基于MAPGIS制作地质剖面图（资源量估算图）的一些新方法

张文旭，商 建，张 坤，张启梅

（1.青海省第五地质矿产勘查院，青海西宁810028；2.青海省第三地质矿产勘查院，青海西宁810008）

基于MAPGIS制作地质剖面图（资源量估算图）的一些新方法

张文旭*1，商 建1，张 坤2，张启梅1

（1.青海省第五地质矿产勘查院，青海西宁810028；2.青海省第三地质矿产勘查院，青海西宁810008）

MAPGIS是一个功能强大又非常实用的制图软件，应用MAPGIS软件制作图件可使繁琐的手工图件和重复性劳动大大减少，并且有效地提高图件的精度。根据作者多年的实践，主要介绍了利用该软件直接制作地质剖面图及如何转换坐标以及用MAPGIS结合EXCEL制作资源量估算图的一些经验和新方法，为地质人员分析找矿成果和预测资源量远景提供了更加准确的信息。

MAPGIS图形编辑系统；地质剖面图；坐标转换；资源量估算图；使用方法

1 概述

MAPGIS是中国地质大学自主研发的制图工具软件，它在图件输入、制作、编辑、排版、输出各方面与其他制图软件相比具有很强的优势，可实现地质剖面图直接制作，不同坐标系之间的坐标转换，以及制作资源量估算图的全过程，让复杂的地质工程图实现数字化带来了方便和可能，可广泛应用于地质、煤田、有色、核工业、城市管理、土地管理等领域。本文据笔者多年从事MAPGIS软件制作图件的实践，谈一些制作地质剖面图、投影坐标转换及制作资源量估算图的一些经验和方法。

2 绘制地质剖面图

在制作地质剖面图时，我们常常经过手工画图后，通过扫描，进行矢量化制作，这一过程不可避免出现多次误差，再加上软件系统误差的存在，都无法取得理想的效果，因此我们可以直接制作地质剖面图，实现剖面图直接数字化，节省人力物力并提高工作效率。而且精度更高，具体方法是：

（1）先把MAPGIS图生成JPG格式，在PHOTOSHOP中图像—图像大小—文档大小中输入经过变化后的宽度和高度数字（根据剖面图的比例和JPG图的比例关系得出）；然后按需要裁剪，以减少图形的所占内存；

（2）裁剪后旋转使剖面线处于水平位置；

（3）在MAPGIS中插入裁剪旋转后光栅文件，新建线和点文件，以剖面线为水平的X轴，画垂直X轴的线为Y轴，以剖面线起点的位置为坐标原点，以剖面线起点的高程为起始Y轴刻度，在X和Y轴上标上相对应比例尺的刻度。

（4）以图上等高线和X轴交点为垂足画垂直X轴的直线，以等高线的高程画垂直于Y轴的直线，上述两直线相交点就是我们要求剖面轮廓线的拐点，把这样一系列的点连起来就成了剖面图的轮廓线。

（5）最后再整饰一下，填充花纹就作成了剖面图。

此方法需要注意的是也可以在MAPGIS中直接做，这样就省了用PHOTOSHOP这一步骤，但这样要注意很容易破坏原文件。如果是已成的矢量图，目前可以用些软件实现剖面自动生成了如Section等，注意剖面方向和比例尺等因素，要是在平面上加个钻孔或其他地质内容，可以把剖面线和地质内容同时复制出来，再在其他界面里整图变换成剖面的比例，然后把剖面线和地质内容粘贴进去，并旋转使起点对齐，从地质内容（地质界线、探槽、浅井等）和剖面线交点处，向下投在已成剖面上即可。

3 MAPGIS投影坐标转换

在制图实践中经常会遇到一些矿权的范围和数据进行投点和转换的问题，笔者通过多年的实践摸索出几种办法可较好地解决这一问题。

首先MAPGIS中的大地坐标系其实是投影平面直角坐标系高斯克吕格投影类型中的一个情况，比例尺分母为1，单位为米。因为此时的图形坐标和实际测量的大地坐标是一致的，所以称为大地坐标系。

测量学中的大地坐标系并不是上述的含义，它是大地地理坐标系的简称。地球椭球面上任一点的位置，可由该点的纬度(B)和经度(L)确定，即地面点的地理坐标值，由经线和纬线构成两组互相正交的曲线坐标网叫地理坐标网。由经纬度构成的地理坐标系统又叫地理坐标系。地理坐标分为天文地理坐标和大地地理坐标，天文地理坐标是用天文测量方法确定的，大地地理坐标是用大地测量方法确定的。我们在地球椭球面上所用的地理坐标系属于大地地理坐标系，简称大地坐标系。

西安80坐标系与北京54坐标系其实是一种椭球参数的转换，作为这种转换在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密，因此不存在一套转换参数可以全国通用的，在每个地方会不一样，因为它们是2个不同的椭球基准。大致可分为5种坐标类型：

（1）用户自定义也称设备坐标（以毫米为单位）；

（2）地理坐标系（以度或度分秒为单位）；

（3）大地坐标系（以米为单位）；

（4）平面直角坐标系（以米为单位）；

（5）地心大地直角。

3.1 进行设备坐标转换到地理坐标的方法

（1）启动投影变换系统。

（2）打开需要转换的点（线、面）文件。（菜单：文件/打开文件）。

（3）编辑投影参数和TIC点；选择转换文件（菜单：投影转换/MAPGIS文件投影/选转换点（线，面）文件）；编辑TIC点（菜单：投影转换/当前文件TIC点/输入TIC点。注意：理伦值类型设为地理坐标系，以度或度分秒为单位）；编辑当前投影参数（菜单：投影转换/编辑当前投影参数。注：当前投影坐标类型选择为用户自定义，坐标单位：毫米，比例尺分母：1）；编辑结果投参数（菜单：投影转换/设置转换后的参数。注：当前投影坐标系类型选择为地埋坐标系，坐标单位：度或度分秒）。

（4）进行投影转换（菜单：投影转换/进行投影投影转换）。

3.2 MAPGIS把经纬度坐标转换为大地坐标

（1）投影变换下的“投影转换”菜单下“输入单点投影转换”。

设置“原始投影参数”和“结果投影参数”，并将已知点输进去“投影点”，投影转换模块，投影转换菜单下，输入单点投影变换功能。

（2）设置当前投影：地理坐标系，单位可以是度、分、秒或ddmmss格式。根据数据决定。如数据是98.78度，那么你的单位就是度。依次类推。

（3）设置目的投影：投影平面直角坐标系，高斯投影，比例尺分母是1，单位是米，根据你的经度范围输入中央经度。其他不用设置，点击投影点按钮，在右边就计算出该点的大地坐标。

3.3 点位置坐标批量导出

在实际工作中,我们经常还需要在某一图面上同时读出多点的位置坐标至表格中,如在收集的化探实际材料图上,分布有大量的采样点,而这些采样点的坐标对于下步圈定重新某元素的等值线是非常重要,如果一个一个地读出并填制成表,则工作量是十分巨大的。那么有没有快速的方法呢？答案是肯定的，而且不只一种方法可实现。

3.3.1 第一种方法

（1）进入投影变换模块，对点文件的属性结构进行编辑，增加x字段和y字段，当然这两个字段的数据类型要选为双精度型或浮点型，设置坐标的小数位数后，在工具菜单中选择点位置转为属性，选择图形坐标的x、y所对应的字段，转换即可。

（2）打开已转为属性的点文件，进行文本转换即可，然后利用WORD进行文本转为表格，将表格复制到EXCEL。

3.3.2 第二种方法

基本原理是利用MAPGIS中的“文件转换”模块实现的，具体操作如下：

（1）打开MAPGIS67中的”文件转换”，装入点文件（不管是否赋属性），然后在“输出”选单下，选择“输出MAPGIS明码格式”单击注意：在选择“输出MAPGIS明码文件”之前，最好进行一下“重设省缺ID”，保存为“*.wat”格式文件；

（2）用记事本打开“*.wat”格式文件，选项中从出现坐标的第一行开始至结束的数据，复制粘贴至WORD文档中，用第一种方法转换到EXCELK表中即可。

3.3.3 第三种方法

是借助与MAPGIS兼容的MGT6辅助软件实现。它具有操作步骤简单、实有性强。具体操作是：

（1）进入MGT6界面下打开需转换的点文件，在编辑工具选单下，点击“点位赋至属性”；

（2）打开新的EXCEL表，然后进入MGT6，在EXCEL选单下，点击“属性→表格”即可。至此在刚打开的EXCEL表中已有各点的位置坐标了（MGT6是一功能较好MAPGIS辅助绘图软件,功能较为实用,如带捕捉功能多段线编辑、卡断线、线卡断线、插入整个表格、插入选择单元格、导出线拐点坐标、自动闭合线、自动拟合线等都在我们的地质工作中有实际意义）。

4 MAPGIS结合EXCEL做资源量估算图

传统的资源储量估算图的做法效率低而且容易出错，借助MAPGIS及EXCEL来完成资源量估算图，不失为一种新的选择。下面结合笔者自己的经验，论述一下用MAPGIS结合EXCEL做资源量估算图的过程。

4.1 图框的生成

以前手工绘图的时候，做一幅图一般是先打好网格，再逐网格来绘制，这样能够减少误差。现在有了电脑，一般是先用电脑生成需要的图框，再把图配准到图框中，再来处理。生成图框很重要。MAPGIS提供了2大类图框的生成，一是经纬网图框，二是公里网图框。一般在资源储量核实中用得最多的是公里网图框。公里网图框的生成很简单，打开MAPGIS投影变换模块，打开键盘生成矩形图框，根据需要填写相应的参数即可生成。需要注意的是，坐标系一般填写国家坐标系，起始带号填写相应的带号，标注一般为公里值，因为一般图都不规则，矩形分幅方法选择任意公里矩形分幅，比例尺分母在图上都能找到，网起始值指的是公里网从哪儿开始，比如左下角坐标为 2735232.33，35437248.11，1∶5000的图，网起始值x填写为437.5，网起始值y填写为2735.5。对1∶5000的图网间隔一般为0.5，而且将左下角平移为原点不要打钩，这样才方便后续工作。

4.2 拐点投影及坐标转换

在做资源量估算图的过程中，把已知的坐标点投影到图上，并进行坐标变换经常要用到，比如矿权范围坐标，作为资源量估算来讲，矿权范围很重要，把拐点坐标很精确地投影到图上，以便确定面积，并根据需要进行转换，以确定经纬度位置等等。而MAPGIS软件就提供了这样的方便，打开MAPGIS，打开投影变换模块，无论用用户文件投影或单点投影变换，可以把点投影到相应比例尺的图上或进行坐标变换。需要注意的是，用户投影参数及结果投影参数一定要搞清楚，否则会出现错误的结果，如果仅仅是为了坐标变换，比如要结果为3度带或6度带的高斯坐标，结果投影参数的比例尺分母一定要设置为1，单位为米。而要经纬度坐标，单位则要定为或度、或分、或秒，虽然用DDDMMSS.SS也可以，但有些误差。在要求不是很严格的时候，也可以用。

当然，如果点很少的情况下，也可以直接在输入编辑模块中用定位点来投影，实际上在资源储量核实中的坐标，一般都是大比例尺的高斯平面直角坐标，在MAPGIS中的坐标表示公式为：

横坐标x＝高斯坐标y（不要带号）/（比例尺分母/ 1000）

纵坐标y＝高斯坐标x/(比例尺分母/1000)

比如：高斯坐标为x＝2764650，y＝35400500，放到比例尺为1∶5000的图上，图上坐标一般为：横坐标x＝80100，y＝552930。

这样做的前提条件是用MAPGIS生成的标准图框没有平移到原点。

4.3 图像配准

有了图框，投了拐点，再拷贝相应的图签，写上相应的图名，一幅图的框架基本构成了，在这样一个框架的基础上，把各煤层扫描的储量图配准的这样一个统一的图框中，根据需要进行切割，图像处理模块发挥了重要作用。

打开MAPGIS图像分析或镶嵌配准模块，把扫描的tif图像转换为msi图像，进行配准，在这个过程中需要注意的是，配准所选的点一定要均匀分布，而且点越多越好，校正的时候可以选择用影像精校正，这样出来的图较准确。最后可以用标准图框生成的区来进行切割。以方便打印光栅。

4.4 矢量化

矢量化和其它的矢量化没有什么区别，需要注意的是，造区的时候，如果为煤矿，且有底板等高线，块段的边界一般以底板等高线和勘探线为界。另外每一块段最好造一个区，并且在区属性结构中增加一个块段号字段，填写相应的块段号作为属性，方便区属性的输出。

4.5 量算面积及资源量估算

最后一步就是计算资源量，通过MAPGIS的区属性，很容易读出面积，再调入EXCEL中进行计算，不容易出错。在MAPGIS中，打开属性管理模块，输出相应的区属性，区属性输出时，一般输出为dbf的格式，方便调入EXCEL中进行资源量计算。

然后打开EXCEL，读入区属性，因为区很多，怎样识别你所要的区呢，块段号字段发挥了重要作用。需要注意的是，区属性中的面积单位一般为平方毫米，要根据比例尺转换为平方米才能满足需要，即乘于常数即可，常数为比例尺分母除以1000后的平方值，然后再填写相应的参数进行计算即可。在计算的过程中，为了跟计算器算的结果一致，需要用到sum及round函数，sum函数用于求和，round函数的功能是返回某个数字按指定位数取整后的数字，语法是：

ROUND(number,num_digits)Number需要进行四舍五入的数字。Num_digits指定的位数，按此位数进行四舍五入。

最后再把EXCEL算的结果表“复制”，在CAD中“选择性粘贴”，修改完善后再转入MAPGIS放到资源估算图上（可用其他二次开发软件实现了如mgt6）。

以上过程，越大、块段数越多的项目，越能简化工作，不会产生遗漏，大大降低了成本，节约了时间。通过MAPGIS结合EXCEL来做资源量估算图，给地质人员带来了很多方便，随着软件的发展和软件使用者的熟练，必将给地质人员带来越来越多的帮助。

5 结束语

MAPGIS软件功能强大，本文只是依据该软件实践制作图件的一些操作技巧的总结，这些操作技巧可以推广到其他制图应用方面，只要熟练地掌握，对提高制图速度和精度很有帮助。为地质人员分析找矿成果和预测资源量远景提供了更加准确的信息。

[1]吴信才.MAPGIS地理信息系统[M].北京：电子工业出版社，2004.

P623

B

1004-5716(2015)01-0109-04

2014-02-24

张文旭（1970-），女（汉族），江苏新沂人，助理工程师，现从事地质、测绘、制图工作。