用MAPGIS實現煤層等厚線圖的繪制

■譚森閆 海忠 王健

（中國冶金地質總局山東正元地質勘查院山東濟南250014）

用MAPGIS實現煤層等厚線圖的繪制

■譚森閆 海忠 王健

（中國冶金地質總局山東正元地質勘查院山東濟南250014）

本文應用MAPGIS軟件中的數字測圖、DTM分析、輸入編輯和投影變換模塊繪制了新疆準南煤田某勘查區的煤層等厚線圖，通過同一數據用距離冪函數反比加權網格化和Kring泛克立格法網格化模型進行繪制的等厚線圖進行對比，得出用距離冪函數反比加權網格化模型繪制的煤層等厚線圖效果較好。

MAPGIS煤層等厚線圖GRD模型準南煤田

1 引言

煤層等厚線圖是表示煤層厚度變化的等值線圖。將作圖區內煤層厚度點按坐標投影在水平面上，內插出一定間隔的整數厚度點，結合地質構造，將同一厚度的點連接成線，即成煤層等厚線圖。它是反映煤層厚度變化規律的主要圖件，也是指導勘查，為煤礦設計、建井和生產服務的重要圖件。如果能用計算機軟件自動繪制等厚線色塊圖，將會大大的提高工作效率，MAPGIS就是這樣的軟件。

MAPGIS是武漢中地信息工程有限公司研制的大型基礎地理信息系統軟件平臺，是一個集當代最先進的圖形、圖像、地質、地理、遙感、測繪、人工智能、計算機科學于一體的大型智能軟件系統，是集數字制圖、數據庫管理及空間分析為一體的空間信息系統。筆者以新疆準南煤田某勘查區繪制1:50000煤層等厚線圖為例，述說如何用MAPGIS實現煤層等厚線圖的繪制。

2 數據整理

勘查區所有見煤點進行工程點測量，得出見煤點的坐標（X, Y），Y把前2位代號去掉，通過對見煤點的丈量，得出煤層的真厚度M（真厚度＝垂直厚度×煤層傾角的余弦值或水平厚度×煤層傾角的正弦值），真厚度的單位為米。由見煤點工程編號、坐標和煤層的真厚度，編制成如圖1的數據文件（*.txt），文件格式為ID,X,Y,M（第一列為見煤點工程編號，第二列為見煤點的X坐標，第三列為見煤點的Y坐標，第四列為見煤點煤層的真厚度）。

利用MAPGIS的“數字測圖”模塊把保存出來的txt數據文件轉換為WT屬性文件，操作如下：

（1）“系統設置”的“系統庫目錄”設置為SUVSLIB庫，打開“數字測圖”模塊，新建一個測量工程文件；

圖1 制圖數據格式

圖2 數據錄入設置

（3）主菜單“數據處理”的“點輸出”即可把數據保存為MAPGIS專用的WT文件。

WT文件為MAPGIS點文件，每個WT文件點圖元的屬性值即原txt數據文件每一個見煤點的制圖數據。由于繪制的煤層等厚線圖比例尺為1:50000，則需要用“圖形處理”下的“輸入編輯”模塊進行處理，步驟如下：

（1）新建工程文件，把WT文件添加到工程文件，設WT文件為編輯狀態；

（2）通過“其它→整圖變換→鍵盤輸入參數”設置比例參數，變化類型選點變換，比例參數X比例：0.02，Y比例：0.02，按“確定”完成操作。

最后是把點圖元文件圖例改為相應工程（如鉆孔）圖例，點擊工具欄中的“”工具，選中工程類型相同的點圖元，彈出的對話框中：子圖號選上相應工程圖例，子圖高度、子圖寬度、子圖顏色等進行相應設置。保存WT文件即完成數據整理工作。

3 離散數據網格化

在地質勘查過程中得到的見煤點厚度的數據為離散數據。微機繪制等值線圖最關鍵的是對原始數據進行網格化 (生成GRD數學模型)，即采用一定的網格方法對不規則分布的原始數據進行插值，生成原始數據分布范圍內規則間距的數據點分布，因此數學模型是繪制等值線圖的核心。在MAPGIS“DTM分析”模塊進行離散數據網格化生成GRD模型，操作如下：

（1）在MAPGIS程序中，進入“空間分析”下的“DTM分析”模塊，“文件”菜單中“打開數據文件”，把WT文件導入。

（2）“處理點線”菜單中進行“點數據高程點提取”，高程屬性項中選擇“高程H”，確定后則所有見煤點的煤層真厚度值已經提取。

（3）進入“Grd模型”菜單中的“離散數據網格化”（如圖3）即可對數據進行網格化。在離散數據網格化下，系統將彈出如下對話框如圖4，該對話框顯示了原始數據在X—Y平面的范圍，用戶如果需要擴大或縮小范圍，可以修改網格化參數中的有關項；通過修改網格間距，用戶可以調整網格的疏密程度；在網格類型欄中，用戶有四種不同的網格方法選擇，分別為距離冪函數反比加權網格化、Kring泛克立格法網格化、稠密數據中值選取網格化、稠密數據高斯距離權網格化。以上參數設置好后，選擇文件換名按鈕系統將彈出標準的文件對話框，輸入文件名。最后按確定，計算機開始對原始數據進行網格化，并以用戶輸入的文件名保存網格化后的結果GRD文件。

圖3 對離散數據進行網格化

4 平面等值線圖繪制

選中MAPGIS平面等值線圖繪制菜單，打開網格化好的GRD文件，系統將彈出平面等值線圖繪制對話框，各參數選擇如圖5。

在設置中選擇等值線套區、繪制色階、保留邊界線；在光滑中選擇等值線光滑處理，光滑度：高程度；選擇軸向標尺和制圖注記。在等值線定層中：4.1等值層值

文中實例勘查區煤層厚度的極值為0.49~8.08米，為使繪制的煤層等厚線圖能達到很好的效果，經過多次試驗，確定等厚線的間隔為0.50米。根據中華人民共和國地質礦產行業標準《煤、泥炭地質勘查規范》（DZ/T 0215-2002）的表E.2，確定實例勘查區煤層的最低可采厚度為0.80米，因此需插入一條煤層厚度為0.80米的等厚線。

4.2 線參數

在線參數中定義好繪制煤層等厚線圖的線型、線顏色、線寬、線類型、等值線所在圖層。

4.3 區參數

色區值的確定根據煤層厚度值由低至高的變化從深藍→黃→粉紅之間進行插值。

4.3 注記參數

在需要標注的等含量線上用Yes，不需要標注的等含量線上用No。

以上參數設定完成后，按“存設置”按鈕系統將彈出標準的文件對話框，輸入文件名，按確定，系統將按輸入的文件名保存為VEL文件。如果需要重新繪制等值線圖時，可以按“裝設置”按鈕，打開文件名VEL文件即可。最后按確定煤層等厚線圖就自動繪制完畢，通過“文件菜單下→存數據于→點數據文件，線數據文件，區數據文件”操作完成對文件的保存。

圖5 平面等值線圖參數設置選擇

圖4 數據網格化選擇的參數

5 不同網格化方法生成GRD模型的差異

不同的網格方法生成的GRD模型繪制的煤層等厚線圖有一定差異。文中實例勘查區煤層厚度的極值為0.49~8.08米，數據極差相對較大，采用距離冪函數反比加權網格化繪制的煤層等厚線圖比采用Kring泛克立格法網格化繪制的好。實例勘查區進行普查階段工作，采取的工程間距為2000米×2000米，數據相對稀少，采用稠密數據中值選取網格化和稠密數據高斯距離權網格化方法生成GRD模型繪制不出平面等值線圖，因此只能采用距離冪函數反比加權網格化和Kring泛克立格法網格化二種方法繪制。用同一數據，二種不同網格方法，生成的GRD模型繪制的煤層等厚線圖如圖6所示：相比之下，用距離冪函數反比加權網格化方法生成的GRD模型繪制的煤層等厚線圖比較能反映煤層厚度變化規律，效果較好。

圖6 同一數據不同網格化方法對比圖

6 煤層等厚線圖最終成圖

文中實例為繪制1:50000的煤層等厚線圖，其操作如下：

（1）進入“圖形處理”下的“輸入編輯”模塊，新建工程文件，添加數據整理步驟生成的WT文件，在點圖元的右側標注工程編號和煤層真厚度；

（2）添加平面等值線繪制步驟保存的點數據文件、線數據文件和區數據文件。

（3）添加煤層露頭界線，把煤層露頭界線以上的平面等值線點數據文件、線數據文件和區文件清除。

圖7 矩形框生成參數設置對話框

（4）添加圖框，可以通過“實用服務”下的“投影變換”來自動生成，點擊工具欄中的“”工具進入如圖7對話框。對話框中：矩形分幅方法選任意公里矩形分幅；坐標系選國家坐標系，填入起始帶號，標注選公里值；網線類型選繪制實線坐標線；比例尺：50000；圖廓參數按照圖幅的實際范圍填入起始值和結束值，網間隔填2；把線參數、點參數做相應設置，寫上圖框文件名，按下“確定”即生成矩形框。

7 結束語

本文利用MAPGIS的數字測圖、DTM分析、輸入編輯和投影變換模塊繪制了新疆準南煤田某勘查區的1:50000煤層等厚線圖，并詳細介紹了繪制過程。從繪制過程及繪制結果中得出以下結論：

（1）MAPGIS是一個功能強大的制圖軟件，利用該軟件繪制的煤層等厚線，能清楚、直觀地反應該勘查區煤層厚度的沉積變化情況。

（2）同一數據用距離冪函數反比加權網格化和Kring泛克立格法網格化模型進行繪制，對比繪制的煤層等厚線圖，用距離冪函數反比加權網格化模型繪制的煤層等厚線圖效果較好。

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

[2]中國煤田地質總局.中華人民共和國地質礦產行業標準煤、泥炭地質勘查規范（DT/ T 0215-2002） [S].北京：中國標準出版社，2003.

P641.4+3[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-359-2