Mapgis 数字地面模型系统在地质勘查制图中的应用

柳建平

(山西省煤炭地质115勘查院，山西大同 037002)

煤田地质勘查需要制作大量的图件，其中不乏有各种各样的等值线图，如煤层底板等高线图、煤层厚度等值线图、岩溶等水位线图、突水性分区图等。这些图件大都需要利用钻孔测量的各种数据勾绘等值线，以达到反映某种趋势的目的。在没有掌握Mapgis此项功能时大都是手工勾绘，计算机扫描之后利用Mapgis描图，工作繁琐且效率低下。利用Mapgis的数字地面模型子系统即可轻松实现等值线的自动勾绘，且能反映出它们的自然趋势，方法科学简单，效率高，尤其是在有大量数据的情况下更显现出该方法的优势。该方法已成为地质工作者快速完成数据图形化工作的法宝。以下就对该方法的实际操作做详细的介绍。

1 投影变换

将钻孔的编号、坐标和测量数据分别输入Excel中，由于Mapgis投影变换系统不能识别Excel文件，故需另存为文本文档［1］。在没有坐标文件时，也可利用Mapgis文件转换或SECTION将点文件属性输出到表格中。文章以某井田勘探区的钻孔突水系数为例，绘制突水系数等值线图。1)投影变换:Mapgis6.7平台下利用实用服务—投影变换—用户文件投影变换打开原始数据文本文档，见图1。点击指定数据起始位置的第二行数据，使得Mapgis能够自动读取原始数据的坐标［2］;设置用户文件选项按指定分隔符、保留单列、生成点;由于Mapgis中X，Y坐标与实际坐标相反，故X为第三列数据，Y为第二列数据。2)设置分隔符:点击设置分隔符，将分隔符号中Tab键打勾，属性名称所在行选择第二行，确定，如图2所示。3)设置点图元参数:自由选择子图号及宽度大小，与数据坐标的尺度要协调，以方便观察为准。4)设置完成后点击不需要投影，数据生成，得到了钻孔点文件。在Mapgis输入编辑中编辑点文件，根据属性标注将突水系数标注到点文件中，得到了含有钻孔位置及相应点的突水系数值的点文件，以备成图使用。

图1 投影变换操作界面（一）

图2 投影变换操作界面（二）

2 空间分析

在Mapgis空间分析的数字地面模型(DTM)子系统中，进入数字高程模型(Grd)，首先将离散数据网格化，然后进行平面等值线绘制。下面做详细介绍。

1)离散数据网格化:Grd模型(数字高程模型)分析是建立在网格化的数据的基础上的，所以对于非网格化数据必须先网格化才能进行有关分析［3］。进入空间分析—DTM分析—Grd模型—离散数据网格化，选择原始数据文本文档打开后得到如图3所示对话框。将X，Y，Z分别与文件中的数据相对应:X选择文件中的第三列，Y选择第二列，Z选择第四列。系统提供了四种网格化方法，分别为距离幂函数反比加权函数、泛克立格法网格化、稠密数据中值选取网格化和稠密数据高斯距离权网格化，不同的方法适合不同的数据模型［4］。本文采用泛克立格网格化法。设置后对文件换名保存到指定的文件中，对话框如图4所示。设置完成后点击确定，得到一个网格化的GRD文件。

2)平面等值线图绘制:Grd模型可以绘制三种图件，分别是网格化立体图、平面等值线图和彩色等值立体图。本文采用平面等值线图，点击Grd模型中的平面等值线图绘制，选择网格化的GRD文件，得到如图5所示对话框。

勾选等值线套区、绘制色阶、保留边界线、等值线光滑处理，光滑度依个人习惯而定，高程度绘制的图更加圆滑美观，但有时可能会与部分原始数据有所偏离，所以推荐使用中程度。色阶(颜色)也可以依个人习惯喜好自由设置，以方便观察为准。制图幅面选择原始数据范围，若采用自动检测设置，则所得的图不能与原始数据坐标网格相吻合，也就没有了实际意义。注意参数中频度代表标注的稀密程度，此处应改为零，得到如图6所示对话框。等值线层值的设置以实际情况而定，一般设置成整数以方便制作后图件的观察使用。点击等值线层值，将起始Z值、终止Z值和步长增量全部改为与原始数据小数点位数一致的值(这里原始数据精确到小数点后两位)，如图7所示。设置完成后点击确定，得到了等值线草图(如图8所示)，将点线区文件保存于指定文件夹中。

图3 网格化设置对话框（一）

图4 网格化设置对话框（二）

图5 参数设置对话框（一）

图6 参数设置对话框（二）

图7 等值线层设置对话框

图8 等值线草图

3 图形处理

上述步骤所得的等值线草图中，等值线值在图例色阶中，还需要手动将等值线值输入图中，并将前面的钻孔点文件添加到该图中，得到突水系数等值线图。根据突水系数值进行分区，文章用0.06和0.10两个分界线进行分区，用以反映煤层顶底板发生充水的危险程度。

1)输入编辑添加等值线图点线区文件和钻孔点文件。根据色阶值编辑等值线值，将相应的值编辑到对应的等值线上;而后将色阶、边框等点线区文件删除，保存后将点线文件添加背景图框，即得到突水系数等值线图，如图9所示。

2)利用等值线绘制突水分区图，以0.06和0.10两条等值线为界进行分区，输入弧段造区或者重新描线利用拓扑重建造区，得到突水性分区图，其中突水系数大于0.10及与其联通断层附近区域为发生充水的危险地段，如图10所示。

图9 突水系数等值线图

图10 突水性分区图

4 结语

应用Mapgis数字地面模型子系统绘制的图件可以很好的与原始数据套合且比例尺相同，应用起来非常方便快捷，而且图件准确、整洁，是等值线图件绘制的不二方法。该方法不仅能够应用于煤田地质勘查中，在化探工作中也得到非常广阔的应用，社会经济效益显著。

［1］ 苏新平.MAPGIS6.7环境下化探数据预处理方法［J］.煤炭技术，2012，31(7):128-129.

［2］ 中地数码.MAPGIS实用教程［Z］.2003:187-202.

［3］ 陆可喜，石文学，刘继朝.简述一种基于MAPGIS和Office工具的绘图方法［J］.地下水，2008，30(3):113-115.

［4］ 王声喜.MAPGIS地质制图基础讲义［Z］.2010:191-196.