gis圖形圖像功能在鐵路工程地質中的應用

王其合

(中鐵上海設計院集團有限公司，上海　200333)

鐵路工程地質中地質圖像主要應用于初步設計之前的方案研究階段，目前的方法是將收集到的區域地質圖(5萬、20萬、50萬區域地質圖及調查報告)、專項地質圖(水文地質圖、礦產地質圖、地質災害分布圖等)及遙感圖像解譯圖等，通過掃描打印或在CAD中拼接、上線、矢量化等操作，把線位在各類地質圖中的位置關系呈現出來。這種方法得出的線位關系地質圖精度不高，且隨著加載圖像的增加，對電腦的硬件要求較高，費時費力且效果欠佳；地理信息系統軟件(mapgis)不僅具有海量信息顯示、處理能力，同時具有對圖形圖像的校正、數字化制圖、投影變換與CAD的完美轉換等功能，且軟件幾乎不占內存，運行流暢，隨著信息量爆炸式的增長，地理信息系統軟件必將成為傳統軟件發展的方向。

1　地質圖的精確校正

地質圖在使用過程中的折舊、磨損，使掃描出來的圖形或多或少出現變形，多幅地質圖拼接時由于變形的累加，導致線位與圖形對應不起來，傳統方法多用圖像處理軟件(如photoshop)進行簡單的修復與校正，但由于缺少坐標校正的能力，其處理精度往往不盡如人意；在mapgis中可以對地質圖中每個網格進行賦值，然后進行逐網格校正，使地質圖中的網格與標準網格完全重合，達到精確校正的目的，如圖1、圖2。校正前圖像破損、變形嚴重，校正后與標準圖框完全套合。精確校正是地質圖應用的前提，為下一步拼接、矢量化、上線位等操作打下基礎。

圖1　校正前

圖2　校正后

2　數字制圖與地質圖的矢量化

目前鐵路工程地質中繪制全線工程地質圖的方法有兩種，一是利用掃描圖直接上線出圖，其優點是方便快捷，但其精度和美觀程度受底圖影響嚴重(如圖3)，且原始的掃描地質圖圖面信息量大，對工程無用的信息較多，不能有效的突出重點；二是在CAD上利用掃描圖直接矢量化，然后上線出圖，此種方法繪出的地質圖簡潔清爽、重點突出，但作圖過程繁瑣、占用內存較大，耗時費力而圖面往往欠美觀。Mapgis是專業的地質制圖軟件，內含全部的地質符號，其自動矢量化和交互式矢量化功能可在較短的時間內高質量地完成地質圖的矢量化，圖形美觀大方(如圖4)，尤其在方案競選階段，通過矢量化作出的全線工程地質圖在美觀上更勝一籌。

圖3　掃描圖像

圖4　矢量化圖像

3　地質圖的自動對接與疊加

投影變換可以將任何一張帶有坐標信息的圖像投影到“地球”上，也可以進行任意的坐標變換，從而實現多幅地質圖像的自動對接與疊加，經過精確校正的地質圖像可以實現真正的無縫對接，通過不同比例、不同類型地質圖的疊加，分析各幅所含地質信息的異同，指導外業的地質工作。將投影變換好的地質圖像做成影像庫文件，根據工作需要可以隨時調用，而且可以按大小生成拼接好的圖像文件，一勞永逸的解決問題，這種方法的精確與便捷是傳統的CAD和圖像處理軟件無法做到的(如圖5、圖6所示)。

圖5　六安景鐵路10幅地質圖自動拼接

圖6　華東地區50萬地質圖庫

4　與CAD文件的相互轉換

與其他的gis軟件一樣，mapgis提供了多種的數據輸入與輸出轉換接口，通過dxf文件實現與AutoCAD文件的完美轉換，將設計提供的CAD線位方案與地形圖導入mapgis軟件，在mapgis中完成工程地質方案比選與勘察工作的布置，再將結果轉化成通用的CAD格式，完成文件出圖，以供設計使用。各種地質圖、遙感圖、地形圖與線路方案的疊加，使與線路有關的各類地質體盡收眼底，尤其在初測階段野外地質填圖中，可將地質的普查與填繪工作變成地質信息點的確認，極大的方便開展野外地質調繪工作(如圖7所示)。

圖7　鷹梅鐵路各種地質圖、CAD地形圖、線路方案疊加

5　結束語

隨著社會信息化的發展，各個單位都積累了大量的資料，地理信息系統(gis)具有海量信息存儲、可視化的動態檢索與查詢功能，并能快速準確及方便的實現對地質領域的數據處理、空間數據的分析及多頭成果的表達，成為工程地質技術發展的必然趨勢，本文僅以mapgis例，簡述其圖形圖像功能在鐵路工程地質中的應用。

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