Mapgis 在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用與新進(jìn)展

袁 鵬

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西 南昌 330052）

Mapgis 的主要功能包括數(shù)據(jù)采集與編輯、空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、數(shù)據(jù)輸出等，通過這些功能可以從原始數(shù)據(jù)中提取實(shí)體數(shù)據(jù)。也可用于空間疊加分析，以及各種實(shí)體的屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]。因此，它被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、礦產(chǎn)資源、城市規(guī)劃、測(cè)繪、土地管理等領(lǐng)域。成為每個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)的重要工具。

1 MAPGIS的主要特點(diǎn)

（1）圖形輸入操作方便，可靠，能滿足各方面的需要。MAPGIS 有多種輸入方式，如數(shù)字化儀和掃描輸入。它可以自動(dòng)跟蹤線段、調(diào)整節(jié)點(diǎn)、剪切和延伸線段以及自動(dòng)生成多邊形拓?fù)?。通過對(duì)拉深變形的非線性修正和誤差的自動(dòng)檢測(cè)，可以簡(jiǎn)化繪圖的輸入操作。

（2）具備了MAPCAD 全部功能，Mapgis 可以制作出高精度地圖。

（3）高效的多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Mapgis 的數(shù)據(jù)庫是內(nèi)置數(shù)據(jù)庫，訪問效率高，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可動(dòng)態(tài)定義。數(shù)據(jù)類型可以是圖像、地圖、聲音和視頻，也可以制作多媒體電子地圖。

（4）圖形和圖像的混合結(jié)構(gòu)。MAPGIS 不僅可以處理圖形數(shù)據(jù)，還可以對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)和航空影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。二者可以相互疊加，遙感圖像可以用來編輯地圖或制作圖像地圖。

（5）空間分析和查詢功能。它包括空間分析功能，還可以生成彩色等值線圖、網(wǎng)格立體圖、等值線圖、疊加分析圖等三維圖形。

（6）數(shù)據(jù)的交換性，可以接受通用GIS 軟件的數(shù)據(jù)文件也可以提供清晰的代碼格式的數(shù)據(jù)交換文件。這樣交換不僅包括圖形數(shù)據(jù)的坐標(biāo)和參數(shù)，還包括圖形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

（7）提供了可開發(fā)的數(shù)據(jù)庫，方便二次開發(fā)。

總體來看，中外學(xué)者們已經(jīng)注意到思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的作用和應(yīng)用，也進(jìn)行了相關(guān)研究。不過，相對(duì)而言，大家對(duì)思維導(dǎo)圖在學(xué)習(xí)者個(gè)體差異方面的作用探究仍然不足。因此，筆者擬對(duì)思維導(dǎo)圖在英語學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格方面的作用作一闡述。[9]具體而言，筆者認(rèn)為若能善加利用，思維導(dǎo)圖不僅是一項(xiàng)有效的教學(xué)策略和學(xué)習(xí)策略，也是拓展學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格，解決與教學(xué)風(fēng)格相匹配問題的最佳策略。

2 Mapgis制圖主要步驟與技巧

2.1 準(zhǔn)備工作

對(duì)底圖進(jìn)行掃描，生成柵格圖像。紙質(zhì)，手工編制的底圖存在一定變形，在掃描前，確保底圖平整。以減小后續(xù)工作的誤差，提高成圖的精準(zhǔn)度。

2.2 鑲嵌配準(zhǔn)

主要是圖像與圖形，圖像與圖像之間的配準(zhǔn)。將掃描后的圖像與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)圖形配準(zhǔn)?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)圖形一般是標(biāo)準(zhǔn)圖框。確保圖像圖形都在同一的坐標(biāo)系下。在配準(zhǔn)的過程中，以光柵圖件為校正對(duì)象。以標(biāo)準(zhǔn)圖框文件為參照文件，打開數(shù)據(jù)輸入，鑲嵌融合，裝入校正圖像之后，刪除所有的控制點(diǎn)。首選標(biāo)準(zhǔn)框的四個(gè)角為控制點(diǎn)進(jìn)行校正。其次是公里網(wǎng)的交叉點(diǎn)作為校正目標(biāo)點(diǎn)。所選點(diǎn)布局要均勻，有代表性?？刂泣c(diǎn)加完后，要校正預(yù)覽。

2.3 編輯輸入

對(duì)柵格圖像，通過矢量化確定各個(gè)圖形中的元素。矢量化有交互跟蹤方法。點(diǎn)，線，面圖元編輯是制圖中不可缺少的過程。編輯輸入可以提高矢量化后的精度，豐富圖形的表達(dá)力。點(diǎn)編輯是符號(hào)，注釋，注記，代號(hào)等。線編輯是線輸入，線連接，線延長(zhǎng)縮短，線參數(shù)編輯等。在采集單線元素時(shí)，要注意方向。在繪制水利工程時(shí)，要注意元素重疊，線共邊性。面編輯是根據(jù)地質(zhì)圖統(tǒng)一的色標(biāo)修改區(qū)參數(shù)來完成的?；【€是線的派生，是面的邊界。很大程度上與線編輯相同。色彩可以豐富地質(zhì)內(nèi)容，突出主題。在配色時(shí)，要兼顧到顏色光亮，飽和度，突現(xiàn)視覺效果[2]。

2.4 誤差校正

在作圖時(shí)，有時(shí)候會(huì)用到誤差校正系統(tǒng)。打開或新建控制點(diǎn)文件。裝入需要校正圖形文件，設(shè)置控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)值類型為實(shí)際值，選擇控制點(diǎn)所在的文件，在圖上采集控制點(diǎn)的實(shí)際值；然后從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件中采集理論值[3]。設(shè)置校正參數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)文件校正。以保證校正文件的質(zhì)量和精度。

在校正的過程中，控制點(diǎn)應(yīng)均勻分布。若圖件較大，精度要求高，選擇的控制點(diǎn)就多。對(duì)地質(zhì)圖一般選擇三角點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)和經(jīng)緯網(wǎng)交點(diǎn)作為控制點(diǎn)。

2.5 圖形輸出

利用Mapgis 的輸出文件格式，在大型繪圖儀上噴繪彩色地質(zhì)圖。光柵輸出：自動(dòng)分色光柵化，輸出到靜電或噴墨繪圖儀；報(bào)表輸出：可以方便構(gòu)造各種報(bào)表，并在表內(nèi)隨意編文字。輸出到打印機(jī)：根據(jù)用戶所選的幅面和參數(shù)，自動(dòng)分色，處理，轉(zhuǎn)換，生成postscript 文件[4]等。

2.6 制圖過程中的技巧

（1）字符串的替換，化繁為簡(jiǎn)。我們可以用簡(jiǎn)單的符號(hào)來代表復(fù)雜的符號(hào)。點(diǎn)編輯字符串替換功能。免去交替轉(zhuǎn)換軟鍵盤輸入操作。這樣可以縮短工時(shí)，提高效率。

3 Mapgis在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

3.1 在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

原始勘探數(shù)據(jù)可以在Mapgis 空間數(shù)據(jù)庫中高效存儲(chǔ)。Mapgis 可以有效編輯，管理地質(zhì)圖，實(shí)現(xiàn)圖形與其數(shù)據(jù)屬性關(guān)聯(lián)。其可繪制柱狀圖。用空間數(shù)據(jù)庫，Mapgis 可以自動(dòng)繪制剖面圖和等值線圖。用Mapgis 建立礦產(chǎn)資源空間數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)圖形及其相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成管理。用地質(zhì)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型可以很好模擬開采境界和品位優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)境界動(dòng)態(tài)的圈定。資源管理的基礎(chǔ)是資源儲(chǔ)量和品位管理。用Mapgis 進(jìn)行資源管理，實(shí)現(xiàn)資源儲(chǔ)量自動(dòng)快速計(jì)算，分析，表達(dá)，動(dòng)態(tài)管理，反應(yīng)資源數(shù)量和分布情況，確保資源合理開發(fā)和充分利用。

3.2 在國土調(diào)查監(jiān)測(cè)中應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)地質(zhì)和耕地土壤酸化治理、耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查評(píng)價(jià)、土壤改良、耕地安全利用等方向都離不開Mapgis 協(xié)助。比如：宜豐縣酸化耕地治理與耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查項(xiàng)目。

在第二次污染物普查中，可用Mapgis 協(xié)助統(tǒng)計(jì)管理，各類污染源數(shù)量，地區(qū)分布情況，建立污染源數(shù)據(jù)庫和環(huán)境統(tǒng)計(jì)平臺(tái)。對(duì)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，和生態(tài)文明建設(shè)有重要意義。

Mapgis 的數(shù)據(jù)庫可用于水資源清算，反應(yīng)水資源分布情況，為合理利用和保護(hù)水資源提供依據(jù)。

3.3 在工程地質(zhì)中應(yīng)用

巖土工程與國民生產(chǎn)生活息息相關(guān)。在處理基樁，基坑，堤壩，滑坡都離不開Mapgis。其在坐標(biāo)定位實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)邊坡空間失穩(wěn)破壞的現(xiàn)象，采用Mapgis 空間數(shù)據(jù)和DTM 分析功能，計(jì)算邊坡失穩(wěn)確定性系數(shù)，進(jìn)行滑坡因子敏感性分析，得出滑坡發(fā)生概率與敏感性因子的關(guān)系[6]。這是一種防預(yù)，治理滑坡較為簡(jiǎn)便而實(shí)用的方法。

3.4 在環(huán)境生態(tài)修復(fù)與綠色礦山建設(shè)中的應(yīng)用

開發(fā)礦產(chǎn)資源，通常對(duì)環(huán)境破壞很大。我們要對(duì)礦區(qū)及周邊環(huán)境的擾動(dòng)控制在環(huán)境可控制的范圍內(nèi)。Mapgis 可以很好地統(tǒng)籌解決環(huán)境，綠色礦山問題。

（1）礦山環(huán)境影響評(píng)價(jià)：礦山資源開發(fā)后引發(fā)一系列環(huán)境問題。一般土地破壞最為嚴(yán)重。Mapgis 在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中應(yīng)用比較成熟。通過建立EGIS 可評(píng)價(jià)礦區(qū)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響。通過建立Mapgis 緩沖區(qū)可以評(píng)價(jià)環(huán)境污染范圍。

（2）環(huán)境和土地復(fù)墾規(guī)劃：Mapgis 用于科學(xué)的環(huán)境規(guī)劃。確定環(huán)境治理措施的合理布局。建立基于Mapgis 的土地復(fù)墾信息系統(tǒng)，可動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)在與未來礦區(qū)土地覆蓋變化，對(duì)未來土地復(fù)墾后景觀進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬。從而有效的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)環(huán)境生態(tài)修復(fù)和綠色礦山建設(shè)。

4 結(jié)論

4.1 Mapgis 的應(yīng)用現(xiàn)狀

其功能強(qiáng)全，具有完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理，制圖功能齊全。有數(shù)據(jù)交換接口，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。誤差校正提供了準(zhǔn)確的校正方法，使精準(zhǔn)度滿足生產(chǎn)科研要求。Mapgis 改進(jìn)現(xiàn)狀。

（1）在線編輯中缺少刪除點(diǎn)，刪除連接線功能。只能用靠近線，結(jié)點(diǎn)平差和縮短線功能進(jìn)行操作。這使得繪圖工作有些礙手礙腳。連線功能的局限性，使得作圖步驟有些枯燥，單調(diào)。

（2）拓?fù)湎到y(tǒng)不齊全，自動(dòng)化程度不高。不能自動(dòng)的按層或標(biāo)識(shí)點(diǎn)進(jìn)行成批地拓?fù)涮幚?，還要靠人工建立拓?fù)潢P(guān)系來成圖。這降低了作圖效率。拓?fù)潢P(guān)系成圖方法有待改進(jìn)。

（3）在圖形裁剪的過程中，對(duì)點(diǎn)，面考慮不周全。點(diǎn)，面等數(shù)據(jù)被裁剪的以后，存在丟失和被破壞的現(xiàn)象。

（4）矢量化工作冗繁，智能掃描矢量化不能很好的對(duì)圖形要素進(jìn)行識(shí)別。對(duì)原圖提高分辨率識(shí)別，或增加色彩的對(duì)比度，來提高矢量化的精準(zhǔn)度。近年來，有相關(guān)的矢量化插件出現(xiàn)，可能會(huì)提高矢量化自動(dòng)化，精準(zhǔn)程度。無疑對(duì)繪圖者減輕工作量帶來技術(shù)性變化。

4.2 Mapgis 的發(fā)展

Mapgis 開發(fā)利用使其更加廣泛應(yīng)用于科研生產(chǎn)中，在社會(huì)生活和國民經(jīng)濟(jì)中普遍見到其身影，并占舉足輕重的位置。

4.3 Mapgis 開發(fā)分類

API 函數(shù)開發(fā)以C 語言為編程工具，衍生了一些Mapgis 副產(chǎn)品。豐富了Mapgis 有關(guān)使用功能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；MFC 開發(fā)針對(duì)VC 使用者，MFC 也豐富了圖形圖像編輯功能，色彩顯示功能。其開發(fā)的產(chǎn)品功能與Mapcad 大部分功能極為相似[7]；CoM 組件與ActiveX 控件，實(shí)現(xiàn)功能重用和代碼利用率高[8]。

4.4 Mapgis 開發(fā)應(yīng)用情況

（1）section 研發(fā)和使用。這方面廈門閩礦科技有限公司地質(zhì)勘查院做出了杰出的貢獻(xiàn)。因?yàn)樵谄拭鎴D，柱狀圖，輔助工具，DXF 轉(zhuǎn)Mapgis 的功能，及數(shù)據(jù)庫的補(bǔ)充研發(fā)，所以Mapgis 使用界面得到簡(jiǎn)化，操作步驟變的又快捷又準(zhǔn)確。所繪制的圖紙精確度能上升到新的水平。這款性能出色軟件在地質(zhì)行業(yè)中變得家喻戶曉。是地質(zhì)工作者制圖不可分離的好幫手。

（2）GeoIPAS,跨平臺(tái)金維地學(xué)信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)。它是新疆烏魯木齊金維圖文信息科技有限公司研發(fā)。包括了數(shù)據(jù)預(yù)處理，重磁，電法，化探，數(shù)字地質(zhì)，水文地質(zhì)，圖形圖像，三維圖像等功能。它使用了Mapgis 平臺(tái)結(jié)構(gòu)框架，極大豐富了Mapgis 使用功能，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理作圖的工作。尤其是GeoIPAS的使用，使得物化探工作達(dá)到質(zhì)的飛越。

（3）地質(zhì)柱狀圖制作獨(dú)立插件，例如zkperson,這完全是Mapgis 旗下的子產(chǎn)品。借助于Mapgis 平臺(tái)，其使得鉆孔圖制作工作大大簡(jiǎn)化，整個(gè)鉆探工作得到數(shù)字化管理，因而提高了作圖準(zhǔn)確度和工作效率。我們可以運(yùn)用Mapgis 的強(qiáng)大研發(fā)編程功能和再次開發(fā)系統(tǒng)為其增添新的活力，使其廣泛應(yīng)用于科研生產(chǎn)領(lǐng)域。根據(jù)Mapgis 發(fā)展的趨向，我們?cè)诘刭|(zhì)礦產(chǎn)，土地管理，物化探，工程水文，城市規(guī)劃，智能化，遙感，網(wǎng)絡(luò)共享方面繼續(xù)研發(fā)完善。使得Mapgis 研發(fā)應(yīng)用得到更廣闊的發(fā)展。