基于MAPGIS平台下三维效果地质图的生成.pdf

第26卷 第4期青 海 大 学 学 报自 然 科 学 版Vol126 No14 2008年8月Journal ofQinghaiUniversityNature ScienceAug12008 基于MAPGIS平台下三维效果地质图的生成 李瑞保 1 ,裴先治 1 ,丁仨平 1 ,韩丽蓉 2 ,胡夏蒿 2 ,李佐臣 1 1. 长安大学地球科学与资源学院,陕西 西安 710054; 2.青海大学地质工程系,青海 西宁 810016 摘要阐述了基于MAPGIS平台,完成地形图从二维到三维效果图的转换,在此基础上叠加套 合二维地质图,从而生成一幅三维效果地质图。设置不同的飞行参数可以进行不同方位的观 察。 关键词MAPGIS;数字高程模型;三维效果地质图 中图分类号 P28 文献标识码A 文章编号 1006 - 8996 2008 04 - 0012 - 03 Generation of a 3D geologicalmap based on MAPGIS software L I Rui- bao 1 , PEI Xian - zhi 1 , D ING Sa - ping 1 HAN L i- rong 2 , HU Xia - song 2 , L I Zuo - chen 1 1. Chang’an University, College of Earth Sciences and Resources, Xi’ an 710054, China; 2. Department of Geological Engineering,QinghaiUniversity, Xining 810016, China AbstractConverting a 2D topographic map to a 3D topographic map based onMAPGIS plat has been completed by overlapping and extending a 2D geologicalmap in this paper and it’s possible to observe it from different direction after setting different flight parameters . Key wordsMAPGIS; digital elevation model; three dimensional geologicalmap 随着计算机三维可视化技术在地学研究中的广泛应用,越来越多的地学图件需要以矢量数据格式 保存以待进一步开发利用。地质图是反映地壳表层的岩石空间展布、 地层时代、 地质构造、 岩浆活动等 地质现象的地图,若以三维效果图显示,则具有很好的直观性,为地质人员野外踏勘、 学生野外实习及非 地质人员使用地质图都提供了极大的方便。本文拟以陕西省镇巴县某地区野外实际调查数据为例,以 武汉中地公司开发的MAPGIS6. 7软件为平台,对地形图进行处理,实现地质图的三维效果表达。 1 数据准备 三维效果地质图的生成是在平面地形图和普通地质图的基础上实施的。为此,搜集高质量的地形 图和地质图是必不可少的。传统的地形图是按一定比例尺表示地貌、 地物平面位置和高程的一种正射 投影图。等高线能反映地面的实际高度、 起伏状态,但在某种意义上缺乏直观性。为了获得视觉上的三 维真实效果,有必要对平面纸质地形图作进一步的扫描矢量化处理 [1 ] ,得到MAPGIS格式数据,按照一 定的插值算法如距离倒数加权平均或克里金插值算法进行栅格化处理、 地形重建,其数据操作流程 如图1所示。 2 在MAPGIS平台中生成三维效果地形图DEM 2. 1 地形图等高线的处理 1地图按照储存介质的不同,可分为纸质地形图和数字地形图。纸质地形图须扫描并矢量化,其 收稿日期 2008 - 03 - 19 基金项目中国地质调查局地质调查项目200013000154资助 作者简介李瑞保1982 , 男,山西朔州人,长安大学在读硕士研究生。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第4期李瑞保基于MAPGlS平台下三维效果地质图的生成 中等高线的矢量化可以采用各种相关软件进行,如Algolab Raster to vector Conversion Yoolkit简称Algo2 图1 数据处理流程示意 lab R2V ,MAPGIS等。本文采用MAPGIS软件对 等高线进行矢量化。在进行矢量化时有规范要求 ① 不同的点状符号其控制点位置不同,一般对称点 图元的控制点在中心,非对称点图元在左下角,字 符串控制点在第一个字符左下角。②线图元矢量 化是跟踪基线,基线是表征线图元空间分布的主干 曲线,不同线型的基准线不同,上、 中、 下的具体位 置要视在造线型时是如何设定的。③面图元矢量 化用鼠标跟踪其区域轮廓线,对邻区公共的边界线 只能采集一次 [2 ]。在矢量化过程中 ,要结合地形地 貌特征进行。等高线遇陡崖时,应将陡崖上、 下坡线的两条等高线连通,中间的等高线可不连,构TI N时 视为等坡面;局部地区等高线过密需省略时,应保持粗线相连,其他可不连。 2对等高线线文件进行属性编辑,增加高程字段,赋高程值。虽然MAPGIS有高程自动赋值功 能,但在赋值过程中还须人工干预。高程赋值时① 根据“v” 字型法则及河流来判断等高线的升降。② 图2 插值示意图 等高线理论上应是闭合曲线。由于各种人为因素 导致局部地区等高线中断时,应结合地形特征进行 赋值,确保相邻等高线的等高距相等。③ 根据赋值 后的颜色提示通常赋值后呈高亮显示查看是否 漏赋,否则后期生成的三维图上会出现海拨为零的 负地形,致使地形失真。④全部赋值完毕,应清除 所有微短线。 2. 2 生成Grd格式数据 MAPGIS软件对地形数据的重建是基于插值法 进行的。基本线性插值原理如图2。 图2中, C为网格上的一点,A和B为同一剖线上与之相邻的两个位于等高线上的点, C点的高程 值由A点和B点插值得来。计算公式如下 x a-xc 2 y a-yc 2 x a-xb 2 y a-yb 2 za-zc za-zb , zcza- x a-xc 2 y a-yc 2 x a-xb 2 y a-yb 2 za - zb 其中x、y、z分别为对应点的高斯平面直角坐标和高程值,下标a、b、c对应A、B、C点。 启动DT M分析子系统,通过文件菜单中的“ 打开数据文件一线数据文件 ” 装入赋有高程属性的等 高线线文件,执行“ 处理点线 ” 菜单中的“ 等高线高程栅格化 ” 命令,网格参数建议设置为 0. 5 参数的大 小影响后期生成三维地形图分辨率的大小 , 其它参数默认,对其进行高程插值栅格化处理即可生成三 角剖分数据GRD数据。 2. 3 生成三维效果地形图 在电子沙盘系统中将GRD数据通过文件菜单中的“ 装入高程文件 ” 命令打开,系统即自动生成一 幅三维地形图。视观察研究需要,可以对此三维图颜色、 观察角度等参数进行设置,进行飞行观察。通 过文件菜单中的“ 输出三维场景 ” 命令导出该三维效果地形图图3为图幅一部分。 3 三维效果地形图与地质图的配准套合 将生成MSI格式的三维效果地形图在图像分析子系统中进行配准,配准用的参照线文件为该图幅 的标准图框。校正参数选择一次多项式即可。在生成三维效果地形图的各个环节中,由于人为操作因 31 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 青海大学学报第26卷 素,图边难免会出现一些毛刺现象,须在图像分析子系统中执行AO I影像剪裁之后,换名保存。 图3 三维效果地形图 在MAPGIS编辑子系统中,把配准好的三维效果地形图导入,把对应图幅的地质图添加进来。这里 应设置地质图的区填充色为透明色,否则区颜色将覆盖其下的地貌。经坐标调整使其二者左下角坐标 完全重合,以达到最佳套合效果,工程输出保存为 3. Jpg格式图片。图4为生成三维效果地质图的一 部分。 图4 三维效果地质图 下转第19页 41 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第4期郭中华等轨道对称性在分子高次谐波取向依赖中的作用 [14] Nalda R , Heesel E, LeinM, et al . Role of orbital symmetry in high - order harmonic generation from aligned molecules [J ]. PhysRev A, 2004, 69 031804. [15]LeinM, HayN, Velotta R J, et al . Interference effects in high - order harmonic generationwithmolecules [J ]. PhysRevA , 2002, 66 023805. [16]Itatani J,Levesque J, ZeidlerD, et al .Tomographic imaging ofmolecular orbitals [J ]. Nature, 2004, 432 867. [17]Itatani J, ZeidlerD,Levesque J, et al . Controlling High Harmonic Generation withMolecularWave Packets [J ]. Phys Rev Lett, 2005, 94 123902. [18] KakuM,Masuda K,Miyazaki K . 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