MapGIS在地球物理数据成图中的应用.pdf

第30卷第2期地球科学与环境学报No . 2 Vol . 3 0 2 0 0 8年6月 Journal of Earth Sciences and Environment Jun.2 0 0 8 收稿日期 2007208220 作者简介李 勤19792 , 女,湖南岳阳人,博士研究生,从事地球探测与信息技术研究。E2mail eriliqin MapGIS在地球物理数据成图中的应用 李 勤,王万银,崔 莉 长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安710054 摘要对Map GIS在成图方面的一般步骤作了探讨和研究,并以某地区地面磁测数据作为基础,详细阐述了 Map GIS软件在磁测资料成图中的运用,首先将数据准备为可在Map GIS系统中读入的数据格式,然后充分发挥 Map GIS空间分析及图形编辑等子系统的功能,绘制磁测数据图件,为其他类似格式的地球物理数据在Map GIS 下成图给出了新的思路和途径。实践证明,该方法切实可行,能使制图过程得到进一步简化。 关键词 Map GIS;地球物理数据;磁测数据;平面图;剖面图 中图分类号 P208 ;TP391. 72 文献标志码 A 文章编号 16722656120080220200204 Application of MapGIS in Geophysical Data Mapping LI Qin , WANG Wan2yin , CUI Li School of Geological Engineering and Surveying , Changπan University , Xiπan710054, Shaanxi, China Abstract This paper introduces the general process of mapping based on Map GIS , expounds the application of Map GIS in map making with the surface magnetic data in certain area. At first , data with such at that can be recognized in Map GIS is prepared , and then magnetic data maps making the most of its subsystems such as space analyzing subsystem and graph editing subsystem is drawn. This research provides new ways for application of Map GIS in map making by other geophysical data with similar at. It is proved that the is available , and simplifies the process of mapping. It will serve the users better as well. Key words Map GIS; geophysical data ; magnetic survey data ; plane view drawing; profile section 0 引言 由于Map GIS在地学领域的普遍使用,当地球 物理数据图件要配合地质图使用时,通常需要在 Map GIS中成图。在地球物理数据使用Map GIS 成图的实际操作中,由于地球物理数据格式与 Map GIS要求的数据格式不完全一致,有人提出将 数据用其他方式成图后,再数字化生成Map GIS认 可的点、 线或面文件[1];也有人使用MATLAB、 QBASIC等程序来实现文件转换后再在Map GIS系 统中生成点、 线、 面文件[223];这些方法都需要借助 用户可能不太熟悉的其他软件工具,而实际上现有 的Map GIS软件可以用来绘制地球物理数据图件。 1 Map GIS系统及成图步骤 1. 1 MapGIS系统 Map GIS是武汉中地信息工程有限公司研制 的大型基础地理信息平台。长期以来,Map GIS被 广泛用于多个领域,具有强大的功能。 Map GIS是具有国际先进水平地完整的地理 信息系统,主要实现制图、 空间分析、 属性管理等功 能,其分为输入、 编辑、 输出、 空间分析、 库管理、 实 用程序6大部分[4]。 Map GIS把地图数据根据基本形状分为点数 据、 线数据和区数据面数据 , 存放这3类数据的 文件分别为点文件3. WT、 线文件3. WL和 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 区文件3. WP ,包括所有地图数据的3类文件都 叠加起来时,构成一幅完整的地图,并采用工程 3. MPJ来管理这3类文件。点文件、 线文件、 区 文件结构都是由文件头和数据区组成。 1. 2 成图步骤 在地球物理数据成图时大致分为数据输入 → 图形编辑和校正 → 图形输出3个阶段。 1. 2. 1 数据输入 数据输入是Map GIS成图的关键之一。Map2 GIS提供的数据输入有数字化仪输入、 扫描矢量 化输入、GPS输入和其他数据源的直接转换等[5]。 地球物理数据输入属于其他数据源的直接转换。 将地球物理数据转换成所需的数据格式后就可在 Map GIS空间分析或投影变换子系统中进行输入 操作,读入数据文件,根据需要生成对应的点、 线、 区文件。数据输入工作做的越好,越便于后面工 作的进行,避免进行不必要的重复工作,提高工作 效率。 1. 2. 2 图形编辑和校正 图形编辑和校正是Map GIS制图中重要的不 可缺少的阶段。Map GIS通过图形编辑子系统及 投影变换、 误差校正等系统来完成这一功能。利用 Map GIS图形编辑器,对点、 线、 区图元的空间数据 和图形属性进行编辑,可以改善矢量化后的图形精 度,丰富图形表现力,实现图形综合。图形数据在 其采集、 录入过程中产生的误差,如比例尺变形误 差、 矢量化误差等,在图形编辑中,要进行必要的误 差校正,使数字化成品图精度满足要求。 1. 2. 3 图形输出 图形输出是系统所有最终成果的具体体现。 Map GIS的数据输出可通过输出子系统、 电子表格 定义输出系统来实现文本、 图形、 报表等的输出。 Map GIS输出子系统可将编排好的图形显示到屏 幕上或在指定的设备上输出,具有版面编排、 光栅 数据生成、 不同设备的输出等功能。 2 地球物理数据成图 以磁测资料使用Map GIS绘制磁测实际材料 图、 磁异常平面剖面图、 磁异常剖面图、 磁异常平面 等值线图等图件为例论述Map GIS成图过程。 2. 1 磁测实际材料图 磁测实际材料图图 1 是反映磁测具体位置的 图件,包含基点测点的地理位置、 磁测异常值等信 息,将这些要素都归入图元属性中,或者将其在图 上标注出来。 图1 磁测实际材料图 Fig. 1 Magnetic Primitive Data Map 绘制磁测实际材料图时,需要准备以. DET为 后缀的文件,文件数据格式为 Not Grid ∥ 文件头 6100. 058 3659. 969 6. 79∥X轴坐标,Y轴坐 标,磁测异常值 6100. 023 3679. 839 7. 79 6099. 874 3700. 098 6. 56 ⋯⋯ 其中将文件第1行放置说明文件格式类型的标识 Notgrid ,从第2行开始的文件内容共3列,为了后 面数据的使用方便,第1列、 第2列设为X轴坐标、 Y轴坐标,两者的顺序可调换,可根据所需的坐标 自行对应地设置,第3列为标注,此处可设为磁测 异常值,设置好后保存为. DET文件即可。Map2 GIS系统中的. DET文件称为高程数据明码文件, 其数据又分为非网格化数据和网格化数据两种,在 文件头分别以Notgrid和Grid标识,这里通常用到 的是非网格化数据的. DET格式的文件。 在完成数据的准备工作后,进入Map GIS主菜 单 →空间分析 →DTM分析模块进行操作。通过 DTM分析 → 模型应用 → 高程点标注显示打开相应 的. DET文件,在弹出的对话框中设置好X轴方 向、Y轴方向以及需要标注的数据所在的列,并将 标注数据输出到属性字段需要注意的是,在磁测 资料处理中,一般将磁测异常值视为Map GIS系统 中提到的高程点值 , 选取缺省的符号类型,固定符 号的尺寸,调整标注的位置、 字体、 格式、 间隔。点 击 “确认” 后,系统将以点、 线文件的形式输出,产生 一个磁测实际材料图。 102第2期 李 勤,等Map GIS在地球物理数据成图中的应用 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2. 2 磁异常平面剖面图 磁异常平面剖面图图 2 是把多个磁异常剖面 图按测线的实际位置和方向展布在同一平面上[6], 是用磁异常剖面表示测区内磁异常平面分布规律 的一种图件。图2中各测线的磁异常都用剖面图 形式表示,各剖面的比例尺是统一的,这种图件有 利于反映磁异常的局部特征和细节。 图2 磁异常平面剖面图 Fig. 2 Magnetic Anomaly Plan2Profile Map 绘制磁异常平面剖面图时先准备数据为 Not Grid ∥ 文件头 6100. 058 3659. 969 6. 79 ∥X轴坐标, Y轴坐 标,磁测异常值 6100. 023 3679. 839 7. 79 6099. 874 3700. 098 6. 56 ⋯⋯ 将这些数据存为. DET文件后,使用Map2 GIS主菜单 →DTM分析 →文件 →打开三角剖分 文件,打开对应的. DET文件,接着使用处理点 线 → 点数据高程点提取 →TIN模型 →快速生成 三角剖分网,生成. TIN文件,然后选择模型应用 → 高程剖面分析 → 交互造线菜单,通过连接两点 或多点生成线,再选用相应的插值方法作出对应 线上的剖面图,将图按实际测线顺序组合即形成 磁异常平面剖面图。但是此时生成的文件,只有 点、 线文件,缺少区文件,需要进行造区操作。进 入图形编辑子系统进行输入编辑,创建工程,读 入刚才生成的点、 线文件,将相同属性的图元放 在同一层中,对工作区进行拓扑错误检查,删除 多余的结点,将所有线闭合,建立拓扑关系,生成 区,并对区进行普染色。这里的错误检查系统, 给用户提供一个可视化的错误检查环境,指出错 误类型及出错的图元,从而节约数据修编时间, 提高数据的质量。 2. 3 磁异常剖面图 磁异常剖面图图 3 是表示磁异常沿某一测 线变化规律的图件。磁异常剖面图与磁异常平面 剖面图的制作过程和外观看起来都有些类似,只 是各剖面在组合顺序上不需要与测线的实际位置 相对应。 图3 磁异常剖面图 Fig. 3 Magnetic Anomaly Profile Map 2. 4 磁异常平面等值线图 磁异常平面等值线图图 4 是用磁异常等值 线表示磁异常在平面上分布规律的图件,简称磁 异常平面图。它是由若干条等值线构成的,适于 反映磁异常的走向、 连续性、 分布规模等异常的整 体特征。 图4 磁异常平面等值线图 Fig. 4 Magnetic Anomaly Contour Map 首先将磁测数据整理成数据格式为 6100. 058 3659. 969 6. 79 ∥X轴坐标, Y轴坐 标,磁测异常值 6100. 023 3679. 839 7. 79 6099. 874 3700. 098 6. 56 ⋯⋯ 其中将每一个测点的信息包括坐标值、 测量值 等放在一行,相同意义的数据放在同一列,存为 以. DAT为后缀的文件,再将其转换为. GRD的规 则网格化文件,即可在绘制磁异常平面等值线图 时调用。 202地球科学与环境学报 第30卷 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 这里的. GRD文件是二进制格式文件,不能直 接阅读。使用. DAT数据文件生成. GRD格式的 文件步骤为进入Map GIS主菜单 →空间分析 → DTM分析 →GRD模型 →离散数据网格化,打开 . DAT数据文件,在弹出的对话框中分别设定X轴 坐标、Y轴坐标和磁测异常值所在的列,选择合适 的网格化方法、 网格间距,进行网格化处理,然后生 成. GRD格式的文件。 在绘制磁异常平面等值线图时,进入Map GIS 主菜单 →空间分析 →DTM分析模块 →GRD模型 → 平面等值线图绘制,系统弹出平面等值线图绘制 对话框,打开刚才生成的. GRD文件,在弹出的对 话框中勾选 “等值线套区” 生成区文件,勾选 “示波 线” 生成等值线的线文件,勾选 “制图标记” 生成等 值线注记参数的点文件,用户还可通过对话框中的 其他项定制生成等值线图时的区域填色,设置等值 线是否要光滑及其光滑程度,并完成数据的坐标转 换,点击 “确定” 后生成平面等值线图。 以上4种图形的步骤都只是粗略的制图过程, 经过这些工作后,都必须进入输入编辑子系统中, 创建新的工程,读入相应的点、 线、 区文件,进行调 整、 查错、 误差校准,再对这工程里的点、 线、 区文件 进行统一的投影变换,实现不同投影间的相互转换 包括坐标系转换和比例尺转换等及经纬网生成 功能,通过图框生成功能自动生成不同比例尺的标 准图框,最后进入输出系统对已产生的图形进行页 面设置,输出到指定的设备上。这些操作都可以在 各模块的菜单中找到,但是图形的精确度就很大程 度地依赖制图员的熟练程度和制图技巧。 3 分析与讨论 1 Map GIS软件为地球物理资料制图实现了 数字化,可灵活对地图信息进行查询、 编辑、 统计和 分析。图形输入操作比较简便、 可靠,能适应工程 需求,提高了图件的应用价值。 2 Map GIS软件具有强大的二次开发功能, 提供了最基本的开发函数库,用户可以调用这些函 数来设计用户界面,开发应用模型,实现系统的二 次开发,定制出更适合本行业的软件。 3在实际操作中,Map GIS软件也有不能完 全满足要求的地方,例如在图形编辑子系统中,自 动拓扑处理时,自己定制区域着色的空间太小;各 个图元不能建立组合关系,要移动多个不同性质的 图元比较困难。在空间分析子系统中,使用DTM 模块做剖面图时,系统不提供批处理功能,加大了 工作量。然而随着Map GIS的不断发展,这些问题 都可以在Map GIS的升级中得到解决。 4由于Map GIS不是地球物理数据成图专题 软件,在使用过程中不能使用单一模块实现上述数 字制图,必须通过多次文件转换、 系统切换完成一 次制图工作,有待于通过二次开发产生一个专题模 块,简化制图工序,增强其功能,提高工作效率。 5如何充分发挥Map GIS软件各模块的功 能,进一步提高工作效率,是MAPGIS使用过程中 需要不断研究和探索的问题之一。 参考文献 [1] 薛重生,傅小林,王京名.遥感与地球物理数据的融合处理及 其地质应用 以上饶地区为例[J ].地质科技情报,1997 ,16 增刊 35 240. 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