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2013-07-16 by:cad软件应用培训中心 来源:仿真在线
AutoCAD实测地质剖面数字成图技术(一)
地质行业,尤其是区域地质调查、矿产勘查等工作,需要对野外实测的地质数据进行大量繁杂的计算,并绘制成各种成果图件,单纯依靠手工操作将耗费大量的人力和时间,不但所绘图件精度不高,而且成果图件的信息更新及资料保存也是一个很大的问题。笔者采用Microsoft Visual Studio.NET开发语言,结合AutoCAD二次开发技术,设计并开发了一套数字地质测图信息系统,该系统可快速、准确地对野外实测数据进行相关计算,如计算地层真厚度,自动判断导线方向、坡向与地层倾向三者的关系,自动计算导线方向与地层走向的夹角等,并利用成熟的AutoCAD平台,根据图件比例尺、岩性花纹填充、标尺等设置自动绘制出实测地质剖面图和导线平面图。
1 系统结构设计
系统的任务是完成实测地质剖面图和导线平面图的自动成图功能,按数据录入、数据计算、自动成图三方面进行,设计流程为:原始数据录入→数据校验→计算参数设置→数据计算→成图参数设置→图件及数据输出。
首先进行数据的录入,把野外实测地质剖面数据以Excel表格的形式整理好后输入到系统;
其次进行比例尺、绘图方位、起点高程等参数设置,并计算得到绘制地质剖面图、导线平面图的成图数据项;
最后利用AutoCAD平台自动成图。
另外,还可以根据需要以Excel表格形式输出整理好的原始数据,计算所得的成图数据以及其他(如真厚度计算)数据。根据提供的野外记录数据和实际拥有的数据,可以进行利用数据高程模型(DEM)的高程值对实测高程值的校验。
2 系统关键技术与实现方法
实测地质剖面图编制方法的基本步骤一般为:野外实地踏勘,选取良好的实测路线,实测地质剖面,对测量数据进行计算,选定合适的成图比例尺,绘制实测剖面图。下面对该系统关键技术与实现方法进行论述。
2.1 地层视倾角计算
实测剖面图中地层产状一般以视倾角标出。传统的野外实测剖面图绘制过程中,地层视倾角的绘制一般采用粗略估计。本系统通过对导人实测数据的进行计算求得视倾角,方法如下:建立地层视倾角和真倾角以及导线方位和总方位的夹角之间的关系,计算公式为
式中,F是地层视倾角,β为真倾角,θ为地层所在导线方向与导线总方位的夹角。计算F的反正弦值即得到地层的视倾角。
2.2 地层真厚度计算
在实测剖面整理中,往往利用岩层的出露宽度(分层斜距)、地形坡度、岩层产状等数据求出岩层的真厚度。本系统按各导线分层进行计算,计算公式为
其中,D表示地层真厚度,L表示导线斜距,α表示地形坡度角,γ表示剖面导线与地层走向线的锐夹角。
2.3 反距离加权插值
本系统引入了DEM高程数据对野外实测的各个点的高程值进行校验。由于系统选用的DEM数据为离散的网格数据,因此,对于野外确定的某一点的高程值,在DEM中不一定刚好在网格点上,为此需要对DEM进行插值计算,确定出对应于野外实测点的DEM值。根据地质数据的特点,选用了反距离加权方法进行插值计算:
其中,Z(S0)为S0处的预测值;N为预测计算过程中要使用的预测点周围样点的数量;λi为预测计算过程中使用的各样点的权重,该值随样点与预测点之间距离的增加而减少;Z(Si)是在Si处获得的测量值。确定权重的计算公式为:
其中,P为指数值;di0是预测点S0与各已知样点Si之间的距离。样点在预测点值的计算过程中所占权重的大小受参数P的影响,也就是说,随着采样点与预测值之间距离的增加,标准样点对预测点影响的权重按指数规律减少。在预测过程中,各样点值对预测点值作用的权重大小是成比例的,这些权重值的总和为1。
在实际使用过程中,首先把质量较高的DEM数据转换成系统指定的数据格式,然后导入参考高程实测点数据进行计算,计算出各个点的实测值和计算值,并比较差值的大小,以检验实测值的有效性、合理性及真实性。
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