位線。符號的定位點和定位線都有嚴(yán)格的規(guī)定，它決定了地物在空間的分布位置和相互關(guān)系。符號庫〔子圖庫，線形庫〕形成誤差的主要原因是符號的定位點和定位線不在規(guī)定的位置上。制圖人員在數(shù)字化制圖過程中往往把符號移動到與原圖相同的位置，當(dāng)坐標(biāo)點可見時，符號的定位點〔定位線〕和符號的坐標(biāo)可見點不在同一點上，其誤差在0.1-0.5mm之間，圖件比例尺越小其誤差變形越大。

5.3MAPGIS在圖形編輯中的應(yīng)用。數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)后，按工作順序，依次進(jìn)行圖形編輯、數(shù)據(jù)校正、圖廓整飾、誤差打消、鄰圖接邊等工作。上述工作分別有MAPGIS圖形編輯子系統(tǒng)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編輯子系統(tǒng)、錯誤檢查子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)校正子系統(tǒng)和接邊等完成。圖形編輯子系統(tǒng)用來編輯修改矢量結(jié)構(gòu)的點、線、面三種圖元的空間位置及其屬性數(shù)據(jù)，增加或刪除點、線、面域邊界；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編輯子系統(tǒng)主要是對圖形中的空間結(jié)構(gòu)建立拓?fù)潢P(guān)系，使搜區(qū)檢查選區(qū)更加快速、方便、簡捷，大大提高了制圖錄入編輯的工作效率；錯誤檢查子系統(tǒng)用來幫忙檢查數(shù)據(jù)錯誤，指出錯誤類型及出錯的圖元，從而提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量；數(shù)據(jù)校正子系統(tǒng)是在圖形輸入過程中，由于種種原因造成變形的因素很多，有機(jī)械的、人為的等造成整幅或者部分圖元發(fā)生位置偏差，與實際精度不相符，經(jīng)數(shù)據(jù)校正，打消輸入圖形的變形，到達(dá)實際圖形的最正確位置；對于鄰圖接邊，圖庫管理系統(tǒng)提供了較強(qiáng)的接邊功能，可對圖幅進(jìn)行分幅、合幅，