计算机在地质工作中的应用

宋月明

计算机在地质工作中的应用

宋月明

【摘要】随着科技的发展，地质工作里很多繁琐的工作都可以依靠计算机完成，地质工作者需要利用计算机的各种技术实现正确的设计、勘探等方面的工作，在此过程中，应用各种工程图件和现代数据库技术，例如计算机、通信、地理信息、测绘等方面的技术，能够让地质工作迈入计算机领域，而且专业类绘图软件在地质工作里显现出其优越性。

【关键词】计算机；地质工作；应用

计算机的很多技术在地质工作中都有广泛应用。例如一些绘图软件对地质工作有很强的指导性，另外计算机中的数据库也可以应用在地质工作里，再加上计算机在地质工作中的应用也可以实现公司的现代化经营管理。这些都证明计算机已经成为地质工作里的必要手段。本文将就计算机在地质工作里的各种应用进行阐述分析。

一、地质工作中数据库的应用

（一）建立管理系统

地质工作者工作时，通常需要大量的地质信息，并且要对这些地质数据有效存储，以便于科学的研究和分析这些数据，而这些都需要数据库的建立。目前我国地质工作领域的数据库主要有影像、属性、图形等方面的，其管理系统一般使用水平或垂直两种断面法对地质环境计算分析。例如，计算金属元素的含量或矿石量，同时按月度、季度、年度等方式汇总统计，并且编制相应数据报表，从而能够高效查找和管理这些庞大的地质数据。再者可以将数据库作为基础，迅速制作一些相对复杂的表头，或是借助公式直接生成表格。最后，可以使用管理系统计算地质工作里的相关参数，对重要数据进行计算以及统计，或是绘制地质的素描图、钻孔的孔柱图等等。

地质信息的管理系统能进行数据计划编制、计算、研究，从根本上提高传统地质管理工作的水平。对地质管理系统的主要组成部分进行划分，其涉及到影像、属性和图像的数据库等。

（二）计算机数字制图流程

1.准备和编辑数据

此阶段是对特定范围内不同比例、不同来源的地形图、地质的剖面图和表层的地质图等做好充足的准备工作。对于这一阶段工作而言，要遵循特定的规则选择编图资料，有效的组织图中的各要素，重点关注不同标记符号、线条间的关系和影响，如此一来，图像不但能够准确反映地质构造间的关系，而且能够正确表达出此区域地质变化史。此阶段的工作质量直接影响最终数字制图的进程和质量。

2.数据数字化

此阶段需要扫描大量地形图，实现地形图矢量化。原有手扶图像的数字化技术虽然比较成熟，但操作过程缓慢，劳动强度大，无法适应大量信息输入的要求。对此，采用扫描输入法，使其完成数据的矢量化，并且分层编辑对应地理地图，最终确保数据数字化进程。

3.地质图制作

此阶段的前提是地形图的数字化，之后对其进行编辑绘制。在偏远地区中，实现机助连图是不切实际的，所以对于这种特殊情况，可以进行实地填图，编辑好原图后再进行矢量化扫描处理工作。

4.数据处理

地质工作者进行数据处理时，应从绘制地形图的精度需要方面着手，同时避免不同阶段和环节可能会出现的误差。其中控制点误差、对角线误差和图形廓边误差应被重点关注。地质工作的制图误差可能由三个方面的因素导致：第一，操作人员人工误差。第二，原图变形误差。第三，数字化的设备误差。这些误差随图形的数据转化深入计算机的数据系统，最终影响数字化的制图质量。对此，我们需要时刻关注这些误差，及时发现问题并加以修正，并在特定位置设定误差的控制点，进而对全图有效校正。校正工作应多次进行，最终确保图像精度符合工程要求。

5.建立数图符号库

建立数图符号库，能用特定符号表示图像中的水质层、矿产、地质构造及各种地形，从而使查阅图像方便快捷。

6.图像拓扑造区

图像线编辑后，利用拓扑关系自动形成相应区域。对不同区域填色时，第一，要选择合适的色层，借助于调百分比含量的方法编辑专色和色标，确保地形图件的辨认和精度达到要求。第二，图幅选色时，要从地质图的用色统一标准进行选择。例如，用不同的深浅表示地质体新老程度的不同；用深颜色表示狭窄地质体和小面积地质体，从而提高视觉效果；暖色调表示重点地质构造，冷色调表示非重点地质构造。第三，色层选定后，利用图幅地质的版线文件，对各水域和地质内容填上对应的网纹和颜色，建立各要素间拓扑关系。进行拓扑造区时，需要注意将各方面统一，使图内外的要素能够对应。

7.校验输出图幅

图像成图的关键步骤是图幅校验，因此整个制图过程都要严格按规范检验，对所有阶段检查校对并及时在计算机上反馈修改。经过多次校对检查确保制图中的所有工作都正确，然后处理并在仪器上面输出样图，最终获得可靠准确的图幅。

二、地质工作中计算机绘图软件的应用

（一）应用suffer软件

suffer绘图软件在二三维数据及图像显示上功能强大。suffer软件功能主要有七个：第一，suffer绘图软件能够提供很多数据的网格化方法，能够对其数据进行函数、圆滑等转换和计算；第二，suffer软件可人为改变图比例，并对图加图例、标题、标记等；第三，suffer软件采用体积计算和自由旋转的方法，呈现三维形式的立体表面；第四，软件自带电子表格，处理原始数据有优势；第五，数字化的处理和人工读取数据，并且将实测所得三维数据变成网格数据，以便分析计算；第六，suffer绘图软件将脚本语言提供给用户，用户通过脚本语言控制软件并在其他程序里调用其绘图功能；第七，软件提供各种格式的输出输入接口，方便数据和文件交流。

（二）应用MATLAB软件

MATLAB软件容易进行人工调整，能够客观反映出地质问题和现象，且能够分析出相对准确的数据。它能够绘制二维的柱状图、饼状图、面积图、直方图等，也能绘制出三维的曲面图、网格图和等值线图等。在三维绘图时，通过调用camera属性设定图形观察的目标点等进行设定，从而实现图形缩放和按任意角度旋转。或者通过工具栏中insert添加地质点的标号、孔号等文本，还可以进行文字说明和标高等。还可以添加勘探线、剖面线及各种断线，然后添加方位的标注。另外，通过edit实现图形旋转、粘贴、剪切、复制等操作。而且为了规范，人们可以对文本字体、字号、线宽、网格线的类型等进行调整。

一般情况，地质的工程点是以离散数据的形式表现出来的。因此调用函数griddata和linspace处理数据。另外，为了绘制不同比例的图件，人们可以调用xlim和set函数调整刻度范围和刻度线的间距。

（三）应用AutoCAD软件

以AutoCAD软件在我国某煤矿中的应用为例，AutoCAD软件需要进行四方面工作：第一，绘制巷道。首先输入导线点的坐标，使用point命令，依据井下的实测坐标渐入x与y。录入完导线点后，用直线连接这些点。然后，依据真实情况，如导线点和巷道两侧距离，使导线点的连线偏移，进而得出巷道两帮。最后，删掉连线，使用文本命令，标出标高、点号，巷道绘制工作就完成了。

此外，AutoCAD软件还可以进行断层和煤厚点的绘制工作和填充图案工作等等。

三、结束语

近年来，地质工作里计算机的应用十分广泛。地质信息的数据库可以帮助我们高效的采集、查询地质信息，从而实现企业现代化的管理和经营。另外，随着地质工程设计、建模和计算机中绘图软件的二次开发，随着信息技术的发展，我们可以利用计算机对地质勘查等工作情况进行实时监测，然后使三维图像图形自动生成，为领导的决策提供准确科学的依据。随着suffer和MATLAB等软件不断的发展，我国地质工作的信息自动化建设将会取得更佳的成绩。

参考文献

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