基于MAPGIS制作地質剖面圖（資源量估算圖）的一些新方法

張文旭，商 建，張 坤，張啟梅

（1.青海省第五地質礦產勘查院，青海西寧810028；2.青海省第三地質礦產勘查院，青海西寧810008）

基于MAPGIS制作地質剖面圖（資源量估算圖）的一些新方法

張文旭*1，商 建1，張 坤2，張啟梅1

（1.青海省第五地質礦產勘查院，青海西寧810028；2.青海省第三地質礦產勘查院，青海西寧810008）

MAPGIS是一個功能強大又非常實用的制圖軟件，應用MAPGIS軟件制作圖件可使繁瑣的手工圖件和重復性勞動大大減少，并且有效地提高圖件的精度。根據作者多年的實踐，主要介紹了利用該軟件直接制作地質剖面圖及如何轉換坐標以及用MAPGIS結合EXCEL制作資源量估算圖的一些經驗和新方法，為地質人員分析找礦成果和預測資源量遠景提供了更加準確的信息。

MAPGIS圖形編輯系統；地質剖面圖；坐標轉換；資源量估算圖；使用方法

1 概述

MAPGIS是中國地質大學自主研發的制圖工具軟件，它在圖件輸入、制作、編輯、排版、輸出各方面與其他制圖軟件相比具有很強的優勢，可實現地質剖面圖直接制作，不同坐標系之間的坐標轉換，以及制作資源量估算圖的全過程，讓復雜的地質工程圖實現數字化帶來了方便和可能，可廣泛應用于地質、煤田、有色、核工業、城市管理、土地管理等領域。本文據筆者多年從事MAPGIS軟件制作圖件的實踐，談一些制作地質剖面圖、投影坐標轉換及制作資源量估算圖的一些經驗和方法。

2 繪制地質剖面圖

在制作地質剖面圖時，我們常常經過手工畫圖后，通過掃描，進行矢量化制作，這一過程不可避免出現多次誤差，再加上軟件系統誤差的存在，都無法取得理想的效果，因此我們可以直接制作地質剖面圖，實現剖面圖直接數字化，節省人力物力并提高工作效率。而且精度更高，具體方法是：

（1）先把MAPGIS圖生成JPG格式，在PHOTOSHOP中圖像—圖像大小—文檔大小中輸入經過變化后的寬度和高度數字（根據剖面圖的比例和JPG圖的比例關系得出）；然后按需要裁剪，以減少圖形的所占內存；

（2）裁剪后旋轉使剖面線處于水平位置；

（3）在MAPGIS中插入裁剪旋轉后光柵文件，新建線和點文件，以剖面線為水平的X軸，畫垂直X軸的線為Y軸，以剖面線起點的位置為坐標原點，以剖面線起點的高程為起始Y軸刻度，在X和Y軸上標上相對應比例尺的刻度。

（4）以圖上等高線和X軸交點為垂足畫垂直X軸的直線，以等高線的高程畫垂直于Y軸的直線，上述兩直線相交點就是我們要求剖面輪廓線的拐點，把這樣一系列的點連起來就成了剖面圖的輪廓線。

（5）最后再整飾一下，填充花紋就作成了剖面圖。

此方法需要注意的是也可以在MAPGIS中直接做，這樣就省了用PHOTOSHOP這一步驟，但這樣要注意很容易破壞原文件。如果是已成的矢量圖，目前可以用些軟件實現剖面自動生成了如Section等，注意剖面方向和比例尺等因素，要是在平面上加個鉆孔或其他地質內容，可以把剖面線和地質內容同時復制出來，再在其他界面里整圖變換成剖面的比例，然后把剖面線和地質內容粘貼進去，并旋轉使起點對齊，從地質內容（地質界線、探槽、淺井等）和剖面線交點處，向下投在已成剖面上即可。

3 MAPGIS投影坐標轉換

在制圖實踐中經常會遇到一些礦權的范圍和數據進行投點和轉換的問題，筆者通過多年的實踐摸索出幾種辦法可較好地解決這一問題。

首先MAPGIS中的大地坐標系其實是投影平面直角坐標系高斯克呂格投影類型中的一個情況，比例尺分母為1，單位為米。因為此時的圖形坐標和實際測量的大地坐標是一致的，所以稱為大地坐標系。

測量學中的大地坐標系并不是上述的含義，它是大地地理坐標系的簡稱。地球橢球面上任一點的位置，可由該點的緯度(B)和經度(L)確定，即地面點的地理坐標值，由經線和緯線構成兩組互相正交的曲線坐標網叫地理坐標網。由經緯度構成的地理坐標系統又叫地理坐標系。地理坐標分為天文地理坐標和大地地理坐標，天文地理坐標是用天文測量方法確定的，大地地理坐標是用大地測量方法確定的。我們在地球橢球面上所用的地理坐標系屬于大地地理坐標系，簡稱大地坐標系。

西安80坐標系與北京54坐標系其實是一種橢球參數的轉換，作為這種轉換在同一個橢球里的轉換都是嚴密的，而在不同的橢球之間的轉換是不嚴密，因此不存在一套轉換參數可以全國通用的，在每個地方會不一樣，因為它們是2個不同的橢球基準。大致可分為5種坐標類型：

（1）用戶自定義也稱設備坐標（以毫米為單位）；

（2）地理坐標系（以度或度分秒為單位）；

（3）大地坐標系（以米為單位）；

（4）平面直角坐標系（以米為單位）；

（5）地心大地直角。

3.1 進行設備坐標轉換到地理坐標的方法

（1）啟動投影變換系統。

（2）打開需要轉換的點（線、面）文件。（菜單：文件/打開文件）。

（3）編輯投影參數和TIC點；選擇轉換文件（菜單：投影轉換/MAPGIS文件投影/選轉換點（線，面）文件）；編輯TIC點（菜單：投影轉換/當前文件TIC點/輸入TIC點。注意：理倫值類型設為地理坐標系，以度或度分秒為單位）；編輯當前投影參數（菜單：投影轉換/編輯當前投影參數。注：當前投影坐標類型選擇為用戶自定義，坐標單位：毫米，比例尺分母：1）；編輯結果投參數（菜單：投影轉換/設置轉換后的參數。注：當前投影坐標系類型選擇為地埋坐標系，坐標單位：度或度分秒）。

（4）進行投影轉換（菜單：投影轉換/進行投影投影轉換）。

3.2 MAPGIS把經緯度坐標轉換為大地坐標

（1）投影變換下的“投影轉換”菜單下“輸入單點投影轉換”。

設置“原始投影參數”和“結果投影參數”，并將已知點輸進去“投影點”，投影轉換模塊，投影轉換菜單下，輸入單點投影變換功能。

（2）設置當前投影：地理坐標系，單位可以是度、分、秒或ddmmss格式。根據數據決定。如數據是98.78度，那么你的單位就是度。依次類推。

（3）設置目的投影：投影平面直角坐標系，高斯投影，比例尺分母是1，單位是米，根據你的經度范圍輸入中央經度。其他不用設置，點擊投影點按鈕，在右邊就計算出該點的大地坐標。

3.3 點位置坐標批量導出

在實際工作中,我們經常還需要在某一圖面上同時讀出多點的位置坐標至表格中,如在收集的化探實際材料圖上,分布有大量的采樣點,而這些采樣點的坐標對于下步圈定重新某元素的等值線是非常重要,如果一個一個地讀出并填制成表,則工作量是十分巨大的。那么有沒有快速的方法呢？答案是肯定的，而且不只一種方法可實現。

3.3.1 第一種方法

（1）進入投影變換模塊，對點文件的屬性結構進行編輯，增加x字段和y字段，當然這兩個字段的數據類型要選為雙精度型或浮點型，設置坐標的小數位數后，在工具菜單中選擇點位置轉為屬性，選擇圖形坐標的x、y所對應的字段，轉換即可。

（2）打開已轉為屬性的點文件，進行文本轉換即可，然后利用WORD進行文本轉為表格，將表格復制到EXCEL。

3.3.2 第二種方法

基本原理是利用MAPGIS中的“文件轉換”模塊實現的，具體操作如下：

（1）打開MAPGIS67中的”文件轉換”，裝入點文件（不管是否賦屬性），然后在“輸出”選單下，選擇“輸出MAPGIS明碼格式”單擊注意：在選擇“輸出MAPGIS明碼文件”之前，最好進行一下“重設省缺ID”，保存為“*.wat”格式文件；

（2）用記事本打開“*.wat”格式文件，選項中從出現坐標的第一行開始至結束的數據，復制粘貼至WORD文檔中，用第一種方法轉換到EXCELK表中即可。

3.3.3 第三種方法

是借助與MAPGIS兼容的MGT6輔助軟件實現。它具有操作步驟簡單、實有性強。具體操作是：

（1）進入MGT6界面下打開需轉換的點文件，在編輯工具選單下，點擊“點位賦至屬性”；

（2）打開新的EXCEL表，然后進入MGT6，在EXCEL選單下，點擊“屬性→表格”即可。至此在剛打開的EXCEL表中已有各點的位置坐標了（MGT6是一功能較好MAPGIS輔助繪圖軟件,功能較為實用,如帶捕捉功能多段線編輯、卡斷線、線卡斷線、插入整個表格、插入選擇單元格、導出線拐點坐標、自動閉合線、自動擬合線等都在我們的地質工作中有實際意義）。

4 MAPGIS結合EXCEL做資源量估算圖

傳統的資源儲量估算圖的做法效率低而且容易出錯，借助MAPGIS及EXCEL來完成資源量估算圖，不失為一種新的選擇。下面結合筆者自己的經驗，論述一下用MAPGIS結合EXCEL做資源量估算圖的過程。

4.1 圖框的生成

以前手工繪圖的時候，做一幅圖一般是先打好網格，再逐網格來繪制，這樣能夠減少誤差。現在有了電腦，一般是先用電腦生成需要的圖框，再把圖配準到圖框中，再來處理。生成圖框很重要。MAPGIS提供了2大類圖框的生成，一是經緯網圖框，二是公里網圖框。一般在資源儲量核實中用得最多的是公里網圖框。公里網圖框的生成很簡單，打開MAPGIS投影變換模塊，打開鍵盤生成矩形圖框，根據需要填寫相應的參數即可生成。需要注意的是，坐標系一般填寫國家坐標系，起始帶號填寫相應的帶號，標注一般為公里值，因為一般圖都不規則，矩形分幅方法選擇任意公里矩形分幅，比例尺分母在圖上都能找到，網起始值指的是公里網從哪兒開始，比如左下角坐標為 2735232.33，35437248.11，1∶5000的圖，網起始值x填寫為437.5，網起始值y填寫為2735.5。對1∶5000的圖網間隔一般為0.5，而且將左下角平移為原點不要打鉤，這樣才方便后續工作。

4.2 拐點投影及坐標轉換

在做資源量估算圖的過程中，把已知的坐標點投影到圖上，并進行坐標變換經常要用到，比如礦權范圍坐標，作為資源量估算來講，礦權范圍很重要，把拐點坐標很精確地投影到圖上，以便確定面積，并根據需要進行轉換，以確定經緯度位置等等。而MAPGIS軟件就提供了這樣的方便，打開MAPGIS，打開投影變換模塊，無論用用戶文件投影或單點投影變換，可以把點投影到相應比例尺的圖上或進行坐標變換。需要注意的是，用戶投影參數及結果投影參數一定要搞清楚，否則會出現錯誤的結果，如果僅僅是為了坐標變換，比如要結果為3度帶或6度帶的高斯坐標，結果投影參數的比例尺分母一定要設置為1，單位為米。而要經緯度坐標，單位則要定為或度、或分、或秒，雖然用DDDMMSS.SS也可以，但有些誤差。在要求不是很嚴格的時候，也可以用。

當然，如果點很少的情況下，也可以直接在輸入編輯模塊中用定位點來投影，實際上在資源儲量核實中的坐標，一般都是大比例尺的高斯平面直角坐標，在MAPGIS中的坐標表示公式為：

橫坐標x＝高斯坐標y（不要帶號）/（比例尺分母/ 1000）

縱坐標y＝高斯坐標x/(比例尺分母/1000)

比如：高斯坐標為x＝2764650，y＝35400500，放到比例尺為1∶5000的圖上，圖上坐標一般為：橫坐標x＝80100，y＝552930。

這樣做的前提條件是用MAPGIS生成的標準圖框沒有平移到原點。

4.3 圖像配準

有了圖框，投了拐點，再拷貝相應的圖簽，寫上相應的圖名，一幅圖的框架基本構成了，在這樣一個框架的基礎上，把各煤層掃描的儲量圖配準的這樣一個統一的圖框中，根據需要進行切割，圖像處理模塊發揮了重要作用。

打開MAPGIS圖像分析或鑲嵌配準模塊，把掃描的tif圖像轉換為msi圖像，進行配準，在這個過程中需要注意的是，配準所選的點一定要均勻分布，而且點越多越好，校正的時候可以選擇用影像精校正，這樣出來的圖較準確。最后可以用標準圖框生成的區來進行切割。以方便打印光柵。

4.4 矢量化

矢量化和其它的矢量化沒有什么區別，需要注意的是，造區的時候，如果為煤礦，且有底板等高線，塊段的邊界一般以底板等高線和勘探線為界。另外每一塊段最好造一個區，并且在區屬性結構中增加一個塊段號字段，填寫相應的塊段號作為屬性，方便區屬性的輸出。

4.5 量算面積及資源量估算

最后一步就是計算資源量，通過MAPGIS的區屬性，很容易讀出面積，再調入EXCEL中進行計算，不容易出錯。在MAPGIS中，打開屬性管理模塊，輸出相應的區屬性，區屬性輸出時，一般輸出為dbf的格式，方便調入EXCEL中進行資源量計算。

然后打開EXCEL，讀入區屬性，因為區很多，怎樣識別你所要的區呢，塊段號字段發揮了重要作用。需要注意的是，區屬性中的面積單位一般為平方毫米，要根據比例尺轉換為平方米才能滿足需要，即乘于常數即可，常數為比例尺分母除以1000后的平方值，然后再填寫相應的參數進行計算即可。在計算的過程中，為了跟計算器算的結果一致，需要用到sum及round函數，sum函數用于求和，round函數的功能是返回某個數字按指定位數取整后的數字，語法是：

ROUND(number,num_digits)Number需要進行四舍五入的數字。Num_digits指定的位數，按此位數進行四舍五入。

最后再把EXCEL算的結果表“復制”，在CAD中“選擇性粘貼”，修改完善后再轉入MAPGIS放到資源估算圖上（可用其他二次開發軟件實現了如mgt6）。

以上過程，越大、塊段數越多的項目，越能簡化工作，不會產生遺漏，大大降低了成本，節約了時間。通過MAPGIS結合EXCEL來做資源量估算圖，給地質人員帶來了很多方便，隨著軟件的發展和軟件使用者的熟練，必將給地質人員帶來越來越多的幫助。

5 結束語

MAPGIS軟件功能強大，本文只是依據該軟件實踐制作圖件的一些操作技巧的總結，這些操作技巧可以推廣到其他制圖應用方面，只要熟練地掌握，對提高制圖速度和精度很有幫助。為地質人員分析找礦成果和預測資源量遠景提供了更加準確的信息。

[1]吳信才.MAPGIS地理信息系統[M].北京：電子工業出版社，2004.

P623

B

1004-5716(2015)01-0109-04

2014-02-24

張文旭（1970-），女（漢族），江蘇新沂人，助理工程師，現從事地質、測繪、制圖工作。