基于MapGIS 的地?zé)豳Y源專題地圖制作研究

王寬彪,秦學(xué)紅,翟 輝

(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院,江蘇 南京 210018)

0 引言

專題地圖廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,特別是在城市建設(shè)中的起著非常重要的作用。 專題圖大體上可以分為兩類,一類是反映某個或某幾個特定地理現(xiàn)象的空間分布狀態(tài),例如土地利用圖、土壤圖、地?zé)豳Y源專題地圖。 另外一類是以社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)計地圖,用于反映社會經(jīng)濟現(xiàn)象隨著地理位置變化的情況[1]。 在制作專題地圖時,要根據(jù)用戶的需要和表達專題要素的特殊要求,選擇合適的地理底圖。 本文涉及的地?zé)豳Y源專題地圖,直接使用已有的揚州市城市地質(zhì)調(diào)查項目的地理底圖。

1 地?zé)岬刭|(zhì)圖

揚州市城市地質(zhì)調(diào)查專題的地理底圖分為1 ∶25萬和1 ∶50 萬兩種。 地?zé)岬刭|(zhì)圖要求在圖上表達地?zé)醽碓?、地?zé)醿宇愋汀⒖責(zé)峥厮畼?gòu)造、地?zé)嵘w層等地?zé)岢傻V地質(zhì)條件,是綜合性的圖件,因為承載的信息量多而且全面,故制作成1 ∶25 萬圖幅。 由1 ∶25 萬的地理底圖和1 ∶25 萬的地?zé)岬刭|(zhì)要素套合而成。

(1)新建“專題地圖”文件夾,打開資源管理器,在我的電腦D 盤下建立“專題地圖”文件夾,在此文件夾內(nèi)新建“25 萬地?zé)岬刭|(zhì)圖”“25 萬開發(fā)利用現(xiàn)狀圖”“50 萬地溫梯度等值線圖”3 個子文件夾,將1 ∶25 萬和1 ∶50 地理底圖及全省20 萬基巖地質(zhì)圖作為源文件復(fù)制到此文件夾中,再新建一個裁剪文件夾。 這樣在專題地圖中包含7 個子文件夾(見圖1)。

圖1 專題地圖文件夾的建立

將1 ∶25 萬地理底圖中的所有文件復(fù)制到“25 萬地?zé)岬刭|(zhì)圖”和“50 萬開發(fā)利用現(xiàn)狀圖”文件夾,將1 ∶50萬地理底圖中的所有文件復(fù)制到“50 萬地溫梯度等值線圖”文件夾。 為完成專題地圖的套合,準(zhǔn)備好了地理要素和相應(yīng)的圖幅參數(shù)。

(2)打開MapGIS 應(yīng)用程序,點擊設(shè)置→工作目錄D:專題地圖,選擇合適的矢量字庫目錄、系統(tǒng)庫目錄、系統(tǒng)臨時目錄,設(shè)置好工作環(huán)境,以下的操作過程,均在此工作環(huán)境下開展(見圖2)。

圖2 MapGIS 環(huán)境設(shè)置

(3)打開MapGIS 應(yīng)用程序,進入圖形處理的輸入編輯模塊。 雙擊打開1 ∶25 地理底圖工程文件“25 萬地理.mpj”,在左側(cè)工程文件欄空白處點擊右鍵,新建區(qū),輸入文件名“裁剪”,點擊“創(chuàng)建”,勾先工程文件欄中的圖框.wl 和裁剪.wp 為可編輯項,點擊區(qū)編輯→線工作區(qū)提取弧,框選圖框文件中的內(nèi)圖框線,使之變成黃色,再點擊區(qū)編輯→輸入?yún)^(qū),點在內(nèi)圖框區(qū)域的空白處,輸入色標(biāo)號3,即可完成裁剪.wp 的編輯。

(4)整圖變換的應(yīng)用。 在上述1 ∶25 地理底圖工程文件中獲取的裁剪.wp,必須通過轉(zhuǎn)換使之和1 ∶20 萬全省基巖地質(zhì)圖的參數(shù)相同,才能進行下一步的工程裁剪操作,方法如下:打開MapGIS 應(yīng)用程序,進入圖形處理的輸入編輯模塊,打開→文件類型,小三角下拉菜單,選擇(區(qū)文件.wp),找到裁剪.wp,打開,再點擊其他→整圖變換,在圖形變換對話框,勾選面變換,在參數(shù)輸入欄,把比例參數(shù)X、比例參數(shù)Y 分別填入1.25→確定。 將整圖變換后的裁剪.wp 另存為1 ∶200 000 裁剪.wp。

(5)打開MapGIS 應(yīng)用程序,進入圖形處理的輸入編輯模塊。 雙擊打開江蘇省1 ∶20 萬基巖地質(zhì)圖的工程文件“20 萬基巖.MPJ”,在左側(cè)文件分布欄中,將該工程文件中組成地理信息的所有的點、線、面、圖框的點、線、面文件,圖例的點、線、面文件刪除,只保留和地?zé)豳Y源專題有關(guān)的文件,包括基巖地質(zhì)的面、線、點文件,Q+N 等厚線線文件、Q+N 等厚線注記點文件,鉆孔及注記點文件。

(6)工程裁剪,將在左側(cè)文件分布欄所有地?zé)豳Y源專題文件全部勾先成可編輯狀態(tài),點擊其他→工程裁剪,選擇裁剪后文件的存放目錄,放在“專題地圖”文件夾中的子文件夾“裁剪文件夾”中,點擊“確定”,在出現(xiàn)的工程裁剪對話框中點擊“添加全部”“選擇全部”“生成被裁工程”“裁剪類型”選擇“內(nèi)裁”,“裁剪方式”選擇“制圖裁剪”,在“模糊半徑”欄輸入0.001(見圖3)。

圖3 “工程裁剪”對話窗口

再點擊“裝入裁剪框”,找到第4 步得到的1 ∶200 000 裁剪.wp,點擊打開,此時在對話框的左下角顯示江蘇省1 ∶20 萬基巖地質(zhì)圖“20 萬基巖.MPJ”的縮微圖及黑色的裁剪框,框內(nèi)即是裁剪后得到的地?zé)豳Y源專題文件,點擊“開始裁剪”,當(dāng)轉(zhuǎn)動的小時鐘停止后,點擊“退出”。 此時裁剪后的江蘇省1 ∶20 萬基巖地質(zhì)圖“20 萬基巖.MPJ”及地?zé)豳Y源專題要素的占、線、面文件全部自動存入了子文件夾“裁剪文件夾”中。 應(yīng)該注意的是,這些文件的比例尺是1 ∶20 萬的,必須再變換成1 ∶25 的文件,才能和1 ∶25 地理底圖進行套合。

(7)整圖變換的再次應(yīng)用。 打開MapGIS 應(yīng)用程序,進入圖形處理的輸入編輯模塊。 打開地?zé)岬刭|(zhì)圖文件夾中的“裁剪文件夾”,雙擊“20 萬基巖.MPJ”這時在圖形編輯窗口顯示的是裁剪后的“20 萬基巖.MPJ”。 將在左側(cè)文件分布欄所有地?zé)豳Y源專題文件全部勾先成可編輯狀態(tài),點擊其他→整圖變換,在圖形變換對話框,勾先點變換、線變換、面變換,在參數(shù)輸入欄,把比例參數(shù)X、比例參數(shù)Y 分別填入0.8→確定。 即可得到1 ∶25 的所有地?zé)岬刭|(zhì)要素的專題文件,包括基巖地質(zhì).wp、基巖地質(zhì).wt、基巖地質(zhì).wl、Q+N 等厚線.wl、Q+N 等厚線注記點.wt,鉆孔及注記點.wt 文件(見圖4)。

圖4 “圖形變換”參數(shù)輸入窗口

如這些文件的名稱和源文件1 ∶20 萬基巖地質(zhì)圖中的名稱相同,在資源管理器中直接將這些名稱改為25 萬基巖地質(zhì).wp、25 萬基巖地質(zhì).wt、25 萬基巖地質(zhì).wl、25 萬Q+N 等厚線.wl 文件、25 萬Q+N 等厚線注記點.wt,25 萬鉆孔及注記點.wt 文件,以便識別和套合1 ∶25 萬地理底圖時調(diào)入(見圖5)。

圖5 文件改名后的“裁剪文件夾”

(8)地?zé)岬刭|(zhì)圖的套合。 打開MapGIS 應(yīng)用程序,進入圖形處理的輸入編輯模塊。 雙擊打開“25 萬地?zé)岬刭|(zhì)圖”文件夾中的工程文件“25 萬地理.MPJ”在左側(cè)工程文件欄空白處點擊右鍵,點擊“添加項目”,找到“裁剪文件夾”中的1 ∶25 的所有地?zé)豳Y源專題文件。點擊其中一個文件后,點擊ctrl+A,選定全部文件,點擊“打開”,將所有文件添加至窗口左側(cè)的文件欄中。 這樣就完成了地?zé)岬刭|(zhì)圖的套合。

制作專題地圖時,文件夾管理和工作環(huán)境的設(shè)置也是十分重要的,將目標(biāo)文件和源文件放在同一個文件夾中,可以方便調(diào)用各種源文件中的圖元文件;“裁剪文件夾”是過渡性的文件夾,可以在此直接進行整圖變換的操作,操作后得到的文件,可采用“另存為”的方式,直接換名存入相對應(yīng)的目標(biāo)文件夾中。 在專題地圖套合完成后,將“裁剪文件夾”中所有文件刪除。 開始下一幅專題地圖的制作。

2 開發(fā)利用現(xiàn)狀圖的制作

開發(fā)利用現(xiàn)狀圖是表達單一信息的圖件,因為承載的信息量少,故制作成1 ∶50 萬圖幅。 以地?zé)峋疄槔?通過資料收集和野外調(diào)查,形成了諸如地?zé)峋木幪?、地理坐?biāo)、深度、開采量、水溫、水質(zhì)以及使用狀況等基本數(shù)據(jù)的EXCL 數(shù)據(jù)表格。 通過MapGIS 應(yīng)用程序的“投影變換”模塊,形成地?zé)峋?WT 文件,存放至“50 萬開發(fā)利用現(xiàn)狀圖”文件夾中,與1 ∶50 萬地理底圖實現(xiàn)套合。 具體方法如下。

(1)將EXCL 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成TXT 文本格式,打開揚州鉆孔統(tǒng)計表.EXCL,點擊文件→另存為→其他格式→輸入文件名為“鉆孔統(tǒng)計表”選擇“保存類型T”為“文本文件(制表符分隔)”點擊“保存”。 從而生成了鉆孔統(tǒng)計表.TXT 文件。

(2)投影變換,生成25 萬點文件地?zé)峋?wt。 打開MapGIS 應(yīng)用程序,進入實用服務(wù)的投影變換模塊,顯示‘MAPGIS 投影變換系統(tǒng)-無標(biāo)題’操作窗口,點擊投影轉(zhuǎn)換,選擇U 用戶文件投影轉(zhuǎn)換,出現(xiàn)“用戶數(shù)據(jù)點文件投影轉(zhuǎn)換”對話窗口[2]。 點擊“打開文件”,找到鉆孔統(tǒng)計表.TXT 文件,并打開(見圖6)。

圖6 “用戶數(shù)據(jù)點文件投影轉(zhuǎn)換”對話窗口

首先指定數(shù)據(jù)的起始位置(MapGIS 讀取地?zé)峋?TXT 文件的起始位置),然后設(shè)置投影參數(shù),分別輸入用戶投影參數(shù)和結(jié)果投影參數(shù)。 用戶投影參數(shù)是地?zé)峋?TXT 文件中坐標(biāo)數(shù)據(jù)的投影參數(shù)。 結(jié)果投影參數(shù)是所要生成地?zé)峋?wt.的投影參數(shù)(1 ∶50 地理底圖的投影參數(shù)),點擊“確定”(見圖7)。

圖7 “設(shè)置分隔符號”對話窗口

此時又回到“用戶數(shù)據(jù)點文件投影轉(zhuǎn)換”對話窗口,在“設(shè)置用戶文件選項”選擇“按指定分隔符”,設(shè)置分隔符號,勾先分隔符號TAB,空格,屬性名稱所在行選擇第一行(圖7)。

點擊“確定”按鈕,此時又回到“用戶數(shù)據(jù)點文件投影轉(zhuǎn)換”對話窗口,點擊“點圖元參數(shù)”按鈕,在“修改缺省點參數(shù)”窗口輸入相應(yīng)的子圖號、子圖高度、子圖寬度、子圖顏色(見圖8)。

圖8 “修改缺省點參數(shù)”對話窗口

點擊“確定”→“投影變換”→“確定”,將出現(xiàn)如下“無標(biāo)題”窗口,窗口中呈現(xiàn)的黑三角點即為投影變換得到的鉆孔圖形(見圖9)。

圖9 投影變換得到的鉆孔

點擊文件→另存為,將noname.wt 另存為50 萬鉆孔.wt。 即實現(xiàn)了文字、表格信息向圖形的轉(zhuǎn)換。 由于在“設(shè)置分隔符號”勾選了屬性名稱所在行,諸如某個地?zé)峋木幪?、地理坐?biāo)、深度、開采量、水溫、水質(zhì)以及使用狀況,只要選中該地井,并點擊右鍵,即可輕松查詢。

同理,地源熱泵項目、可控源測量剖面、重力測量剖面、大地?zé)崃鳒y量點等含有點的位置和其他相關(guān)信息的EXCL 數(shù)據(jù)表格,也能通過投影變換模塊實現(xiàn)向圖形的轉(zhuǎn)換。 MapGIS 軟件廣泛適用于地質(zhì)行業(yè),而投影變換功能可謂該軟件的精華,靈活廣泛的運用該功能可以最大程度地節(jié)省工作時間,提高地質(zhì)圖的精確度,是制圖人員必須掌握的實用技能[2]。

3 地溫等值線圖

等值線圖作為地質(zhì)數(shù)據(jù)模擬中一種重要的二維表示方法, 它把數(shù)據(jù)以圖像的方式表示出來, 還能夠求出圖中任意點的數(shù)據(jù), 使觀察人員能夠更加容易地獲取數(shù)據(jù)中的信息,更加直觀地看到計算機模擬的結(jié)果。 一個完整的等值線系統(tǒng)主要包括等值線的生成、等值線的光滑、等值線的填充和等值線的標(biāo)注等[3]。 地溫等值線圖要求在圖上表達地溫場的變化特征,信息單一,在精度要求不是很高的情況下,也可制作成1 ∶50 萬圖幅。 由1 ∶50萬的地理底圖和1 ∶50 萬的地溫要素套合而成。

以1 500 米地溫等值線圖為例,通過搜集資料,形成了包括地?zé)峋牡乩砦恢谩? 500 深度地溫基本數(shù)據(jù)的EXCL 數(shù)據(jù)表格,點擊文件→另存為→其他格式→輸入文件名為“1 500 地溫等值線”。 選擇“保存類型T”為“文本文件(制表符分隔)”點擊“保存”。 從而生成了1 500 地溫等值線.TXT 文件。

(1) 打開MapGIS 應(yīng)用程序,進入空間分析的“DTM 分析”模塊。 進入“MapGIS 數(shù)字地面模型子系統(tǒng)→三角剖分顯示窗口1”對話窗口,點擊“Grd 模型”,在下拉菜單點擊“離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化”,進入“選擇讀入高程文件”,在文件名選擇框中,找到1500 地溫等值線.TXT 文件,點擊“打開”,進入“離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化…”[3],點擊“文件換名”,輸入文件名1 500.Grd,“網(wǎng)格化方法M”選擇“距離冪函數(shù)反比加權(quán)網(wǎng)化”,點擊“確定”,回到“MapGIS 數(shù)字地面模型子系統(tǒng)-三角剖分顯示窗口1”對話窗口點擊“Grd 模型”,勾先“等值線套區(qū)”“等值線光滑處理”,點擊“確定”,在“制圖幅面”選擇“數(shù)據(jù)投影變換”,輸入正確的源數(shù)據(jù)投影參數(shù)和結(jié)果數(shù)據(jù)投影參數(shù)(1 ∶50 萬地理底圖的投影參數(shù))。 點擊“確定”,又回到“設(shè)置等值線參數(shù)”對話框,點擊“等值層值”,進入“等值線層設(shè)定對話框”,設(shè)置合理的段起始值,段終止值,步長值,及起始色及終止色,點擊“確定”。 再點擊“注記參數(shù)”,進入“等值線注記參數(shù)設(shè)定對話框”,選擇合適的注記格式和注記字體,點擊“確定”。在“圖形繪制顯示窗口”形成了含有點、線、面圖形文件的平面等值線圖(見圖10)。

圖10 圖形繪制顯示窗口

在關(guān)閉窗口時,按提示這些文件保存為1 500 米溫度.wt、1 500 米溫度.wl、1 500 米溫度.wp。

雙擊1 ∶50 萬地理底圖中的工程文件“50 萬地理.MPJ”在左側(cè)工程文件欄空白處點擊右鍵,點擊“添加項目”,找到1 500 米溫度.wt、1 500 米溫度.wl、1 500米溫度.wp,點擊“打開”,將這3 個文件添加至窗口左側(cè)的文件欄中。 在文件欄空白處,點擊右鍵→另存工程→輸入1 500 米地溫.mpj。 這樣就完成了1 500 m地溫等值線圖的套合(見圖11)。

圖11 1 500 m 地溫等值線圖的套合示意

4 結(jié)語

專題地圖是表達專題信息的重要手段。 熟練掌握MapGIS 實用服務(wù)的“投影變換”模塊和MapGIS 空間分析的“DTM 分析”模塊的工作原理和操作方法,可以將EXCL 數(shù)據(jù)表格中地?zé)豳Y源專題點的位置和其他相關(guān)信息的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成專題地圖中的點、線、面圖元要素,可以很大程度的提升專題地圖的精度和制度速度,并可隨時查詢這些要素的基本信息。 在數(shù)據(jù)量很大,專題圖件多的時候,更能體現(xiàn)出上述制圖方法的優(yōu)越性。