1∶5万土壤测量工作流程及相关软件的应用①

王 利 杨 鹏 张旭东 孙荣厚

辽宁省化工地质勘查院，辽宁锦州，121000

1∶5 万土壤测量工作是中大比例尺矿产地质调查初步了解工作区内含矿层、矿化带、蚀变带、分布特点的重要手段。一般工作流程：室内准备阶段、野外作业阶段、室内资料整理及成果图件编制阶段。这一流程涉及大量数据处理，手工操作既麻烦又不够精确，工作效率不高，随着GPS定位技术及Mapgis、GIS Office、GeoIPAS等地质专业计算机应用软件的开发利用，大大的提高了工作效率，并保证成果质量，减轻了地质工作者的劳动强度，本文就这些新技术及地质专业计算机软件在实际1∶5万土壤测量工作中的应用进行总结说明。

1 室内准备

1.1 地形图的校正

一幅正确的高精度地形图是野外工作最基本的要求。1∶5万土壤测量一般使用对应比例尺矢量化后的地形图为底图，首先要知道收集来的地形图的坐标系统，然后在Mapgis软件内进行坐标配准。【1】具体步骤：

（1）生成图框 确定整幅地形图左下角的经纬度及坐标系统，依次操作Mapgis的【实用服务】→【投影变换】→【系统标准图框】→【生成1∶5万图框】（图1）。图框模式选择【高斯坐标实线公里网】，在【参数输入】填写纸质图件左下角坐标值，再点击【椭球参数】，选择与纸质图件对应的坐标系统，点击【确定】。弹出【图框参数输入】选项，在【图框内容】选择相应的图幅名称等，【图框参数选择】中不选择【将左下角平移为原点】、【旋转图框底边水平】和【标记实际坐标值】功能，点击确定生成标准图框。

（2）影像分析并校正，在Mapgis的【图像处理】功能内依次进入【图像分析】→【文件】→【数据输入】→【添加文件】→【转换】，将扫描的图件转换MSI格式。执行【文件】→【打开影像】，打开刚刚转好的MSI文件，在【镶嵌融合】→【文件】→【打开参照文件】→【参照线文件】打开第一步生成的图框线文件，删除所有控制点，依次添加控制点，用空格键确定。校正之后关闭影像分析处理系统（系统已经自动保存）。

（3）对配准后的地形图进行读图、分层，进行矢量化，以备使用。

1.2 采样点的布置

按照规范要求，【2】在矢量化后的地形图上根据地形合理地进行不规则网的采样点布设，布置完成后，形成点文件，采样点的位置清晰地显示在地形图上。

1.3 采样点属性提取

布置完成后形成的点文件是没有属性的，既没有点号，也没有坐标，在实际工作中没有使用意义。在Mapgis软件开发的Section增强辅助制图系统中,关闭其他文件只让布置完成后点文件处于当前编辑状态，在【1辅助工具】→【导入导出功能】→【点位置转属性】（图2），选择要编辑属性的设计采样点，弹出【点位置赋给属性成功】实现设计的采样点都赋上坐标属性，然后在【点编辑】→【参数编辑】→【编辑点属性结构】，插入点号项，最后把点号属性项填写完整。

2 野外作业

2.1 GPS参数设置

根据GPS参数的相关的计算方法，正确设置好手持GPS的参数，在计算机上打开集思宝GPS附带的GIS Office软件，在【选项】→【坐标系统】中设置好参数(与集思宝手持机参数一致)。

2.2 设计采样点位坐标导入手持GPS

在section增强辅助制图系统中打开矢量化后的地形图，关闭其他文件只让设计的采样点文件处于当前编辑状态，【1辅助工具】→【导入导出功能】→【导出属性数据（EXCEL）】，将设计的采样点文件的属性全部导出到Excel中，然后将属性数据编成GIS Office识别的CSV格式（如图3）。打开GIS Office【文件】→【导入】，把采样点坐标就导入到了GIS Office中，再【文件】→【导出】选择GPS识别的GPX格式，然后将GPX格式的文件保存到集思宝的储存卡上，装上储存卡打开手持GPS在【浏览】→【兴趣点】单击菜单键选择【导入】选中 GPX格式的文件名单击确定键，就完成了设计采样点位通过GIS Office导入到GPS中。这样就可以使用GPS根据设计的采样点坐标开展野外工作了。

完成每天野外作业后，将实际采样点的GPS原始坐标数据通过储存卡录入计算机中，航点文件（*.GMT），航线文件（*.TRK）, 在GIS Office软件中打开航点文件，在【文件】→【导出】选择GIS CSV（*.CSV）文件类型，勾选【点】→【OK】，选择储存位置，导出的CSV文件（如图4），这些标定的航点坐标就是实际工作采样点的坐标。

2.3 实际采样点位坐标投影到地形图

上面导入计算机的航点坐标文件（*.csv）并不能直接导入到Mapgis中，需要将该文件进行整理，去掉坐标数据后面的“N”、“E”，然后保存为文本文件（*.txt）。

在Mapgis【投影变换】→【P投影转换】→【U用户文件投影转换】中（图 5）。将保存的TXT文本文件调入到用户数据点文件投影转换中，填写好【用户投影参数】、【结果投影参数】等各项内容，完成GPS的实际采样点坐标投影到1∶50 000的地形图上。然后使该点文件处于当前编辑状态，【点编辑】→【根据属性标注释】，出现【注释属性选择】对话框，填好注释参数，然后保存点文件，直到野外采样工作结束，生成全部实际采样点在地形图上。

2.4 样品加工

野外样品采集时注意避免样品的交叉污染，在通风干燥处进行样品加工。样品加工流程为：干燥→揉碎或敲碎→过4.699～0.833mm筛→拌匀→称重（大于160g）→装袋→装箱入库。样品编号、数量与送样单一一对应，避免重号、漏号、错号等现象。

3 室内资料整理及成果图件编制

GeoIPAS软件是乌鲁木齐金维图文信息科技有限公司开发研制的一款用于化探数据处理成图的专业软件【3】，在化探工作中得到了广泛的应用,并且绘制图件的处理结果为 MAPGIS的 WL、WT、WP格式，实现了与MAPGIS的无缝对接。

3.1 数据整理

3.1.1 野外数据的整理 按日期将每天野外作业的航点文件（*.GMT）,航线文件为（*.TRK）及导出的CSV文件进行整理，并做成采样点位航迹图（图6），完成各种表格逐项检查，将每天的实际采样点位置坐标汇总成采样点位图，作为野外原始资料保存。

3.1.2 化验室数据的整理 将化验室的分析数据添加坐标进行数据检查，包括非法字符，空数据，畸变数据和坐标检查（GeoIPAS→【数据预处理】→【数值检查】、【坐标检查】、【重复坐标检查】）。做完这些即可进行数据处理了。

3.2 成果图件的编制

首先数据网格化（GeoIPAS→【数据预处理】→【离散数据网格化】）。注意：一个工区的数据要统一网格化，如计算模型、搜索半径和网格化参数，程序已经设置成批处理，一次全部做完，生成的结果文件为GRD数据。

3.2.1 地球化学图 利用GeoIPAS做地球化学图，先算好逐步剔除平均值加减3倍标准离差后的算术平均值(Xo)、标准离差（S）、变异系数（CV）、异常下限（T）。采用0.1lg（μg/g和ng/g）含量间隔(表1）。当数据为异常含量时，可适当将等量线抽稀为0.2 lgμg/g(或ng/g)或更大，使等量线图面上间距不小于0.7mm。

分级色阶的选取方式为：以冷色调（蓝色）作为低值区，随着数据的增大，颜色变暖，即由蓝－黄－红变化，各色区内不同含量线间隔还可以用过渡色阶表示。色区划分可参照表2。

表1 地球化学图等量线间隔值表Table 1 Geochemical map contour interval value table

表2 地球化学图色区设置Table 2 Set geochemical map color zone

GeoIPAS的操作流程为：首先选择数据文件，再进行色阶设置，等量线标注设置，极值标注设置，然后画框参数设置，最后绘制图框完成地球化学线图（注：本次及以下图件使用的数据文件都为GRD格式）。

3.2.2 单元素异常图 GeoIPAS→【专题图件】→【单元素异常图】，打开图7所示的操作界面，数据基本符合正态分布，直接用异常下限值勾绘异常，按照全区异常下限的1、2、4倍划分三个浓度带，勾绘异常外、中、内带。

3.2.3 组合异常图 组合异常图是在单元素异常的基础上，根据研究对象的元素组合特征，选择3～5个元素编绘。GeoIPAS→【专题图件】→【组合异常图】，打开图8所示的操作界面，按照相应的要求设置好各项。

3.2.4 综合异常图 综合异常图是在组合异常图的基础上，研究几组元素的空间分布规律的综合性图件。“专题图件”菜单下的“综合异常图”命令，选择 GRD数据文件以后点击下一步（后面处理方式和组合异常图一致）。

3.2.5 推断解释图编制 推断解释图是在分析研究各类地球化学图的基础上，按地质意义推断解释的图件。包括推断地质构造图、找矿预测图等。

3.3 异常查证与评价

异常查证与评价主要包括异常的解释推断、异常分类、异常筛选、异常查证、 下一步工作建议等内容。异常查证与评价主要任务：解释推断引起异常的原因，区分矿异常与非矿异常，预测异常的找矿前景及提出异常查证工作建议。

4 结语

以上基本完成了 1∶5万土壤测量从准备—野外施工—图件编绘全部过程，在内蒙古自治区勘查基金管理中心项目工作中，提交的原始资料和成果资料得到了专家组的一致认可，原始资料完整准确，图件规范，并且大大提高了工作效率，减轻了野外工作强度。以上工作流程及相关的软件同样适用于水系沉积物测量，各种软件的熟练掌握使工作更加系统化和规范化，使大量的化探数据能够准确快捷的得到有效利用，为查明地球化学元素分布特征，圈定并评价地球化学异常；优选找矿靶区，进行矿产资源潜力评价提供了可靠的技术保证。

1 吴信才.MAPGIS地理信息系统［M］.北京：电子工业出版社，2004

2 陈国光，张华，叶家瑜，等.地球化学普查规范1∶50 000报批稿［R］.南京：中国地质调查局南京地质调查中心.2009

3 跨平台金维地学信息处理研究应用系统GeolIPAS2.8化探专业版用户手册［P］.新疆：新疆乌鲁木齐金维图文信息科技有限公司，2012