利用MAPGIS编制灾害链图集的工艺及方法.pdf

【 水利水电工程 】 利用MAPGIS编制灾害链图集的工艺及方法 尚 军 1 ,郎 毅 2 ,高 莲 3 1. 黄河水利委员会 水文局,河南 郑州450004; 2.黄河水利委员会 河南水文水资源局,河南 郑州450004; 3.黄河勘测规划设计有限公司,河南 郑州450003 摘 要灾害链图集是一套承载洪灾、 旱灾、 雪灾、 震灾等灾种信息的专题图集。介绍了利用MAPGIS数字制图技术编制 黄、 淮、 海流域灾害链图集的方法与步骤,对数据输入、 数据处理、 误差校正、 质量检查和图幅输出进行了较详细的阐述。 关 键 词灾害链图集; MAPGIS;编制工艺;编制方法 中图分类号K992. 7 文献标识码B doi 10. 3969/j . issn. 100021379. 2009. 11. 052 灾害链图集是一套承载洪灾、 旱灾、 雪灾、 震灾等灾种信息 的专题图集,可以供灾害链研究人员直观分析各种灾情之间的 有机联系。笔者参与了黄、 淮、 海流域灾害链图集的编制,编制 前,综合考虑国内外各种制图软件的特点,作业平台选用中国 地质大学开发的专业地图编辑出版软件MAPGIS。MAPGIS可 实现彩色地学图件的输入、 编辑、 校样、 分色挂网直到输出制版 胶片全过程的计算机化,根据用户所选幅面和参数,自动进行 分色、 处理、 转换、 生成postscript文件,供制版印刷 [1]。 1 灾害链图集编制工艺流程 1编辑准备。搜集分析制图资料、 了解制图区域地理特 征,根据地图的用途和比例尺,确定所编地图的内容、 表示方 法、 作业程序等,最后写出编图大纲编辑计划。 2地图编绘。在计算机制图出现前,先是利用复照仪进 行比例缩放,将不同比例尺的地图资料缩放到同一比例尺,然 后再进行手工编绘,得到完整的编绘地图,工作非常繁琐,且精 度较差。应用MAPGIS,可直接将工作地图扫描成栅格文件,通 过制图软件的纠正功能,使各工作地图具有统一的坐标系统。 进行坐标纠正时,首先要选择地图投影,选定投影参数;其次, 按照图框坐标及公里网坐标将不同地图资料纠正到一起;最 后,对纠正好的栅格地图按照工作大纲分要素分层矢量化,再 添加上专题灾害链属性,得到一张完整的灾害链专题地图。 3地图出版。按照地图印刷的分色要求,直接按分色要 素将灾害链地图自动分为专色文件,通过激光照排系统输出印 刷专用胶片,提供给印刷厂印刷。 2 灾害链图集编制方法 2. 1 准备工作 1根据有关地图编制规范编制灾害链图集制作技术设 计书 ,对有关问题与灾害史统计分析人员进行讨论。 2搜集原始图件作为灾害链图集的基础工作地图,黄、 淮、 海流域灾害链图集基本比例尺为1∶700万,从精度考虑,基础 工作地图采用比例尺大于1∶700万的黄、 淮、 海河各流域地图。 3对地理底图、 灾害史要素图分别扫描,提高图像图形的 清晰度,以减少图中各要素间的干扰。 4在系统提供的各类图库的基础上,按成图要求补充建 立各类符号库、 线型库、 图案库和颜色库等。 2. 2 数据输入 1基础地理地图的生成。目前没有高精度的黄、 淮、 海河 各流域地图,需要对黄河流域地图、 海河流域地图及淮河流域 地图进行扫描,获得各流域的栅格图像后经软件纠正、 矢量跟 踪,生成矢量化数字工作地图。扫描矢量化的基本过程是装入 扫描光栅文件 → 纠正栅格文件 → 新建或装入数据文件 → 图 元矢量化 → 保存数据文件 [2]。通过扫描仪直接扫描原图 ,首先 以栅格形式存贮图像文件,然后经过纠正得到统一坐标系统的 栅格文件,再矢量化转换成矢量数据,存入到线文件、 点文件或 区文件中。在线文件和点文件中分别贮存的是线元和点元信 息,区文件中的面元是由线转换成弧段后再经拓扑处理而成。 考虑到黄河流域地图包含了淮河流域和海河流域的部分区域, 采用以黄河流域地图为主,淮河流域和海河流域地图来补充的 作业方法。 2灾害链专题信息输入。参考文献记载,确定雨、 水、 雪、 旱、 震等灾害的发生时间、 区域范围等,并标绘在地理地图上, 即可得到所需的灾害链专题地图。该项工作可由灾害链统计 分析人员先在纸质地图上标绘灾情信息,再由制图人员转绘到 地理地图上。 2. 3 编辑处理 MAPGIS的图形编辑子系统用来编辑修改矢量结构的点、 线、 面三种图元的空间位置及属性数据,既可处理复杂的图形 压盖和避让关系,又能精确地嵌套多种颜色的图斑,绘制复杂 和特殊的图形。下转第114页 收稿日期 2009 05 25 作者简介尚军1968 , 男,山东曹县人,工程师。 E2mail shangjun3238yahoo. com. cn 第31卷第11期 人 民 黄 河 Vol. 31,No. 11 2009年11月 YELLOW R I VER Nov . , 2009 3 混凝土冻融随机损伤预测 利用混凝土随机损伤本构关系和冻融破坏的静水压假说 模型,可以对混凝土冻融的随机损伤进行预测。由混凝土的随 机损伤本构关系得 ε σ E 1 - D 14 经过N次冻融循环后,混凝土的应变可表示为 ε N σ E 1-μDN -1 15 当N 1时,有 ε 1 σ E 1- D0 16 式中D0为混凝土冻融循环前的初始损伤,可通过试验测试获得。 国内外学者普遍认为混凝土在浇筑成型的过程中,其水化 热和质量不均匀,不可避免地存在着毛细孔、 孔隙及裂隙等初 始缺陷,从混凝土损伤力学的概念来看,这种原生缺陷就是一 种损伤,通常称之为初始损伤。 宏观应力σ可取一个冻融循环内,由混凝土孔溶液冻结产 生的最大静水压力,即按式12计算得 σ pmax 0.09 8k dwf dθ dθ dt d217 由式1和式2可以得到,经过N次冻融循环后,混凝土损伤 的统计均值、 方差为 μ DN ∫ εN 0 fΔδdδ18 v2 DN ∫ εN 0∫ εN 0 fΔδ 1,δ2 ; r dδ 1dδ2dr - [∫ εN 0 fΔδdδ]219 结合式15～式19 , 就可以预测经过N次冻融循环后混凝 土的冻融随机损伤。 4 结 语 混凝土在外界环境因素作用下的失效过程实质上是材料 内部劣化的过程,尽管不同的失效机理会表现出不同的损伤特 点,但是损伤这一物理量即为各种失效过程的共性,这一失效 共性为构筑一个不同失效机理普遍适用的耐久性预测模型提 供了条件。上述混凝土随机损伤本构关系,也可以应用于其他 一些失效机理,类似单轴受拉破坏的耐久性情况。 参考文献 [1 ] 张誉,蒋利学,张伟平,等.混凝土结构耐久性概论[M ].上海上海科学技 术出版社, 2003. [2 ] Powers T C. A work hypothesis for further studies of frost resistance of concrete [J ]. ACIJournal, 1954, 41 245 - 272. [3 ] Kandarpa S, KirknerD J, SpencerB F. Stochastic damagemodel for brittlemate2 rials subjected to monotonic loading [ J ]. Journal of Engineering Mechanics, 1996, 122 8 788 - 795. [4 ] 李杰,张其云.混凝土随机损伤本构关系[J ].同济大学学报, 2001, 29 10 1135 - 1141. [5 ] Fagerlund G . Prediction of the service life of concrete exposed to frost action [R ]. Swedish Cement and Concrete Research Institute, 1979. [6 ] Powers T C. Void spacing as a basis for producing air - entrained concrete[J ]. ACI journal, 1954, 50 741 - 760. [7 ] Powers T C, Hel muth R A. Theory of volume change in hardened Portland ce2 ment paste during freezing [J ]. Proceedings, Highway Research Board, 1953, 32 285 - 297. [8 ] 黄士元,蒋家奋,杨南如,等.近代混凝土技术[M ].西安陕西科学技术出 版社, 1998. 【 责任编辑 张华岩 】 上接第111页 2. 4 误差校正 影响成图精度的因素很多,如人工操作误差、 设备精度、 图 纸变形等。对个别因素造成的局部误差或明显差错,只能进行 编辑修改;而对变形的图形,必须经过误差校正。 1确定图形的控制点。误差校正的关键是控制点的选 取。控制点的选取应尽量能覆盖全图,而且均匀,控制点的多 少应根据实际情况,若图幅较大,且要求精度较高,选择的控制 点就应多些。一般控制点为三角点、 水准点和经纬网交点。 2采集图形中控制点的实际值。可调用图形文件或直 接在图上采集。 3采集理论值。可以从键盘直接输入或调用标准数据 文件。 4设置校正参数。选择相应文件进行校正。 5检查校正的效果。若未达到要求的精度,则重复前述 步骤。 在灾害链图集编辑中,具体经纬网点的理论坐标可以根据 图框生成子系统生成的标准经纬网求得,因此可以将经纬网交 点作为校正控制点,得到相应的理论值,而且让控制点尽量覆 盖全图,至少选取16个控制点。 2. 5 质量检查 质量检查的内容主要包括①精度是否达到要求;② 内容 是否齐全、 无误;③ 各要素的位置及相互关系正确与否;④ 图面 装饰是否符合设计要求;⑤ 色彩是否正确等。如发现不符合质 量要求的地方,应及时进行编辑修改。 2. 6 图幅输出 MAPGIS提供了多种格式的输出方式,包括① 矢量输出。 输出到各种型号的笔式绘图仪和打印机。②光栅输出。自动 分色光栅化,输出到静电或喷墨绘图仪。③印前出版。根据 用户所选幅面和参数,自动进行分色、 处理、 转换、 生成post2 script文件,输出到激光照排机。 在图集印刷之前,需要利用彩喷绘图仪输出纸质地图进行 质量检查,发现问题后及时修改直到满足要求,才能从激光照 排机上输出分色胶片进行晒版印刷。 参考文献 [1 ] 中国地质大学信息学院. MAPGIS地理信息系统实用教程[M ].武汉中国 地质大学出版社, 2000. [2 ] 蒋连江,王梅.如何利用AutoCADR14进行工程图纸的扫描矢量化[J ].测 绘通报, 2001 5 27 - 29. 【 责任编辑 赵宏伟 】 411人 民 黄 河 2009年