用MAPGIS实现煤层等厚线图的绘制

■谭森闫 海忠 王健

（中国冶金地质总局山东正元地质勘查院山东济南250014）

用MAPGIS实现煤层等厚线图的绘制

■谭森闫 海忠 王健

（中国冶金地质总局山东正元地质勘查院山东济南250014）

本文应用MAPGIS软件中的数字测图、DTM分析、输入编辑和投影变换模块绘制了新疆准南煤田某勘查区的煤层等厚线图，通过同一数据用距离幂函数反比加权网格化和Kring泛克立格法网格化模型进行绘制的等厚线图进行对比，得出用距离幂函数反比加权网格化模型绘制的煤层等厚线图效果较好。

MAPGIS煤层等厚线图GRD模型准南煤田

1 引言

煤层等厚线图是表示煤层厚度变化的等值线图。将作图区内煤层厚度点按坐标投影在水平面上，内插出一定间隔的整数厚度点，结合地质构造，将同一厚度的点连接成线，即成煤层等厚线图。它是反映煤层厚度变化规律的主要图件，也是指导勘查，为煤矿设计、建井和生产服务的重要图件。如果能用计算机软件自动绘制等厚线色块图，将会大大的提高工作效率，MAPGIS就是这样的软件。

MAPGIS是武汉中地信息工程有限公司研制的大型基础地理信息系统软件平台，是一个集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学于一体的大型智能软件系统，是集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的空间信息系统。笔者以新疆准南煤田某勘查区绘制1:50000煤层等厚线图为例，述说如何用MAPGIS实现煤层等厚线图的绘制。

2 数据整理

勘查区所有见煤点进行工程点测量，得出见煤点的坐标（X, Y），Y把前2位代号去掉，通过对见煤点的丈量，得出煤层的真厚度M（真厚度＝垂直厚度×煤层倾角的余弦值或水平厚度×煤层倾角的正弦值），真厚度的单位为米。由见煤点工程编号、坐标和煤层的真厚度，编制成如图1的数据文件（*.txt），文件格式为ID,X,Y,M（第一列为见煤点工程编号，第二列为见煤点的X坐标，第三列为见煤点的Y坐标，第四列为见煤点煤层的真厚度）。

利用MAPGIS的“数字测图”模块把保存出来的txt数据文件转换为WT属性文件，操作如下：

（1）“系统设置”的“系统库目录”设置为SUVSLIB库，打开“数字测图”模块，新建一个测量工程文件；

图1 制图数据格式

图2 数据录入设置

（3）主菜单“数据处理”的“点输出”即可把数据保存为MAPGIS专用的WT文件。

WT文件为MAPGIS点文件，每个WT文件点图元的属性值即原txt数据文件每一个见煤点的制图数据。由于绘制的煤层等厚线图比例尺为1:50000，则需要用“图形处理”下的“输入编辑”模块进行处理，步骤如下：

（1）新建工程文件，把WT文件添加到工程文件，设WT文件为编辑状态；

（2）通过“其它→整图变换→键盘输入参数”设置比例参数，变化类型选点变换，比例参数X比例：0.02，Y比例：0.02，按“确定”完成操作。

最后是把点图元文件图例改为相应工程（如钻孔）图例，点击工具栏中的“”工具，选中工程类型相同的点图元，弹出的对话框中：子图号选上相应工程图例，子图高度、子图宽度、子图颜色等进行相应设置。保存WT文件即完成数据整理工作。

3 离散数据网格化

在地质勘查过程中得到的见煤点厚度的数据为离散数据。微机绘制等值线图最关键的是对原始数据进行网格化 (生成GRD数学模型)，即采用一定的网格方法对不规则分布的原始数据进行插值，生成原始数据分布范围内规则间距的数据点分布，因此数学模型是绘制等值线图的核心。在MAPGIS“DTM分析”模块进行离散数据网格化生成GRD模型，操作如下：

（1）在MAPGIS程序中，进入“空间分析”下的“DTM分析”模块，“文件”菜单中“打开数据文件”，把WT文件导入。

（2）“处理点线”菜单中进行“点数据高程点提取”，高程属性项中选择“高程H”，确定后则所有见煤点的煤层真厚度值已经提取。

（3）进入“Grd模型”菜单中的“离散数据网格化”（如图3）即可对数据进行网格化。在离散数据网格化下，系统将弹出如下对话框如图4，该对话框显示了原始数据在X—Y平面的范围，用户如果需要扩大或缩小范围，可以修改网格化参数中的有关项；通过修改网格间距，用户可以调整网格的疏密程度；在网格类型栏中，用户有四种不同的网格方法选择，分别为距离幂函数反比加权网格化、Kring泛克立格法网格化、稠密数据中值选取网格化、稠密数据高斯距离权网格化。以上参数设置好后，选择文件换名按钮系统将弹出标准的文件对话框，输入文件名。最后按确定，计算机开始对原始数据进行网格化，并以用户输入的文件名保存网格化后的结果GRD文件。

图3 对离散数据进行网格化

4 平面等值线图绘制

选中MAPGIS平面等值线图绘制菜单，打开网格化好的GRD文件，系统将弹出平面等值线图绘制对话框，各参数选择如图5。

在设置中选择等值线套区、绘制色阶、保留边界线；在光滑中选择等值线光滑处理，光滑度：高程度；选择轴向标尺和制图注记。在等值线定层中：4.1等值层值

文中实例勘查区煤层厚度的极值为0.49~8.08米，为使绘制的煤层等厚线图能达到很好的效果，经过多次试验，确定等厚线的间隔为0.50米。根据中华人民共和国地质矿产行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T 0215-2002）的表E.2，确定实例勘查区煤层的最低可采厚度为0.80米，因此需插入一条煤层厚度为0.80米的等厚线。

4.2 线参数

在线参数中定义好绘制煤层等厚线图的线型、线颜色、线宽、线类型、等值线所在图层。

4.3 区参数

色区值的确定根据煤层厚度值由低至高的变化从深蓝→黄→粉红之间进行插值。

4.3 注记参数

在需要标注的等含量线上用Yes，不需要标注的等含量线上用No。

以上参数设定完成后，按“存设置”按钮系统将弹出标准的文件对话框，输入文件名，按确定，系统将按输入的文件名保存为VEL文件。如果需要重新绘制等值线图时，可以按“装设置”按钮，打开文件名VEL文件即可。最后按确定煤层等厚线图就自动绘制完毕，通过“文件菜单下→存数据于→点数据文件，线数据文件，区数据文件”操作完成对文件的保存。

图5 平面等值线图参数设置选择

图4 数据网格化选择的参数

5 不同网格化方法生成GRD模型的差异

不同的网格方法生成的GRD模型绘制的煤层等厚线图有一定差异。文中实例勘查区煤层厚度的极值为0.49~8.08米，数据极差相对较大，采用距离幂函数反比加权网格化绘制的煤层等厚线图比采用Kring泛克立格法网格化绘制的好。实例勘查区进行普查阶段工作，采取的工程间距为2000米×2000米，数据相对稀少，采用稠密数据中值选取网格化和稠密数据高斯距离权网格化方法生成GRD模型绘制不出平面等值线图，因此只能采用距离幂函数反比加权网格化和Kring泛克立格法网格化二种方法绘制。用同一数据，二种不同网格方法，生成的GRD模型绘制的煤层等厚线图如图6所示：相比之下，用距离幂函数反比加权网格化方法生成的GRD模型绘制的煤层等厚线图比较能反映煤层厚度变化规律，效果较好。

图6 同一数据不同网格化方法对比图

6 煤层等厚线图最终成图

文中实例为绘制1:50000的煤层等厚线图，其操作如下：

（1）进入“图形处理”下的“输入编辑”模块，新建工程文件，添加数据整理步骤生成的WT文件，在点图元的右侧标注工程编号和煤层真厚度；

（2）添加平面等值线绘制步骤保存的点数据文件、线数据文件和区数据文件。

（3）添加煤层露头界线，把煤层露头界线以上的平面等值线点数据文件、线数据文件和区文件清除。

图7 矩形框生成参数设置对话框

（4）添加图框，可以通过“实用服务”下的“投影变换”来自动生成，点击工具栏中的“”工具进入如图7对话框。对话框中：矩形分幅方法选任意公里矩形分幅；坐标系选国家坐标系，填入起始带号，标注选公里值；网线类型选绘制实线坐标线；比例尺：50000；图廓参数按照图幅的实际范围填入起始值和结束值，网间隔填2；把线参数、点参数做相应设置，写上图框文件名，按下“确定”即生成矩形框。

7 结束语

本文利用MAPGIS的数字测图、DTM分析、输入编辑和投影变换模块绘制了新疆准南煤田某勘查区的1:50000煤层等厚线图，并详细介绍了绘制过程。从绘制过程及绘制结果中得出以下结论：

（1）MAPGIS是一个功能强大的制图软件，利用该软件绘制的煤层等厚线，能清楚、直观地反应该勘查区煤层厚度的沉积变化情况。

（2）同一数据用距离幂函数反比加权网格化和Kring泛克立格法网格化模型进行绘制，对比绘制的煤层等厚线图，用距离幂函数反比加权网格化模型绘制的煤层等厚线图效果较好。

[1]吴信才.MAPGIS地理信息系统 [M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]中国煤田地质总局.中华人民共和国地质矿产行业标准煤、泥炭地质勘查规范（DT/ T 0215-2002） [S].北京：中国标准出版社，2003.

P641.4+3[文献码]B

1000-405X（2016）-6-359-2