計算機在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

宋月明

計算機在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

宋月明

【摘要】隨著科技的發(fā)展，地質(zhì)工作里很多繁瑣的工作都可以依靠計算機完成，地質(zhì)工作者需要利用計算機的各種技術(shù)實現(xiàn)正確的設(shè)計、勘探等方面的工作，在此過程中，應(yīng)用各種工程圖件和現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)，例如計算機、通信、地理信息、測繪等方面的技術(shù)，能夠讓地質(zhì)工作邁入計算機領(lǐng)域，而且專業(yè)類繪圖軟件在地質(zhì)工作里顯現(xiàn)出其優(yōu)越性。

【關(guān)鍵詞】計算機；地質(zhì)工作；應(yīng)用

計算機的很多技術(shù)在地質(zhì)工作中都有廣泛應(yīng)用。例如一些繪圖軟件對地質(zhì)工作有很強的指導(dǎo)性，另外計算機中的數(shù)據(jù)庫也可以應(yīng)用在地質(zhì)工作里，再加上計算機在地質(zhì)工作中的應(yīng)用也可以實現(xiàn)公司的現(xiàn)代化經(jīng)營管理。這些都證明計算機已經(jīng)成為地質(zhì)工作里的必要手段。本文將就計算機在地質(zhì)工作里的各種應(yīng)用進行闡述分析。

一、地質(zhì)工作中數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

（一）建立管理系統(tǒng)

地質(zhì)工作者工作時，通常需要大量的地質(zhì)信息，并且要對這些地質(zhì)數(shù)據(jù)有效存儲，以便于科學(xué)的研究和分析這些數(shù)據(jù)，而這些都需要數(shù)據(jù)庫的建立。目前我國地質(zhì)工作領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫主要有影像、屬性、圖形等方面的，其管理系統(tǒng)一般使用水平或垂直兩種斷面法對地質(zhì)環(huán)境計算分析。例如，計算金屬元素的含量或礦石量，同時按月度、季度、年度等方式匯總統(tǒng)計，并且編制相應(yīng)數(shù)據(jù)報表，從而能夠高效查找和管理這些龐大的地質(zhì)數(shù)據(jù)。再者可以將數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)，迅速制作一些相對復(fù)雜的表頭，或是借助公式直接生成表格。最后，可以使用管理系統(tǒng)計算地質(zhì)工作里的相關(guān)參數(shù)，對重要數(shù)據(jù)進行計算以及統(tǒng)計，或是繪制地質(zhì)的素描圖、鉆孔的孔柱圖等等。

地質(zhì)信息的管理系統(tǒng)能進行數(shù)據(jù)計劃編制、計算、研究，從根本上提高傳統(tǒng)地質(zhì)管理工作的水平。對地質(zhì)管理系統(tǒng)的主要組成部分進行劃分，其涉及到影像、屬性和圖像的數(shù)據(jù)庫等。

（二）計算機數(shù)字制圖流程

1.準(zhǔn)備和編輯數(shù)據(jù)

此階段是對特定范圍內(nèi)不同比例、不同來源的地形圖、地質(zhì)的剖面圖和表層的地質(zhì)圖等做好充足的準(zhǔn)備工作。對于這一階段工作而言，要遵循特定的規(guī)則選擇編圖資料，有效的組織圖中的各要素，重點關(guān)注不同標(biāo)記符號、線條間的關(guān)系和影響，如此一來，圖像不但能夠準(zhǔn)確反映地質(zhì)構(gòu)造間的關(guān)系，而且能夠正確表達(dá)出此區(qū)域地質(zhì)變化史。此階段的工作質(zhì)量直接影響最終數(shù)字制圖的進程和質(zhì)量。

2.數(shù)據(jù)數(shù)字化

此階段需要掃描大量地形圖，實現(xiàn)地形圖矢量化。原有手扶圖像的數(shù)字化技術(shù)雖然比較成熟，但操作過程緩慢，勞動強度大，無法適應(yīng)大量信息輸入的要求。對此，采用掃描輸入法，使其完成數(shù)據(jù)的矢量化，并且分層編輯對應(yīng)地理地圖，最終確保數(shù)據(jù)數(shù)字化進程。

3.地質(zhì)圖制作

此階段的前提是地形圖的數(shù)字化，之后對其進行編輯繪制。在偏遠(yuǎn)地區(qū)中，實現(xiàn)機助連圖是不切實際的，所以對于這種特殊情況，可以進行實地填圖，編輯好原圖后再進行矢量化掃描處理工作。

4.數(shù)據(jù)處理

地質(zhì)工作者進行數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)從繪制地形圖的精度需要方面著手，同時避免不同階段和環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)的誤差。其中控制點誤差、對角線誤差和圖形廓邊誤差應(yīng)被重點關(guān)注。地質(zhì)工作的制圖誤差可能由三個方面的因素導(dǎo)致：第一，操作人員人工誤差。第二，原圖變形誤差。第三，數(shù)字化的設(shè)備誤差。這些誤差隨圖形的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化深入計算機的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，最終影響數(shù)字化的制圖質(zhì)量。對此，我們需要時刻關(guān)注這些誤差，及時發(fā)現(xiàn)問題并加以修正，并在特定位置設(shè)定誤差的控制點，進而對全圖有效校正。校正工作應(yīng)多次進行，最終確保圖像精度符合工程要求。

5.建立數(shù)圖符號庫

建立數(shù)圖符號庫，能用特定符號表示圖像中的水質(zhì)層、礦產(chǎn)、地質(zhì)構(gòu)造及各種地形，從而使查閱圖像方便快捷。

6.圖像拓?fù)湓靺^(qū)

圖像線編輯后，利用拓?fù)潢P(guān)系自動形成相應(yīng)區(qū)域。對不同區(qū)域填色時，第一，要選擇合適的色層，借助于調(diào)百分比含量的方法編輯專色和色標(biāo)，確保地形圖件的辨認(rèn)和精度達(dá)到要求。第二，圖幅選色時，要從地質(zhì)圖的用色統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行選擇。例如，用不同的深淺表示地質(zhì)體新老程度的不同；用深顏色表示狹窄地質(zhì)體和小面積地質(zhì)體，從而提高視覺效果；暖色調(diào)表示重點地質(zhì)構(gòu)造，冷色調(diào)表示非重點地質(zhì)構(gòu)造。第三，色層選定后，利用圖幅地質(zhì)的版線文件，對各水域和地質(zhì)內(nèi)容填上對應(yīng)的網(wǎng)紋和顏色，建立各要素間拓?fù)潢P(guān)系。進行拓?fù)湓靺^(qū)時，需要注意將各方面統(tǒng)一，使圖內(nèi)外的要素能夠?qū)?yīng)。

7.校驗輸出圖幅

圖像成圖的關(guān)鍵步驟是圖幅校驗，因此整個制圖過程都要嚴(yán)格按規(guī)范檢驗，對所有階段檢查校對并及時在計算機上反饋修改。經(jīng)過多次校對檢查確保制圖中的所有工作都正確，然后處理并在儀器上面輸出樣圖，最終獲得可靠準(zhǔn)確的圖幅。

二、地質(zhì)工作中計算機繪圖軟件的應(yīng)用

（一）應(yīng)用suffer軟件

suffer繪圖軟件在二三維數(shù)據(jù)及圖像顯示上功能強大。suffer軟件功能主要有七個：第一，suffer繪圖軟件能夠提供很多數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化方法，能夠?qū)ζ鋽?shù)據(jù)進行函數(shù)、圓滑等轉(zhuǎn)換和計算；第二，suffer軟件可人為改變圖比例，并對圖加圖例、標(biāo)題、標(biāo)記等；第三，suffer軟件采用體積計算和自由旋轉(zhuǎn)的方法，呈現(xiàn)三維形式的立體表面；第四，軟件自帶電子表格，處理原始數(shù)據(jù)有優(yōu)勢；第五，數(shù)字化的處理和人工讀取數(shù)據(jù)，并且將實測所得三維數(shù)據(jù)變成網(wǎng)格數(shù)據(jù)，以便分析計算；第六，suffer繪圖軟件將腳本語言提供給用戶，用戶通過腳本語言控制軟件并在其他程序里調(diào)用其繪圖功能；第七，軟件提供各種格式的輸出輸入接口，方便數(shù)據(jù)和文件交流。

（二）應(yīng)用MATLAB軟件

MATLAB軟件容易進行人工調(diào)整，能夠客觀反映出地質(zhì)問題和現(xiàn)象，且能夠分析出相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。它能夠繪制二維的柱狀圖、餅狀圖、面積圖、直方圖等，也能繪制出三維的曲面圖、網(wǎng)格圖和等值線圖等。在三維繪圖時，通過調(diào)用camera屬性設(shè)定圖形觀察的目標(biāo)點等進行設(shè)定，從而實現(xiàn)圖形縮放和按任意角度旋轉(zhuǎn)?；蛘咄ㄟ^工具欄中insert添加地質(zhì)點的標(biāo)號、孔號等文本，還可以進行文字說明和標(biāo)高等。還可以添加勘探線、剖面線及各種斷線，然后添加方位的標(biāo)注。另外，通過edit實現(xiàn)圖形旋轉(zhuǎn)、粘貼、剪切、復(fù)制等操作。而且為了規(guī)范，人們可以對文本字體、字號、線寬、網(wǎng)格線的類型等進行調(diào)整。

一般情況，地質(zhì)的工程點是以離散數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來的。因此調(diào)用函數(shù)griddata和linspace處理數(shù)據(jù)。另外，為了繪制不同比例的圖件，人們可以調(diào)用xlim和set函數(shù)調(diào)整刻度范圍和刻度線的間距。

（三）應(yīng)用AutoCAD軟件

以AutoCAD軟件在我國某煤礦中的應(yīng)用為例，AutoCAD軟件需要進行四方面工作：第一，繪制巷道。首先輸入導(dǎo)線點的坐標(biāo)，使用point命令，依據(jù)井下的實測坐標(biāo)漸入x與y。錄入完導(dǎo)線點后，用直線連接這些點。然后，依據(jù)真實情況，如導(dǎo)線點和巷道兩側(cè)距離，使導(dǎo)線點的連線偏移，進而得出巷道兩幫。最后，刪掉連線，使用文本命令，標(biāo)出標(biāo)高、點號，巷道繪制工作就完成了。

此外，AutoCAD軟件還可以進行斷層和煤厚點的繪制工作和填充圖案工作等等。

三、結(jié)束語

近年來，地質(zhì)工作里計算機的應(yīng)用十分廣泛。地質(zhì)信息的數(shù)據(jù)庫可以幫助我們高效的采集、查詢地質(zhì)信息，從而實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化的管理和經(jīng)營。另外，隨著地質(zhì)工程設(shè)計、建模和計算機中繪圖軟件的二次開發(fā)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我們可以利用計算機對地質(zhì)勘查等工作情況進行實時監(jiān)測，然后使三維圖像圖形自動生成，為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供準(zhǔn)確科學(xué)的依據(jù)。隨著suffer和MATLAB等軟件不斷的發(fā)展，我國地質(zhì)工作的信息自動化建設(shè)將會取得更佳的成績。

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