勘探线剖面图精确绘制方法探析

勘探线剖面图精确绘制方法探析
李明培;李静琴
【摘要】In combination of MapGIS and Excel, feature points were set up on prospecting lines. By specific mathematics formulas, the coordinates of original feature points were transformed into the new coordinates with distance and elevation, from point to line and to plane, to draw the prospecting line profile map with high precision.%利用MapGIS和Excel软件相结合，在勘探线上设置若干特征点，运用特定的数学公式，将原始特征点的坐标转换为具有距离和高程意义的新坐标系统，由点及线到面，绘制具有高精度的勘探线剖面图。

【期刊名称】《山西煤炭》
【年(卷),期】2015(000)004
【总页数】3页(P22-23,31)
【关键词】地形线;MapGIS;投影变换;勘探线剖面
【作者】李明培;李静琴
【作者单位】陕西省煤田地质局勘察研究院，西安 710054; 陕西煤田地质勘查研究院有限公司，西安 710054;陕西省煤田地质局勘察研究院，西安 710054; 陕西煤田地质勘查研究院有限公司，西安 710054
【正文语种】中文
【中图分类】P634
勘探线剖面图精确绘制方法探析
李明培
1，2，李静琴
1，2
（1.陕西省煤田地质局勘察研究院，西安710054；2.陕西煤田地质勘查研究院有
限公司，西安710054）
摘要：利用MapGIS和Excel软件相结合，在勘探线上设置若干特征点，运用
特定的数学公式，将原始特征点的坐标转换为具有距离和高程意义的新坐标系统，由点及线到面，绘制具有高精度的勘探线剖面图。

关键词：地形线；MapGIS；投影变换；勘探线剖面
中图分类号：P634
文献标识码：A
文章编号：1672- 5050（2015）04- 0022- 03 DOI:10.3969/ki.issn1672-5050sxmt.2015.04.007
收稿日期：2015- 04- 25
作者简介：李明培（1986-），男，湖北襄阳人，硕士研究生，助理工程师，从事固体矿产勘查及研究工作。

煤田地质勘查报告提交的附图主要包括实际材料图、各类平面图、地层综合柱状图、煤岩层对比图、勘探线剖面图、钻孔柱状图、煤层底板等高线、资源量估算图等，其中勘探线剖面图是煤田地质报告中重要的图件之一，是作为储量计算、矿山建设设计和编制其他综合性图件的基本依据
[1]。

制作勘探线剖面图的第一步就是绘制地表地形，地表地形线的绘制难易程度取决于地形的复杂程度，地形简单所需的地形控制点较少，而地形复杂区则需要较多的地形控制点，因此手工制图的方法费时、费力，且精确性较低，有必要采用计算机制图的方法来减轻地质技术人员的工作压力。

勘探线剖面上关键特征点包括勘探线剖面的起点、终点、钻孔点、地形图上的河流、公路、高程变化较大的位置（如沟谷、山峰），同时需要在高程变化较小的地段稀疏布置少量特征点。

1 数学原理
设定某一勘探勘线剖面的起点为A
0，坐标为（X
0，Y
0），在剖面前进方向连续选取若干特征点A
1，A
2，…，A
n，坐标为（X
1，Y
1），（X
2，Y
2），…，（X
n，Y
n）。

每个特征点与勘探线剖面起点的距离为：式中：（X
n，再
n）为第n个控制点的坐标，n=1，…，n。

绘制勘探线剖面图时需要利用由特征点间距离和高程组成的新的坐标系统，L
n在新的坐标系统中代表了每个特征点的横坐标，而特征点的纵坐标则为该点的实际高程值，因此每个特征点相对于剖面起点被赋予了新的数据意义，形成新的数据阵列：
阵列中（L
0，H
0）为剖面起点的坐标（L
0=0），H
0，H
1，…，H
n分别为第n个特征点的高程。

该数据阵列适用于地表地形、煤层底板等高线、构造线等特征点的属性赋值，若特征点为钻孔的孔口位置，该点高程应使用实际测量成果。

2 软件要求
计算机绘制勘探线剖面图使用的软件为MapGIS 67和办公软件MicrosoftOffice
Excel，MapGIS软件的投影数据格式包括.dat、.txt、.csv等明码文件
[2]（三者可通过修改后缀名直接完成数据转换）。

特征点坐标数据整理使用Excel软件，数据分为三列，分别为特征点号、横坐标、高程，另存为Unicode文本（.txt）、CSV（逗号分隔）（.csv）等文件
[3]。

数据处理完成后，选择MapGIS实用功能模块中的投影变换，将特征点投影在MapGIS工程中，以点连线，形成所需的地形、底板等高线、构造线等。

3 应用实例
本文以某勘查区1-1’勘探线剖面为例绘制剖面的地形线。

勘查区内地形起伏较大，地形高程340耀688.4 m，山梁、沟壑较多，传统手工制图受制图工具、技术人
员业务水平的影响，图件精确度难以保证，因此要利用新方法进行技术上的改进。

图1 某勘查区工程布置图
在MapGIS工程中新建点文件，识别1-1’勘探线上不同的特征点（控制点的密
度可以根据需要加密或稀疏），利用软件“图形处理”中“文件转换”功能，将特征点坐标统一转换为MapGIS明码文件，并用Excel打开。

检查每个特征点的编
号与图中是否一致，计算每个特征点与剖面起点“茵0”之间的距离L
n，并分别对每个特征点赋高程H
n，形成特征点新的坐标系统（本例比例尺为1颐10 000），如表1
所示。

利用MapGIS“实用服务”寅“投影变换”寅“用户文件投影转换”功能，将以上数据转换生成MapGIS点文件，以点连线，并光滑曲线，形成精确度较高的地形线。

同时钻孔作为控制点的一种，其实际位置已经精确放置在地形线上。

剖面图中的煤层、构造线的展布的方法与地形线绘制方法一致，操作底图为各煤层底板等高线。

利用该方法完成地形、煤层、构造等要素的展布之后，再进行图面其他要素的整饰，从而得出一张完整的勘探线剖面图，见图2。

表1 特征点新坐标系统
注：通过数据换算可以解决同一条勘探线不同比例尺剖面的绘制。

图2 某勘查区1- 1’勘探线剖面地形线
4 结论
勘探线剖面图的计算机化制图已经成为一种趋势，成果图客观准确。

通过剖面图绘制的数学原理进行数据转换，将勘探线上数据点转换为线，再由各类线文件组成勘探线断面图，反映剖面上地层、煤层、构造的展布特征。

通过该方法可以有效达到以下目的：a.解决人工制图中剖面上要素的位置不准确、高程误差较大的问题。

b.方便快捷的实现不同比例尺的勘探线剖面的绘制。

c.同一勘探线剖面可有不同的技术人员分工合作完成。

d.操作性强，减轻了技术人员的工作强度。

【相关文献】
[1]杨孟达.煤矿地质学[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[2]宋丙剑，张艳军.记事本、Excel在Mapsource和Mapgis数据转换中的应用探讨[J].矿山测量，2008（2）：27- 30，71.
[3]李妩巍. MAPGIS在地质制图中的应用[J].铀矿地质，2005，2（6）：370- 375.。