实测剖面图的数字化试验

实测剖面图的数字化试验
杨学俊郑先纬
（四川地勘局科研所，成都，６１００８１）
摘要：用电子表格软件，实现音４面数据计算电算化；用ＭＡＰＧＩＳ的自动转换功能，将电算化的系统数据转换为ＭＡＰＧＩＳ的图形数据，再用ＭＡＰＧＩＳ的编辑手段，完成岩
性花纹、素描图、野外照片等剖面要素的输入。

关键词：区嘎实测剖面数字嗨ＭＡＰＧｌ８
一、目的、意义
实测剖面是区调工作的必修项目，目前基本上还是用手工完成。

由于地质认识不可能一蹴而就，在复杂区的地质剖面从开始测制到野外资料验收，一般会几易其稿。

这给剖面的制图工作带来许多麻烦，有时为了图面整洁，一经改动就要将剖面图全部重新绘制一遍，作了许多重复工作，效率低下。

当报告中需要引用这些剖面资料时，又不得不再次复制，许多时间就这样浪费在简单的重复劳动中。

如果剖面图也能全部数字化存储在计算机中，那么对剖面资料的查询、修改、调用就会方便很多，许多手工作图时的重复劳动就可避免，工作效率会成倍提高。

由于剖面观测数据客观、准确、系统，已经具备了数字化的良好基础。

用电子表格软件，首先可以使剖面的数据计算电算化，从而减少了人工计算的负担，也减少了人工计算出错的几率。

其次，有了电算化的系统数据，也容易被ＭＡＰＧＩＳ利用，可直接由计算数据文件转换为图形数据文件。

二、试验内容
（一）剖面数据计算的程序化
剖面数据计算的程序化不需要复杂的编程就可实现。

有现成的电子表格应用软件（如：ＷＰＳ、Ｅｘｃｅｌ、金算盘电子表格）可以利用。

在电子表格中输入原始的剖面测量数据（方位、斜距、坡度、产状）和相应的计算公式，就可得出其它数据（平距、高差、倾剖夹角、走剖夹角、平面导线图上测点坐标、地形图上测点坐标、视倾角、分层厚度等）。

数据的输入工作只包括一次原始数据的输入，和一次公式输入，中间过程自动计算完成，不需要人工干预。

比手工计算工作量减少５．１０倍，出错的概率也大大减少。

在剖面基本数据计算表的基础上，我们就可以编制用代数坐标法取代尺、规作图的计算表格，ＭＡＰＧＩｓ制图数据表格，以及地层厚度计算表格等。

［作者简介］杨学俊（１９６８一），男，工程师，区域地质与旷产普查专业，从事互调工作。

＝；
・衍
表一１剖面基本数据计算表
，ＡＢＣＤＥＦ
誓。

导线方位坡度角斜距平距（ｍ）＝高差（ｍ产
罄导线号
（角度）（角度）（ｍ）Ｄ＋ＣＯＳ（ＲＡＤｌＡＮＳ（Ｃ））Ｄ＋ＳＩＮ（ＲＡＤＩＡＮＳ（Ｃ））２０一ｌ１００．５１００９９６２．８７２
３１—２７ｉ．８１００９９．０３．１３．９２
４２—３６２．２３２３ｌ９８．１．１２
（－－）用代数坐标法取代尺、规作图
１。

作图原理
常规的作图方法是按基本数据计算表中的数据，用量角器量出方位、用三角板确定距离把线条和点绘制在米厘纸上。

它的致命弱点是，由于每一次的量画都是以前一次为基础进行，所以会将每一次的量度误差累计起来，后画的部分精度越来越差，如果哪一导线画错，从它往后的导线就完全报废。

而且，这一方法没有充分利用米厘纸可以直接读取坐标值的特性，作图时用三角板的刻度来读数，读图时又常用米厘纸本身的刻度来读数．标准不一致，致使在读图时产生系统误差。

代数坐标法制图．就是利用米厘纸可以直接读取坐标值的特性，按三角函数关系计算出各导线终点以剖面起点为原点的直角坐标值，然后用该坐标值按米厘纸自身的刻度标绘在图纸上。

三角关系如下图所示：
ＹＪＬ
———寺剖面制图
总方位
２号导线终点（ｘ２，ｙ２
，一觚ｕ，，蒜／／／／
音蛹旋Ｅ点彳
（０。

０）
———‘—巳二～
ｌ号±｜ｉ溅（ｘｂｚ森ｉ）ｒ—～之里２号地形
点
’（ｘ２，ｚ２）说明：Ｌ＝导线平距，Ｑ＝导线与剖面制图总方位的夹角，Ｂ＝导线坡度角
（ｘ，Ｙ）：绘导线平面圈坐标，（Ｘ，ｚ）：绘地形剖面图坐标
图ｌ代数坐标法绘制导线平面圈和剖面地形线示意图
≮ｈ
Ｖ
２．代数坐标法绘制导线平面图
设导线起点坐标为（０，０），选取一定的剖面总方位，设定作图比例尺、作图单位，则各导线的起点与终点坐标可由Ｆ表２算出。

按表中的坐标值，在米厘纸上直接点绘出各导线的起点与终点，以及它们之间的连线。

这样就取代了直尺和量角器的作图方法．提高了精度和效率。

表２导线平面图测点坐标计算表
ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ
平面导线图ｔ测点坐标（按１１５０００作图，单位：ｍｍ）
导剖面导坡
斜距平距ＸＹ
ｌ线总方
线度
方（ｍ）
（ｍ）
Ｘ＝Ｆ＊ＣＯＳ（ＲＡＤＩＡＮＳ（Ｂ．ｃ））
Ｙ＝ＰＳＩＮ（ＲＡＤＩＡＮＳ（Ｂ．．Ｃ）１号位角∑Ｘ艺Ｙ
位‘１０００／ＬＩ：例尺倒数＋１０００／比倒尺倒致
起点９０００００００００３０～ｌ９０１００－５１００９９６２１９６１９６－３５．３．５４Ｉ～２９０７１．８１００９９０３１８７３８３６４２．９
代数坐标法绘制剖面地形线
设地形线起点坐标为（０，０）．注意正负地形的拐点位置，则地形线可由Ｆ表３计算出的各坐标点连接而成。

如果剖面上地形线的起点需要在垂向上平移一段距离１１，计算时则可设±也形线起点坐标为（０，１１）就楚ｒ。

表３削曲地形线测点坐标计算表
ＡＢＣＤＥＦＧＨｌＪＫ忖削…＂削ｌ血Ｉ地膨战洲点坐标（拽１／５０００佧蹦．单位・ｍｍ）
ｌ地电｝ｌＩｔ垤利
’｝’蚺Ｉ向肚ＸＺ
Ｊｉ旭蚺Ｉ
Ｘ＿Ｚ＿
（¨１）（１１１）Ｕ似『『Ｉ“¨１
”‘’‘）Ｓ（Ｉ（ＡＩ）ＩＡＮｔｑ（Ｉ｜－（’１１ＸＸＩｃ．ＮＩＮ（Ｈ＾Ｉ）Ｉ＾Ｎ川１１））ＺＺ
怖‘＿…ｌ●
’１０００／ｌＬ驯Ｊｔ恻数＋１０００１ＩＥ例八ｆ“数２起点００００００００００
１ｒ—，●１——
ＪＩＪＩＵ¨ＩＯＯ－５ＩＵＯ９９：１＇２．Ｈ７２１９ｂ１９．６－Ｉ．７・Ｉ．７－＿“＾＿－－
４ｌ～２９０７１－８１００９９０３．１３９１８．７３８．３—２．８－４．５４．确定剖面测点在地形图上的位置
ｎ：地形Ｉ鳘｜Ｉ：青出剖而起点的商斯坐标值（ｘ。

Ｙ’）。

必须采用９００制ｌ鳘Ｉ总方位，按表４可ｉＩ绅…＾ｌ，战＾．地形…¨Ｉｑ岛埘小ｈ、似首。

ＪＩｌｌｌＬｈ‘法ＩＩ，以比较力。

使地腮绘、ｌＩ盘址安测削ｌｈＩｂ地形Ｉ玺Ｉ的吻合程度。

‰引
表４剖面测点在地形图上的位置计算表
ＡＢＤＥＩＧＩ１４卜１ｌＪ
地形圉上测点高斯坐标（单位。

ｋｍ）
导坡平距
高差纬向坐标ｘ．经向坐标Ｙ。

Ｉ线导线
度
斜距
（ｍ相对上一点的相对上一点的方位（ｍ）（ｍ）
廿角）增量＝
￡Ｘ’
增量＝￡ｒ
Ｅ’ＳＩＮ（ＲＡＤＩＡＮＳＥ＋ＣＯＳ（ＲＡＤＩＡＮＳ
（９０・Ｃ））／１０００（９０・Ｃ））／１０００
２起点０００００Ｏ３４３６．８４０１７７６７．５６３０－ｌ１００．５１００９９６２－８．７２．０．０２３４３６．８２０１０１７７６７．６６４ｌ、２７Ｉ．８１００９９．０３．１３．９００３３４３６８５０．０９１７７６７．７５（三）用ＭＡＰＧＩＳ自动转换功能绘制剖面基本图形和符号在电子表格计算出导线平面测点坐标、剖面地形线测点坐标、地形图上测点高斯坐标的基础上，ＭＡＰＧＩＳ就可以利用这些系统化的数据．将数值信息转换为可视化的圈形信息。

１．用ＭＡＰＧＩＳ制作常规剖面导线平面圈
ＭＡＰＧＩＳ绘制导线平面图，可将其分为两个基本要素：导线起始和终结的点位与编号；起始与终结点位间的连线，前者由点图元（一般是小圆点和数字）实现，后者用线图元（折线）实现。

采Ｈ：｜明码格式文件，将导线的点位和编号组成点明码格式文件（・．ｗａｔ）。

将导线的连线组成线明码格式文件（＋．ｗａｌ），再用ＭＡＰＧＩＳ的数据转换系统将其转换为点文件（＋．ｗｔ）和线文件ｆ＋ｗ０。

编写导线起始和终结点位明码格式文件：
１．按前表２《导线平面图测点坐标计算表》的计算方法，以剖面总方位为制图方向．按作幽比例尺，以毫米（ｍｍ）为单位，计算出导线平面图上测点坐标（Ｘ１１，Ｙｎ）。

２．用字处理软件（ＷＰＳ、ＷＯＲＤ等）。

按ＭＡＰＧＩＳ明码格式编排出符合要求的｝．ｗａｔ文本文件。

格式如Ｆ：
氐乳
文ｒ卜说明：
第一行：文件头，８个字节，统一为：ｗＭＡＰ９０２２（５．３２版之前的文件为：ＷＭＡＰ８０２２或ＷＭＡＰ７０２２或ｗＭＡＰ６０２２；５．３２版后可能还有所不同。

）
第二行：点陶元的数目，按真实个数填写。

从第三行起，每个点图元的数据占一行，各项数据之间用逗号分隔。

依次为：
点图元的计算机坐标（以ｍｍ为单位），Ｘｎ，Ｙｎ，
点图元的序号，ｎ，
点图元的类型．（从０，１，２，３，４．５中取值。

０为字符串：１为子图：２为圆：３为弧；４为幽像：５为文本），
点图元的图形参数和图层号．（点图元的类型不同，参数设置也不同，应视具体情况而定。

如果对此参数设置不明确，也可以反其道而行之，先在ＭＡＰＧｌＳ中编辑输入一个此类点。

调整好它的参数和图层，保存后在ＭＡＰＧＩＳ数据接口转换子系统中把它转成＋．ｗａｒ文件，用文本编辑手段把它的相关数据粘贴过来即可。

）
３．字处理软件（ＷＰＳ、ＷＯＲＤ等）保存的文本文件，～般以＋．ｔｘｔ为后缀。

因此，用计算机操作系统的文件重命名工具，将文件的后缀・．ｔｘｔ改为ＭＡＰＧＩＳ要求的＋．ｗａｔ后缀。

４．用ＭＡＰＧＩＳ数据接口转换子系统将＋．ｗａｒ文件转换成ＭＡＰＧＩＳ点文件。

编写导线编号的１ＶＩＡＰＧＩＳ明码格式文件：
把计算山的测点坐标，加上一个平移量（如：Ｘｎ＋０．５，Ｙｎ＋０．５．即把编号放在点位的右上角），作为ＭＡＰＧ［Ｓ明码格式文件中的“点图元的计算机坐标”数据项，参照“导线起始和终结点位明码格式文件编辑”所用的步骤，“点图元的类型”数据项取…０’值（字符串），按字符串的要求设置图形参数和图层，完成导线编号的ＭＡＰＧＩＳ点图形文件。

编写导线的连线明码格式文件：
第１步：按前表２《导线平面圈测点坐标计算表》的计算方法，以剖面总方位为制图方向．按作圈比例尺，以毫米（ｍｍ）为单位，计算出导线平面图上测点坐标（ｘｎ，Ｙｎ）。

第２步：把计算出的测点坐标，按顺序作为ＭＡＰＧＩＳ明码格式文件中的“线图元的点的坐标”数据项，＿｝；ｆｊ字处理软件（ＷＰＳ、ＷＯＲＤ等），按ＭＡＰＧＩＳ明码格式编排出符合要求的｝．ｗａＩ文本文件。

格式如Ｆ：
文件说明：
第一行：文件头，８个字节。

统一为：ＷＭＡＰ９０２１（５．３２版之前的文件为：ｍＩＡＰ８０２１或ｗＭＡＰ７０２ｉ或ＷＭＡＰ６０２１，５．３２版后可能还有所不同。

）
第二行：线图元的条数＋１（参考手册中写明是“线数”，以我们的应用来看，５．３２
版实际ｔ｝＝Ｉｊ的是“线数＋ｌ”即：如果有３条线，就要弓成４．否则转换厉会少
一条线或没有线。

）
第三行：第】条线圈元的图形参数、幽偿号及是否透明输出（如果对此参数设置不明确，也可以反其道而行之，先在ＭＡＰＧＩＳ中编辑输入一条线，调鹩好它的参数羽Ｉ
图层及是否透明输出，保存后在ＭＡＰＧＩＳ数据接口转换子系统中把它转成
＋．ｗａｌ文件，用文本编辑手段把它的相关数据粘贴过米即可。

）第四行：第１条线的点数
第五行：第１条线第１个点的坐标
第六行：第１条线第２个点的坐标
第ｎ行：第１条线最后一个点的坐标
第ｎ＋ｌ行：第】条线的ｆＤ号＋逗号（参考手册中写明灶“ＩＤ号，线Ｉ（：Ｊ变”。

以我们的应用米看，绘制剖面时，在这里不需要计算线艮度。

内此我们试着把“线艮度”
一项省略或取任意值，结果．５３２版ＭＡＰＧＩＳ数据接口转换子系统接受这种
修改，但ＩＤ号后面的逗号必须保留，否则要出现非法操作。

）第ｎ＋２行：如果有第２条线，重复上面第三行及其后备行的编辑。

最后，用ＭＡＰＧＩＳ数据接［Ｊ转换子系统将以上方法编辑五，的＋．ｗａｌ文｛；．｛＝转换成ＭＡＰＧＩＳ剖面导线平面图＋．ｗＩ线文件。

２．ＭＡＰＧＩＳ剖面导线平面图与数字地形图的套合
作常规剖面平面幽时，考虑到作幽与心ｆⅨ：ｆｌ＂Ｊ方便，要选择一个剖面总体方位．以此方位向图纸的最大延伸方向作圈。

因此，如袭２所示，要将剖面总体方位引入剑制图坐标的计算中米。

而需要与数字地形幽套合的剖面导线平面目的ＭＡＰＧＩＳ制剧坐标的计算，与上述竹！常规剖面平面圈时的计算略有不同。

它是以处于理想套合位置的数字地形图（即方里网摆平的地形图）为参考对缘，选择的剖面总体方位必须是９０。

．在表日《剖面测点在地形图上的位置计算表》的基础上，按方里网高斯坐标与ＭＡＰＧＩＳ直角坐标之间的转换公式，就能计算出与数字地形圈套合的剖面导线平面图的ＭＡＰＧＩＳ制图坐标（表５）。

设：数字地形图已处在理想套合位置上（即方里网是拦平的）
ｘ。

；为标准削框左。

ｒ角数值最小的方里网交义点的南北向离斯直角座标（单位：ｋｍ）Ｙ。

为其对应的ＭＡＰＧＩＳ纵－Ｊ：Ｅ）／，Ｊ，（单位：ｍｉｌｌ）；
Ｙ：；为标准幽框左ｒ角数值最小的方里１１６９交义，：ｉ的ｋ，ｉ，ｔｉ向高斯直角库标（单位：ｋｍ）ｘ．。

．为其对应的ＭＡＰＧＩＳ横坐标（单位：ｌｔｌｍ）：
Ｘ为任意点的ＭＡＰＧＩＳ横坐标（单位：ｍｍ）：
Ｙ为任意点的ＭＡＰＧＩＳ纵坐标（单位：ｍｍ）；
Ｙ’为该任意点ｆ１＂３尔ｐｑ向高斯直角废标（单位：ｋｉｎ）：
ｘ’为该任意点的南北向赢斯直角庳标（单位：ｋｍ）
则：ｘ＝（Ｙ’一ｋ）｛ｉ００００００／比例尺倒数＋ｘ。

．
Ｙ＝（ｘ’一ｘ驺）＋１００００００／比例尺倒数＋Ｙ瑚
≮Ｗ
表５与数字地形图套合的剖面导线平面ＭＡＰＧｌ８制图坐标计算表ＡＢＣＤＥ
地形圈上测点商斯ＭＡＰＧＩＳ制图坐标（比例尺：１１５００００，单位：ｍｉｌｌ）导
坐标（单位：ｋｍ）方里网交叉点（３４３５００，１７７６３００）对应ＭＡＰＧＩＳ坐标原点（０，０）
１线
纬向坐标经向坐标Ｘ＝Ｙ＝
号
Ｘ。

（Ｃ一１７７６３）｛ｌＯＯＯＯＯＯ／ＬＬ例尺倒数（Ｂ－３４３５）｛１００００００／比例尺倒数起点３４３６８４１７７６７５６９ｌ２０３６．８０
３０一ｌ３４３６８２ｌ７７６７６６９３１６３６．４５
４ｌ一２３４３６８５１７７６７．７５９５０３３７．１０
５２—３３４３６．８７１７７６７７８９５．６０３７４０
参照前述《用ＭＡＰＧＩＳ制作常规剖面导线平面图》的一系列步骤，就可得到与ＭＡＰＧＩＳ数字地形图坐标系和比例尺完全一致的数字剖面导线平面图，用它来观察实测剖面与地形圈的吻合程度，既方便又直观。

３．ＭＡＰＧＩＳ剖面图地形线的制作
地形线也有准确的测量记录，注意正负地形的拐点位置，按茎卫《剖面地形线测点坐标计算表》可以得到地形的起点、终点和拐点的制图坐标。

ＭＡＰＧＩＳ绘制剖面图地形线蚓，将其作为线型来表达：由起始点、正负地形的拐点与终结点位间的连线构成，刚线倒元实现（ＭＡＰＧＩＳ５．３２版增加了光滑曲线）。

采ｊ｛｛明码格式文件，将地形线的连线组成线明码格式文件（＋．ｗａｌ），再用ＭＡＰＧＩＳ的数据转换系统将其转换为线文件（＋．ｗ１）。

具体步骤参ｊ！｛ｉ《用ＭＡＰＧｔＳ制作常规剖面导线平面图》第４步“编写导线起始与终结点位间连线的ＭＡＰＧＩＳ明码格式文件”的作法。

４．有严格位置标识意义地质内容的制作
地质内容按其位置标识意义严格程度的不同，可分为：有严格位置标识意义的内容，和Ｉ位置标识意义不很严格的内容这两类。

前者如地层界线，采样位置、小岩脉的产出位置等，后者如一段岩层的总体产状，一段地层的代号，岩脉的代号等。

有严格位置格式意义的内容，一定也有准确的测量位置记录，可以由此按制图比例用电子表格软件计算出其在导线上的交点坐标，然后用ＭＡＰＧＩＳ明码格式文件将这些交点转换成醒目的指示性文件，再进入ＭＡＰＧＩＳ编辑子系统。

先按与导线平面图交点处实际应标注的内容，输入地质现象（或按走向输入地质界线，或按位避输入采样位置，等等），然后按晴盥投影，在剖面圈的相应位置上输入有关的地质现象。

（四）用ＭＡＰＧＩＳ的编辑功能输入剖面图形和符号
ＭＡＰＧＩＳ的自动转换功能以很高的效率替代我们的手工操作，绘制山了剖面基本图形（导线平面圈、剖蕊地形线图、地层界限等）和一些有严格位置标识意义的符号（导线编号、采样位置等）。

地质剖面是一项比较复杂的专业性较强的工作，目前。

还不能把剖面中的所
＝－－ｒｆ
有内容通过ＭＡＰＧＩＳ的自动转换功能米实现。

那些不能通过自动转换功能来实现的剖面地质内容，一般都是位置标识意义不很严格的内容。

可以通过ＭＡＰＧＩＳ的图形编辑系统，把它们分解成点、线、面等图形要素，按地质意义的合理性与制图的美观性等原则，分别输入和编辑。

应Ⅲ起米有ｔｔ＇Ｊ＇Ｔ．如臼动转换那样快捷，也有一些编辑功能不那么尽如人意，这里存在一个软件的使用者与软件相适应的问题，也有软件臼身不断改进、完善以满足用户需求的问题。

对我们地质工作者来说，思想上要有不断提高各项工作数字化程度的意识，注意学习和适应软件的现有功能和操作方式，尽快改变手工时代养成的操作习惯，总结经验、提高应用技能，创造性地发挥软件的功能，使我们的数字化水平不断提高，以适应信息时代飞速发展的要求。

１．点型剖面地质内容的编辑输入
那些可以用计算机常规字库和符号库输入的文字、符号，如：图名、比例尺、图例、简单的地层代号、矿产代号、变质代号、岩脉代号、走向倾角、样品编号等各种注释内容，用ＭＡＰＧＩＳ点圈元中的注释来表达。

那些在计算机常规字库和符号库中不存在的文字、符号，如：复杂的地层代号、产状符号、构造符号、化石符号、岩性花纹等专业性的特殊符号，用ＭＡＰＧｌＳ点图元中的子圈来表达。

另外，在ＭＡＰＧＩＳ点图元输入功能中还包括：圆、口＆、版面、幽像的输入。

可以由此输入其它软件编辑好的文本文件、素描圈或野外照片等。

２．线型剖面地质内容的编辑输入
线型剖面地质内容，除已经由自动转换功能实现的剖面基本图形（导线平面幽、剖面地形线圈、地层界限等）以外，还包括剖面地质界限（地层、断层、特殊岩性等）和豳面整饰内容（水平标尺、垂直标尺、图例、柱状图等）。

都可以用线图元米输入、修改。

另外，一些看似点状，但具备一向延伸规律的符号，如岩性花纹中的混合岩化：～～～石英岩：・’・－。

・．．．二云片岩：一一一等都可以造成线型来使＿Ｅｌ｛｜，这比用点图元来实现要快捷得多。

３．面型剖面地质内容的编辑输入
在ＭＡＰＧＩＳ系统中，用丰富的色彩和花纹来表达地质内容比手ｊｆ：作幽要容易。

加之彩色打印技术的酱及，因此，我们应有意识地加大色彩的使用力度，更多地用彩色来表现我们的地质认识。

所以，ＭＡＰＧＩＳ制图的面型剖面地质内容，可以包括刚以区分变质带、地层、岩性等的面色，也可以是用以区分变质带、地层、岩性等的具二向延伸规律的花纹符号。

这样我们就可发挥计算机的优势，把那些过去手工制酗需要一笔一笔描绘的岩性界线和花纹．用计算机的面型输入手段，大面积快速完成。

（需要指出的是，ＭＡＰＧＩＳ５．３２版图案库的设置对我们来说还不够完善。

我们希望ＭＡＰＧＩＳ的开发者能增加一个参数，来设置图案符号的倾斜度。

这样我们就可以让幽案花纹根据地层的产状而变化。

）
ｋ吐
总之，用ＭＡＰＧＩＳ作实测地质剖面的尝试才开始，需要区调工作者不断实践，总结技巧、发现问题，以便ＭＡＰＧＩＳ的开发者有针对性地加以改进，共同提高区调地质工作的数字化水平。

主要参考文献
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