基于ArcEngine的災(zāi)害地質(zhì)立體圖圖切剖面算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

裴麗娜，孔春芳，劉 剛，吳 勇，喬立錦，張軍強(qiáng)

（1.黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，鄭州 450003；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）計(jì)算機(jī)學(xué)院，武漢 430074）

圖切地質(zhì)剖面圖（Transverse Cutting Profile）是地質(zhì)剖面圖的一種，是指在地質(zhì)圖上，選擇某一方向，根據(jù)各種地質(zhì)、地理要素，按一定的比例尺，用投影方法編繪而成的地質(zhì)剖面圖［1－3］.圖切地質(zhì)剖面圖其目的是同地質(zhì)圖配合，反映地質(zhì)體與地質(zhì)構(gòu)造在空間上的相互關(guān)系及地質(zhì)演化關(guān)系［1－2，4］.一般情況下，一幅區(qū)域地質(zhì)圖除了包括平面地質(zhì)圖（又稱為主圖，是地質(zhì)圖的主體部分）外，通常還附有1～2條與區(qū)域構(gòu)造方向垂直，并且穿過(guò)地層較為齊全的橫向圖切剖面地質(zhì)圖［2］.圖切剖面是區(qū)域地質(zhì)圖的重要組成部分，與區(qū)域地質(zhì)圖相配合，可以清晰地反映出圖區(qū)內(nèi)地層、巖體、構(gòu)造的空間分布特征［1］，同樣地，圖切剖面與災(zāi)害地質(zhì)立體圖相配合，也可以清晰地反映出圖區(qū)內(nèi)地層、巖性、產(chǎn)狀及崩塌、滑坡等特殊地質(zhì)現(xiàn)象的分布特征，為工程治理和防治提供及時(shí)可靠的依據(jù).

目前一些GIS軟件，譬如Section、MapGIS、AutoCAD、南方CASS等都具有圖切剖面功能，但是步驟繁瑣、過(guò)程復(fù)雜，而且受鉆孔數(shù)據(jù)的限制［5－6］，無(wú)法在災(zāi)害地質(zhì)工程中應(yīng)用，所以基于現(xiàn)有的災(zāi)害地質(zhì)數(shù)據(jù)，如何更快、更精確、更方便地實(shí)現(xiàn)圖切剖面是本文研究的目的所在.一些專家、學(xué)者對(duì)圖切剖面進(jìn)行了深入研究，并開(kāi)發(fā)了相關(guān)軟件，如方世明等（2002）利用ArcView開(kāi)發(fā)的基于GIS的地質(zhì)圖圖切剖面計(jì)算機(jī)輔助編繪系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于二維地質(zhì)圖與地形圖進(jìn)行的，其圖切剖面過(guò)程是由計(jì)算機(jī)輔助編繪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，主要步驟包括矢量化地圖、選擇剖面線、提取所需數(shù)據(jù)、繪剖面、花紋填充、人工修編、整飾打印等［1］.朱永紅等（2006）在南方CASS和MAPGIS軟件支持下，利用勘探線測(cè)量坐標(biāo)成果數(shù)據(jù)，編制數(shù)字化剖面圖，并對(duì)圖切剖面提出了編制思路和圖切坐標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取方法［6］.朱瑩等（2007）基于 GIS技術(shù)，融合基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)剖面圖的自動(dòng)繪制［4］.陳嶷瑛（2008）提出一種基于知識(shí)的地質(zhì)體智能識(shí)別框架，實(shí)現(xiàn)任意基于鉆井的地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成.并利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，采用具有層次結(jié)構(gòu)的知識(shí)表示和嵌入式的推理機(jī)制，以某煤礦為例，實(shí)現(xiàn)了剖面圖的自動(dòng)生成與顯示［7］.劉杰等（2009）利用C＋＋語(yǔ)言與MapGIS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了圖切地質(zhì)剖面的自動(dòng)繪制及花紋填充［8］.宋光浩（2009）利用南方CASS軟件改造MAPGIS格式地形地質(zhì)圖，在其基礎(chǔ)上繪制圖切勘探線剖面［9］.除此之外，方世明等 （2002）［10］、唐春艷等（2004）［11］、毛啟明（2006）［12］研究了圖切剖面中褶皺構(gòu)造形態(tài)和花紋填充算法.這些研究為地質(zhì)圖圖切剖面研究起到了積極的推動(dòng)作用.

目前具有圖切剖面功能的軟件，雖然這個(gè)功能已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是仍要經(jīng)過(guò)很多步驟，處理相關(guān)數(shù)據(jù)，還要修飾圖面，所以過(guò)程還是相當(dāng)復(fù)雜，如果操作人員不太了解軟件或者不太了解地質(zhì)圖就切不出剖面來(lái)，也就達(dá)不到通過(guò)讀圖輔助地質(zhì)決策分析的目的［7，11，13］.大多數(shù)系統(tǒng)圖切剖面功能還是依賴鉆孔數(shù)據(jù)、槽探數(shù)據(jù)等，所以系統(tǒng)通用性不強(qiáng)，譬如在災(zāi)害地質(zhì)預(yù)測(cè)防治方面的研究，如果這些數(shù)據(jù)不存在，或者找不到這些數(shù)據(jù)，那么圖切剖面分析就進(jìn)行不了.

因此，對(duì)于圖切剖面的研究，針對(duì)以上兩個(gè)方面：步驟繁瑣復(fù)雜和所依賴數(shù)據(jù)的不同，如何簡(jiǎn)化步驟，增加系統(tǒng)的自適應(yīng)性，把這些步驟轉(zhuǎn)為后臺(tái)程序，使用戶不用了解圖切剖面的復(fù)雜原理，跳過(guò)這些步驟，輕松就能達(dá)到圖切剖面的目的，以及增強(qiáng)系統(tǒng)在災(zāi)害地質(zhì)研究方面的通用性是本文的主要方向和技術(shù)攻關(guān)的難點(diǎn)，也是本文選題的出發(fā)點(diǎn).

地質(zhì)剖面圖數(shù)據(jù)具有多源、多量、多類、多維、多主題等特征［14］，從而決定了其繪制過(guò)程將會(huì)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程.本文以三峽庫(kù)區(qū)楊老山地區(qū)為例，研究的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面.

（1）分析研究區(qū)域內(nèi)地層、巖性、產(chǎn)狀，及崩塌、滑坡等特殊地質(zhì)現(xiàn)象的空間分布特征，將這些實(shí)體抽象成概念模型，據(jù)此總結(jié)出從災(zāi)害地質(zhì)立體圖圖切剖面的“知識(shí)規(guī)則”.

（2）研究在GIS技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害地質(zhì)圖圖切剖面，其間涉及到地層線、地層面的生成規(guī)則、生成算法.

（3）考慮到與“三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警指揮系統(tǒng)”其他上下游軟件或者其他管理軟件的集成，如在網(wǎng)頁(yè)上輸入任意兩個(gè)空間地理坐標(biāo)點(diǎn)，就能切出這兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)間的剖面.這里是把剖面線按圖幅剪斷成多條剖面線，再針對(duì)每條剖面線和它所屬的圖幅區(qū)域進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這就需要把原三維信息、中途生成的信息以及最后表現(xiàn)出來(lái)的二維剖面圖信息以數(shù)組形式按圖幅存儲(chǔ)，每個(gè)圖幅的信息一一對(duì)應(yīng)，地層線、地表線、地層面、地層產(chǎn)狀、地層面填充、標(biāo)注信息一一對(duì)應(yīng)，才能最終生成正確的跨圖幅剖面圖.

本文在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）信息所開(kāi)發(fā)QuantyView平臺(tái)工作的基礎(chǔ)上［15］，針對(duì)三維環(huán)境平臺(tái)的特點(diǎn)提出了地質(zhì)剖面圖生成的思路與方法，并基于該思路與方法實(shí)現(xiàn)了在ArcGlobe平臺(tái)支持的三維環(huán)境下生成二維地質(zhì)剖面圖的功能，該功能是利用C＃.NET語(yǔ)言，基于ArcEngine平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的，它不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意地區(qū)任意地段地質(zhì)剖面的繪制，并且也體現(xiàn)了地下復(fù)雜產(chǎn)狀構(gòu)造的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征.

1 方法與技術(shù)

首先依據(jù)具備的數(shù)據(jù)并參照以往學(xué)者的地質(zhì)剖面圖制圖研究以及剖面圖應(yīng)用領(lǐng)域的不同，為地質(zhì)剖面圖、地層產(chǎn)狀、斷層線、滑坡定義如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

（1）剖面圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

public struct SectMap

｛

public IPolyline sectline；／／用戶畫(huà)的剖面線

public IFeatureLayer stratumLine2dLayer；／／地層線圖層

public IFeatureLayer stratumGroup2dLayer；／／地層面圖層

public IFeatureLayer altitude2dLayer；／／產(chǎn)狀圖層

public IRasterLayer elevLayer；／／柵 格 地 表圖層

public string nodename；／／剖面圖的圖名

｝

（2）地層產(chǎn)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

private struct Altitude

｛

public double x；／／地層產(chǎn)狀X坐標(biāo)

public double y；／／地層產(chǎn)狀Y坐標(biāo)

public double tendency；／／地層產(chǎn)狀傾向

public double angle；／／地層產(chǎn)狀傾角

｝

（3）斷層線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

private struct FaultLine

｛

public int ID；／／斷層線的ID編號(hào)

public string name；／／斷層線名稱

public double type；／／斷層性質(zhì)

｝

（4）滑坡數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

private struct LandSlide

｛

public int ID；／／滑坡的ID編號(hào)

public string name；／／滑坡名稱

public double trend；／／滑坡發(fā)展趨勢(shì)｝

1.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

災(zāi)害地質(zhì)立體圖圖切剖面采用三層結(jié)構(gòu)，分為用戶層、中間層和數(shù)據(jù)層.用戶層指用戶在軟件界面進(jìn)行圖切剖面，用戶的所有操作都是在界面上完成.中間層是軟件后臺(tái)調(diào)用數(shù)據(jù)并分析地質(zhì)地層、構(gòu)造的知識(shí)規(guī)則建立模型、運(yùn)算、繪制圖切剖面的過(guò)程.數(shù)據(jù)層是存放在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Access中的屬性數(shù)據(jù)和以FileGeodatabase來(lái)管理的空間數(shù)據(jù)，或者是利用ArcSDE和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理的數(shù)據(jù)，圖切剖面的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示.

圖1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程圖Fig.1 The flowchart of the overall structure

1.2 地質(zhì)剖面圖的構(gòu)建

本文具體技術(shù)路線如圖2所示，各階段做的具體研究任務(wù)如下.

（1）資料收集、數(shù)據(jù)整理、轉(zhuǎn)換：分析圖切剖面所需數(shù)據(jù)，并將所需數(shù)據(jù)整理、對(duì)于不是AcrGIS格式的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成AcrGIS數(shù)據(jù)格式.

（2）地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)建模：本系統(tǒng)采用了兩種不同的數(shù)據(jù)管理方式.第一種是利用ArcSDE和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理數(shù)據(jù)，將所需的60個(gè)地區(qū)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Geodatabase中，在oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)ArcSDE來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一訪問(wèn)和管理；第二種是利用Access和FileGeodatabase來(lái)管理數(shù)據(jù)，主用是利用源數(shù)據(jù)的Geodatabase格式，同時(shí)繼承了源數(shù)據(jù)的圖層編碼格式［16］.

圖2 圖切剖面技術(shù)路線.Fig.2 The technology flowchart of transverse cutting profile

（3）建立圖切剖面數(shù)據(jù)模型：針對(duì)已有的數(shù)據(jù)和預(yù)期達(dá)到的效果，進(jìn)行了圖切剖面概念模型、邏輯模型、計(jì)算數(shù)據(jù)模型、繪制數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［17］.

（4）生成地層線：根據(jù)三維地質(zhì)圖中的地層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造分布、地層分界線和地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定圖切剖面的地層分界線，將三維災(zāi)害地質(zhì)圖中的地層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造分布、地層分界線及其他地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的信息都傳遞給圖切剖面的地層分界線，使圖切剖面的地層線的傾斜角度、傾斜方向都具有一定的地質(zhì)信息.

（5）生成輔助要素：主要是地形線、圖切剖面的邊界線、坐標(biāo)軸等輔助表達(dá)要素的生成，這些都是根據(jù)圖切剖面的剖面線、DEM地表、剖面圖的主體確定的.

（6）生成地層面：有了圖切地質(zhì)剖面圖的線要素層sectionlinelayer上的地形線、底部線、剖面邊界線、地層分界線和災(zāi)害體邊界線，并且這些線組成了若干閉合的區(qū)域，那么就可以利用ArcGISEngine相關(guān)接口方法創(chuàng)建地層橫截面.

（7）屬性賦值，紋理填充：根據(jù)區(qū)域地質(zhì)圖圖示圖例國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在ArcGIS中自制一個(gè)具有所需線符號(hào)，巖性符號(hào)的圖例庫(kù)，進(jìn)行唯一值渲染，即可填充上線型或花紋.

（8）模板打?。褐饕ㄟ^(guò)調(diào)用ArcGIS Engine中IPageLayoutControl和IPrinter接口內(nèi)置的函數(shù)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn).

1.2.1 數(shù)據(jù)模型建立 本文建立了地層、地質(zhì)構(gòu)造、災(zāi)害體、圖切剖面的概念模型和邏輯模型，圖切剖面的計(jì)算數(shù)據(jù)模型和繪制模型［18］.其中最主要的圖切剖面邏輯模型如圖3所示，圖切剖面邏輯模型是在建立了地層邏輯模型和地質(zhì)構(gòu)造邏輯模型基礎(chǔ)上建立的，主要描述剖面圖主體（地層面、地層線、地層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造等）和其他輔助表達(dá)要素，圖切地質(zhì)剖面與地層的關(guān)系是組合關(guān)系，與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系是關(guān)聯(lián)關(guān)系，圖切剖面中的要素包括剖面圖主體、剖面名稱、坐標(biāo)軸、圖例.圖切地質(zhì)剖面計(jì)算數(shù)據(jù)模型只負(fù)責(zé)對(duì)地質(zhì)信息的抽象和計(jì)算，繪制數(shù)據(jù)模型則負(fù)責(zé)將計(jì)算數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化成屏幕上的圖形顯示出來(lái)，并且是能夠利用AE繪制的繪制數(shù)據(jù)模型，如圖4所示，圖切剖面的顯示需要依賴點(diǎn)、線、面要素的顯示.在利用災(zāi)害地質(zhì)立體圖繪制二維地質(zhì)剖面圖的過(guò)程中，需要調(diào)用圖切剖面點(diǎn)要素、線要素、面要素的繪制方法，線要素圖層里的線要素繪制主要指地層分界線、滑坡邊界線、斷層線及坐標(biāo)軸線的繪制；面要素圖層中面要素的繪制指地層橫截面、滑坡面的繪制；點(diǎn)要素圖層中點(diǎn)要素的繪制主要指標(biāo)注點(diǎn)的繪制.

圖3 圖切剖面邏輯模型Fig.3 The logic model of transverse cutting profile

圖4 圖切剖面繪制數(shù)據(jù)模型Fig.4 The drawing data model of transverse cutting profile

1.2.2 地層分界線生成 首先創(chuàng)建一個(gè)線圖層sectionLineLayer，并給該圖層創(chuàng)建字段Line－Type（線類型）、LeftType（線左邊地層類型）、RightType（線右邊地層類型）、視傾角、傾向，然后根據(jù)剖面線和區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)先后生成地層分界線、地表線、底部線、邊界線，最后利用IFeatureCursor、IFeatureBuffer、IFeature接 口 內(nèi) 置 的方法屬性將這些線添加到sectionLineLayer線圖層.

根據(jù)研究顯示的地區(qū)不同，從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取該地區(qū)的產(chǎn)狀、地層線、地層面和DEM.任意畫(huà)一條剖面線，利用ITopologicalOperator接口的ITopologicalOperator.Intersect方法拓?fù)淝蠼坏玫剿c地層邊界線、河流、斷層及其他災(zāi)害體邊界的交點(diǎn)point（x，y），再通過(guò)IRasterSurface.PutRaster、ISurface.GetElevation方法以及DEM地表柵格圖層就可給交點(diǎn)賦高程值得到該交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)point（x，y，z）.與此同時(shí)，對(duì)巖層產(chǎn)狀圖層進(jìn)行預(yù)處理，從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取產(chǎn)狀數(shù)據(jù)，將所有產(chǎn)狀要素以結(jié)構(gòu)Altitude形式表示出來(lái)，利用反距離加權(quán)差值法求得點(diǎn)point（x，y）的產(chǎn)狀信息，有了產(chǎn)狀信息即可知該點(diǎn)處的視傾角，這個(gè)視傾角的補(bǔ)角可賦給地層線的傾斜角度，在這里這不僅代表地層線周圍的產(chǎn)狀信息，又起到一個(gè)臨時(shí)容器的作用，把這個(gè)角度值傳給地層面的產(chǎn)狀.為時(shí)剖面圖更美觀、完整、清晰得表達(dá)，還要計(jì)算出剖面線走向，并顯示在剖面圖的右上角位置.

有剖面線及剖面線與地層線等在三維坐標(biāo)系中的交點(diǎn)，根據(jù)三維坐標(biāo)到二維坐標(biāo)，→X，Z→Y 轉(zhuǎn)換的原理，利用 ArcEngine接口ICurve3D.QueryPointAndDistance方法得到該交點(diǎn)映射到二維環(huán)境中的坐標(biāo)pt（x，y），二維剖面圖中的地層線有了傾角，和一個(gè)已知點(diǎn)（即點(diǎn)pt（x，y）），假定地層有一個(gè)厚度H，即可得到地層線，具體流程如圖5所示.現(xiàn)在剖面線被地層分界線、河流、滑坡分成了一段一段，每一段剖面線落在哪個(gè)地層或河流或?yàn)?zāi)害體上，需要對(duì)其進(jìn)行判斷，這里采用的方法是判斷每一段剖面線的中點(diǎn)落在哪一個(gè)地層面或河流或?yàn)?zāi)害體上，那么，這段剖面線就屬于什么地層類型，而將地層分界線添加到sectionLineLayer線圖層上時(shí)，其字段Li－neType（線類型）、LeftType（線左邊地層類型）、RightType（線右邊地層類型）、視傾角、傾向也就可以進(jìn)行賦值了，LineType很清楚是地層分界線，LeftType就是該地層分界線左邊的那段剖面線所屬的地層類型，RightType就是該地層分界線右邊的那段剖面線所屬的地層類型，視傾角和傾向就是從上述在point（x，y，z）交點(diǎn)處插值的產(chǎn)狀中得到的.

圖5 生成地層分界線流程圖Fig.5 The flowchart of generating stratigraphic boundary

1.2.3 地形線、坐標(biāo)軸生成 地形線是利用剖面線，DEM和AE相關(guān)接口得到的，根據(jù)三維坐標(biāo)到二維坐標(biāo)，→X，Z→Y轉(zhuǎn)換的原理，即可得到該點(diǎn)在二維剖面圖中對(duì)應(yīng)的地形線.

坐標(biāo)軸，獲取剖面圖線要素圖層的范圍（最大值、最小值），即可確定坐標(biāo)軸.

1.2.4 地層面生成 （1）創(chuàng)建地層面.有了地形線、底部線、剖面邊界線線和地層分界線，這些線都在圖切地質(zhì)剖面圖的線要素層section linelayer上，并且這些線組成了若干閉合的區(qū)域，那么就可以創(chuàng)建地層橫截面了，首先創(chuàng)建一個(gè)圖切地質(zhì)剖面的面要素圖層section polygon layer，同時(shí)給這個(gè)面要素圖層中的面要素類創(chuàng)建自定義的字段屬性地層類型（GeoType）、角度、傾向，然后利用ArcEngine創(chuàng)建要素的接口IFeature Construction的方法Construct Polygons From Features From Cursor即可創(chuàng)建剖面圖中的面要素圖層中的地層橫截面要素，然后給地層橫截面的屬性字段賦值.（2）給地層面賦予相應(yīng)的名稱及產(chǎn)狀.取圖切地質(zhì)剖面的線要素圖層中的線要素類和面要素圖層中的面要素類，也就是一個(gè)個(gè)取出地層分界線和地層橫截面，判斷面線鄰接，將地層線的產(chǎn)狀屬性傳給與它鄰接的面.假設(shè)有n條地層線，m個(gè)Polygon，先取第一條地層線，將所有的面遍歷，判斷是否和該線鄰接，如鄰接則放在容器list Polygon Features中.然后對(duì)容器中的元素賦值，再取第二條地層線，同樣遍歷所有的面，判斷面是否與該線鄰接，如臨接，則放容器中，等待賦值.按此方法，依次判斷第三條、第四條，……直至最后一條，判斷出該地層面與哪兩個(gè)地層分界線鄰接，然后給面賦值，對(duì)于list Polygon Features中的元素，只需判斷它在線的左側(cè)還是右側(cè)，具體算法是如果線的外包盒的最小X坐標(biāo)值大于面的外包盒的最小X坐標(biāo)值或者線的外包盒的最大X坐標(biāo)值大于面的外包盒的最大X坐標(biāo)值，那么面在線的左邊，否則面在線的右邊.如在左側(cè)，就把線左邊的產(chǎn)狀信息賦給面；如在右側(cè)，就把線右邊的產(chǎn)狀信息賦給面.給地層面賦值的流程如圖6所示.

圖6 給面賦值流程圖Fig.6 The flowchart of assigning the polygon

1.2.5 巖性符號(hào)填充 最后是對(duì)圖切地質(zhì)剖面圖的各種線要素進(jìn)行渲染和對(duì)地層橫截面進(jìn)行巖性花紋填充，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)圖圖示圖例國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在ArcGIS中自制一個(gè)通用、開(kāi)放的圖例庫(kù)PMT.style，其中的Line Symbols是線符號(hào)，如圖7所示（底部線是沒(méi)有顏色的線），F(xiàn)ill Symbols是巖性符號(hào)如圖8所示.符號(hào)庫(kù)制作完畢，再利用ArcGIS自帶的轉(zhuǎn)換工具M(jìn)ake Server Style Set將PMT.style轉(zhuǎn)換為PMT.Server Style，以備編程代碼調(diào)用，具體調(diào)用代碼如下：string strPath＝EvirSetting.Setting.AppSettting＋"＼＼PMT.Server－Style"；／strPath為PMT.ServerStyle所存儲(chǔ)的路徑 ISymbol psymbol＝ （ISymbol）LoadSymbol（strPath，strValue，"Fill Symbols"）；／／strValue為填充的線或面要素的名稱，F(xiàn)ill Symbols為填充的符號(hào)的類型，這里這個(gè)參數(shù)只用到了“Line Symbols”、“Fill Symbols”這兩種.

在圖例庫(kù)中遍歷各種類型的各種符號(hào)，獲取對(duì)應(yīng)名稱的符號(hào)，然后進(jìn)行唯一值渲染，即可填充上線型或花紋.

圖7 線符號(hào)Fig.7 Line symbols

圖8 面的填充符號(hào)Fig.8 Filled symbols of polygons

1.2.6 圖面打印 圖切剖面的圖面打印通過(guò)調(diào)用ArcGIS Engine中IPage Layout Control和IPrinter接口內(nèi)置的函數(shù)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖9所示.IPage Layout Control.Printer用于連接打印機(jī)，IPage Layout Control.Page用于連接跟該控件相關(guān)的頁(yè)面.IPrinter.Driver Name用于指定驅(qū)動(dòng)名稱，IPrinter.Does Driver Support Printer用用于判斷用于打印的打印機(jī)是否被驅(qū)動(dòng)支持，IPrinter.StartPrinting用于開(kāi)始打印，IPrinter.Finish Printing用于結(jié)束打印.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以三峽庫(kù)區(qū)楊老山地區(qū)為例，如圖10所示，在基于ArcGlobe開(kāi)發(fā)的三維環(huán)境中任意畫(huà)出一條剖面線，自動(dòng)由圖生成一幅該剖面線切出的地質(zhì)剖面圖，如圖11所示，其中有地表線、地層線、底部線和其他輔助線，兩種不同的花紋之間是地層線，不同的花紋代表不同的地層產(chǎn)狀信息，圖12所示是切出的剖面圖的局部放大圖.實(shí)踐證明該算法依據(jù)專家知識(shí)規(guī)則，具有顯著的合理性，且圖切剖面步驟簡(jiǎn)單，只需畫(huà)一條剖面線就可自動(dòng)切剖面，其它軟件由人工進(jìn)行的提取所需數(shù)據(jù)、繪剖面各要素、花紋填充等步驟在這里完全由程序進(jìn)行，使得圖切剖面的速度更快、步驟更簡(jiǎn)單、操作更方便，該功能實(shí)現(xiàn)模塊具有較高推廣和實(shí)用價(jià)值.

圖10 在三維環(huán)境中畫(huà)一條剖面線Fig.10 Drawing a section line in three－dimensional environment

3 結(jié)論

比起目前具有圖切剖面功能的應(yīng)用軟件，本文研究的災(zāi)害地質(zhì)立體圖圖切剖面功能具有如下優(yōu)點(diǎn).

圖11 圖10對(duì)應(yīng)的地質(zhì)剖面圖Fig.11 The geological profile corresponding to Fig.10

圖12 圖11的局部放大圖Fig.12 Enlarged map of the Fig.11

（1）操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)圖切剖面.由于設(shè)計(jì)的目標(biāo)就把紛繁復(fù)雜的地質(zhì)知識(shí)規(guī)則分析、計(jì)算交給了程序，用戶只需在所需數(shù)據(jù)存在的前提下，在想要研究的區(qū)域畫(huà)一條剖面線，就可實(shí)現(xiàn)圖切剖面，不需要處理數(shù)據(jù)、修飾圖面之類的.其他軟件的圖切剖面過(guò)程中，處理數(shù)據(jù)最為繁瑣，對(duì)于一個(gè)不了解圖切剖面原理的用戶來(lái)說(shuō)，甚至不知道如何處理，處理成什么樣子才能達(dá)到圖切剖面所需數(shù)據(jù)的效果.

（2）更適用于災(zāi)害地質(zhì)研究.其他軟件的圖切剖面都是依賴鉆孔數(shù)據(jù)、槽探數(shù)據(jù)等，所以系統(tǒng)通用性不強(qiáng)，在災(zāi)害地質(zhì)預(yù)測(cè)防治方面的研究，這些數(shù)據(jù)不存在，那么圖切剖面分析就進(jìn)行不了.而在本文研究的圖切剖面中，利用勘查工程、地層地貌、工程地質(zhì)巖組、構(gòu)造、地層產(chǎn)狀、災(zāi)害體信息實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害地質(zhì)立體圖圖切剖面.

（3）災(zāi)害地質(zhì)立體圖圖切剖面功能通用性比較強(qiáng)，對(duì)于不同地區(qū)，只要具備數(shù)據(jù)，同樣適用，當(dāng)剖面線跨越兩個(gè)甚至多個(gè)地區(qū)時(shí)仍能切出相應(yīng)的剖面圖.而其他軟件的圖切剖面針對(duì)具體的某一區(qū)域或某幾個(gè)特定的鉆孔可以正確地構(gòu)建圖切剖面，而對(duì)其它區(qū)域甚至其它任意鉆孔，便不能自動(dòng)生成正確的剖面圖.

［1］方世明，吳沖龍，劉 剛，等.基于GIS的地質(zhì)圖圖切剖面計(jì)算機(jī)輔助編繪［J］.中國(guó)地質(zhì)，2002，21（4）：440－444.

［2］鄒云翔.礦山地質(zhì)剖面繪制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究［D］.中南大學(xué).2010.

［3］百度百科.http：／／baike.baidu.comview2461798.htm.

［4］朱 瑩，劉學(xué)軍，陳鎖忠.基于GIS的地質(zhì)剖面圖自動(dòng)繪制軟件的研究［J］.南京師大學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，30（4）：104－108.

［5］張 凱，何 英.如何使用AutoCAD2004編制圖切剖面圖［J］.貴州地質(zhì)，2007，24（2）：161－164.

［6］朱永紅，周 勇，鄧萬(wàn)進(jìn)，等.南方CASS和MAPGIS精確編制剖面圖的方法［J］.貴州地質(zhì)，2006，23（2）：56－161.

［7］陳嶷瑛，武 強(qiáng)，關(guān)文革.基于地質(zhì)體智能識(shí)別的剖面圖自動(dòng)繪制研究［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2008，18（10）：233－236.

［8］劉 杰，梁立恒，王海鵬.MapGIS下圖切地質(zhì)剖面自動(dòng)繪制方法探究［J］.測(cè)繪與空間地理信息，2009，32（5）：52－54.

［9］宋光浩.MAPGIS格式地形圖圖切剖面繪制的又一種方法［J］.貴州地質(zhì)，2009，26（1）：75－78.

［10］方世明，劉 剛，趙溫霞，等.地質(zhì)圖切剖面圖中褶皺構(gòu)造的計(jì)算機(jī)輔助編繪［J］.地質(zhì)與勘探，2002（3）：52－54.

［11］唐春艷，王玉蘭，彭繼兵，等.地質(zhì)剖面圖自動(dòng)繪制方法［J］.世界地質(zhì)，2004，23（4）：348－353.

［12］毛啟明.地質(zhì)圖三維可視化研究與實(shí)現(xiàn)［D］.杭州：浙江大學(xué)，2006.

［13］高明忠，謝和平，李 洪，等.基于GIS的地質(zhì)剖面圖形生成技術(shù)［J］.巖土力學(xué)，2006，27（10）：1791－1794.

［14］吳沖龍.資源信息系統(tǒng)教程［M］.地質(zhì)出版社，2004.

［15］劉志峰.基于GeoView三維平臺(tái)的任意剖面圖生成技術(shù)研究與應(yīng)用［D］.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢），2008.

［16］中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)［S］.2006，12.

［17］陳國(guó)旭，吳沖龍，張夏林，等.三維地質(zhì)建模與地礦勘察圖件編制一體化方法研究［J］.地質(zhì)與勘探，2010，46（3）：542－546.

［18］李蒙文，趙財(cái)勝，鄭榕芬，等.勘探線剖面圖三維坐標(biāo)與剖面圖二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算方法［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，35（6）：818－822.