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【摘 要】在地质工作中常用Mapgis软件进行绘制地质图件，该软件方便实用，绘制图件精度高，且其计算和操作过程非常简易直观。在地质工作中，经常绘制各种剖面图，而使用Mapgis软件进行地质剖面绘制，可以进行地学分析同时又提高工作效率，取得良好的效果。
【关健词】DTM模型；绘制；剖面图
随着计算机数据处理能力的提高，数字测量仪器广泛使用以及计算机制图技术的发展，数字地面模型（DTM）的应用也日渐普及。以DTM模型生成剖面就是其主要应用之一。
使用计算机绘制剖面图，把计算过程和绘图过程融为一体，是节省人力、提高图件准确度的重要手段之一。
1.地形剖面和地质剖面图绘制基本原理
1.1 DTM模型生成剖面的步骤
以DTM模型生成剖面线的步骤如下：首先，对带有高程值或异常值的原始离散数据点进行DTM建模。建模的方式主要有两种：栅格网（GRD）和不规则三角网（TIN）。所谓GRD模型是对原始离散数据进行网格化处理；而TIN模型，实质上是将原始离散数据点，按一定规则连接成Delaunay三角形，即建立三角剖分。对于地形高程模型，常用不规则三角网（TIN）建模。建好DTM模型之后，用剖面线与DTM数据模型进行Z坐标轴方向的相交分析，计算出剖面线与DTM网线的交点坐标（X，Y）及交点处的高程值（Z），然后以交点到剖面线始点的距离为二维点（X0，Y0）的X0，交点的高程值（Z）为Y0，再进行二维平面投影，即可绘出剖面线。通常在二维平面投影之前，还对剖面坐标点进行插值处理[1]。
以地学领域广泛应用的Grapher、Mapgis、为软件环境，阐明这几个软件进行地形剖面绘制的方法以及之间数据的交换。
1.2地形剖面和地质剖面图绘制原理
剖面图是地学研究中最常用的图之一，用其可方便地进行地学分析。各种具有空间连续分布的现象和对象都可通过剖面图来显示其某一特定方向一和起伏变化特征和规律。地学研究中常见的剖面图有地形剖面图、地质剖面图、纵剖面图和横剖面图等。地形剖面图主要反映地面高程变化；地质地层剖面图表示地层的分布及构造特征。
1.2.1绘制地形剖面
利用DTM数据（用于绘制等值线图的网格化数据）绘地形图[2、3]。只要给定剖面线在DTM中的起点坐标和终点坐标即可。在剖面绘制工作中，确定剖面线与DTM网格边的交点位置及高程后，根据水平和垂直比例尺计算出起止点和全部网格边的交点的水平距离和垂直高度，绘出剖面曲线。
1.2.2绘制地质剖面图
钻孔位置：根据地质编录规范确定剖面的的起始方位，以起点位置为坐标原点，作一个坐标轴方向向右和向下的坐标系，剖面上的各钻孔分布在这处X-Y坐标系上。
钻孔所穿过的层位：每个钻孔所穿过的地层界面位置由孔口向下以深度计算。这样每个孔内有关每个层位点都有一个在X-Y坐标系统上的确定的坐标点。同样的道理也可以确定构造面等地质体的位置。
将钻孔内的各位置点连接起来就绘制成地质剖面图，若进行插值就可以绘制平滑的曲线，否则就以折线连接各位置点。
2.地形剖面绘制方法
2.1在MAPGIS系统中以等高线为数据源进行地形剖面绘制的方法
在MAPGIS系统中，通过以下步骤实现以等高线为数据源进行地形剖面绘制。
2.1.1等高线赋高程值
等高线必须赋有高程值。在MAPGIS系统中，等高线是用二维线来表现，即只有XY两个坐标分量数据，没有Z坐标轴分量数据。其高程值通过其属性的一个浮点型或双精度型字段进行存储。等高线赋高程值的步骤如下：在MAPGIS编辑子系统中，编辑等高线的属性结构，添加一个浮点型或双精度型字段，用于存储等高线高程值。运行“矢量化”下拉菜单中的“高程自动赋值”功能，沿等高线坡度方向用鼠标画“橡皮筋”线段，在弹出的高程增量输入对话框中分别输入“当前高程”、“高程增量”、“高程域名”3个参数值之后，按“确定”按钮即可给与橡皮筋线段相交的等高线赋上高程值。
2.1.2从等高线中提取高程点值
从等高线中提取高程点值，是实现线高程数据转换成离散点高程数据的过程。运行MAPGIS空间分析→DTM分析，在MAPGis数字地面模型子系统的“文件” 下拉菜单中选择“打开数据文件->线数据文件”，打开待处理的等高线文件。然后点击“处理点线”菜单中的“线数据高程点提取”功能，在弹出的“设置线抽稀提取高程数据点参数”对话框中分别输入“抽稀系数”、“曲率因子”、“線属性高程数据域”参数之后，确定即可。窗口用户区显示提取的高程数据点，在“文件” 下拉菜单中选择“输出高程数据”输出.DET格式文件，这个格式文件可以被Surfer、 Grapher等软件使用。
2.1.3建立TIN模型
以等高线为数据源建立TIN模型的方法有两种：
一种是利用2.1.2步骤中从等高线中提取的高程点数据进行建模。理论很复杂，操作却很简单。在2.1.2步骤完成之后，直接点击“TIN模型”菜单中的三角剖分功能即可。
另一种是直接利用等高线进行建模。具体操作如下：首先在MAPGIS数字地面模型子系统，打开待处理的等高线文件。然后点击“处理点线”下拉菜单中的“高程点＼线三角化”功能，在弹出的对话框中选择“等高线高程属性项”即可。
2.1.4地形剖面绘制
在建立了TIN模型之后，便可以进行地形剖面的绘制。在MAPGIS数字地面模型子系统中，点击“模型应用”下拉菜单中的“高程剖面分析”，我们发现其中的“交互造线”功能在建立了TIN模型之后变为可选。如果用户打开了线文件，另一个“分析指定线”功能也变为可选。亦即，用户造剖面时输入剖面基线的方式有两种：一种通过鼠标输入，前提是建立了TIN模型；另一种通过选取现有线方式输入，前提是建立了TIN模型并且线工作区有数据。若以“交互造线”方式造剖面，鼠标输入剖面基线折点时会同步出现二维分量XY坐标输入对话框，以便用户以更精确的基线折点数字输入。基线输入后会弹出是否保存基线的对话框，用户可以根据自己需要自行决定。最后在剖面线分析参数对话框中设置XY坐标轴向标注的间距值、标注的格式、字体、XY坐标分量的缩放比例、剖面插值步长、基线折点处标注等参数，点击“仅处理剖面”即可生成地形剖面图。以“分析指定线” 方式造剖面的操作与上基本相同，不同的是选取现有线作为剖面基线，还有一点不同的是：最后生成剖面线时多了一个选择，“与线相交”生成剖面，其实与“仅处理剖面”生成的剖面图相同，只不过在剖面线上添加了基线与等高线交点的位置。
2.1.5 DXF文件格式数据转换
DXF（图形交换文件格式）是AutoCAD与其他程序之间交换图形信息的图形数据格式。运行MAPGIS系统的“文件转换”模块，点击“输入”下拉菜单中的“装入DXF”功能，选择DXF格式的剖面文件，转换后保存为MAPGIS格式的线文件（.WL）、点文件（.WT）。
至此，使用MAPGIS就可以跟传统方式那样绘制剖面图了（图1）。
3.结论
使用Mapgis等软件绘制地形剖面简单易行，图面美观，是行之有效的方法。
在地学方面有广泛的应用，不需要进行专业的培训就可以进行剖面图的绘制，在工作中有方便快捷的作用。
上述使用的软件是地学专业技术人员常用的软件之一，可以从很多途径得到。
参考文献：
[1]黄健全、罗明高、胡雪涛 实用计算机地质制图 北京：地质出版社，1998
[2]吴信才 MAPGIS地理信息系统 北京：电子工业出版社，2004
[3]Mapgis地理信息系统使用手册空间分析篇 武汉：武汉中地信息工程有限公司 2005
作者简介：
樊敏（1964-）辽宁省化工地质勘查院 工程师 地质与勘探专业，现主要从事地质勘查工作。
【关健词】DTM模型；绘制；剖面图
随着计算机数据处理能力的提高，数字测量仪器广泛使用以及计算机制图技术的发展，数字地面模型（DTM）的应用也日渐普及。以DTM模型生成剖面就是其主要应用之一。
使用计算机绘制剖面图，把计算过程和绘图过程融为一体，是节省人力、提高图件准确度的重要手段之一。
1.地形剖面和地质剖面图绘制基本原理
1.1 DTM模型生成剖面的步骤
以DTM模型生成剖面线的步骤如下：首先，对带有高程值或异常值的原始离散数据点进行DTM建模。建模的方式主要有两种：栅格网（GRD）和不规则三角网（TIN）。所谓GRD模型是对原始离散数据进行网格化处理；而TIN模型，实质上是将原始离散数据点，按一定规则连接成Delaunay三角形，即建立三角剖分。对于地形高程模型，常用不规则三角网（TIN）建模。建好DTM模型之后，用剖面线与DTM数据模型进行Z坐标轴方向的相交分析，计算出剖面线与DTM网线的交点坐标（X，Y）及交点处的高程值（Z），然后以交点到剖面线始点的距离为二维点（X0，Y0）的X0，交点的高程值（Z）为Y0，再进行二维平面投影，即可绘出剖面线。通常在二维平面投影之前，还对剖面坐标点进行插值处理[1]。
以地学领域广泛应用的Grapher、Mapgis、为软件环境，阐明这几个软件进行地形剖面绘制的方法以及之间数据的交换。
1.2地形剖面和地质剖面图绘制原理
剖面图是地学研究中最常用的图之一，用其可方便地进行地学分析。各种具有空间连续分布的现象和对象都可通过剖面图来显示其某一特定方向一和起伏变化特征和规律。地学研究中常见的剖面图有地形剖面图、地质剖面图、纵剖面图和横剖面图等。地形剖面图主要反映地面高程变化；地质地层剖面图表示地层的分布及构造特征。
1.2.1绘制地形剖面
利用DTM数据（用于绘制等值线图的网格化数据）绘地形图[2、3]。只要给定剖面线在DTM中的起点坐标和终点坐标即可。在剖面绘制工作中，确定剖面线与DTM网格边的交点位置及高程后，根据水平和垂直比例尺计算出起止点和全部网格边的交点的水平距离和垂直高度，绘出剖面曲线。
1.2.2绘制地质剖面图
钻孔位置：根据地质编录规范确定剖面的的起始方位，以起点位置为坐标原点，作一个坐标轴方向向右和向下的坐标系，剖面上的各钻孔分布在这处X-Y坐标系上。
钻孔所穿过的层位：每个钻孔所穿过的地层界面位置由孔口向下以深度计算。这样每个孔内有关每个层位点都有一个在X-Y坐标系统上的确定的坐标点。同样的道理也可以确定构造面等地质体的位置。
将钻孔内的各位置点连接起来就绘制成地质剖面图，若进行插值就可以绘制平滑的曲线，否则就以折线连接各位置点。
2.地形剖面绘制方法
2.1在MAPGIS系统中以等高线为数据源进行地形剖面绘制的方法
在MAPGIS系统中，通过以下步骤实现以等高线为数据源进行地形剖面绘制。
2.1.1等高线赋高程值
等高线必须赋有高程值。在MAPGIS系统中，等高线是用二维线来表现，即只有XY两个坐标分量数据，没有Z坐标轴分量数据。其高程值通过其属性的一个浮点型或双精度型字段进行存储。等高线赋高程值的步骤如下：在MAPGIS编辑子系统中，编辑等高线的属性结构，添加一个浮点型或双精度型字段，用于存储等高线高程值。运行“矢量化”下拉菜单中的“高程自动赋值”功能，沿等高线坡度方向用鼠标画“橡皮筋”线段，在弹出的高程增量输入对话框中分别输入“当前高程”、“高程增量”、“高程域名”3个参数值之后，按“确定”按钮即可给与橡皮筋线段相交的等高线赋上高程值。
2.1.2从等高线中提取高程点值
从等高线中提取高程点值，是实现线高程数据转换成离散点高程数据的过程。运行MAPGIS空间分析→DTM分析，在MAPGis数字地面模型子系统的“文件” 下拉菜单中选择“打开数据文件->线数据文件”，打开待处理的等高线文件。然后点击“处理点线”菜单中的“线数据高程点提取”功能，在弹出的“设置线抽稀提取高程数据点参数”对话框中分别输入“抽稀系数”、“曲率因子”、“線属性高程数据域”参数之后，确定即可。窗口用户区显示提取的高程数据点，在“文件” 下拉菜单中选择“输出高程数据”输出.DET格式文件，这个格式文件可以被Surfer、 Grapher等软件使用。
2.1.3建立TIN模型
以等高线为数据源建立TIN模型的方法有两种：
一种是利用2.1.2步骤中从等高线中提取的高程点数据进行建模。理论很复杂，操作却很简单。在2.1.2步骤完成之后，直接点击“TIN模型”菜单中的三角剖分功能即可。
另一种是直接利用等高线进行建模。具体操作如下：首先在MAPGIS数字地面模型子系统，打开待处理的等高线文件。然后点击“处理点线”下拉菜单中的“高程点＼线三角化”功能，在弹出的对话框中选择“等高线高程属性项”即可。
2.1.4地形剖面绘制
在建立了TIN模型之后，便可以进行地形剖面的绘制。在MAPGIS数字地面模型子系统中，点击“模型应用”下拉菜单中的“高程剖面分析”，我们发现其中的“交互造线”功能在建立了TIN模型之后变为可选。如果用户打开了线文件，另一个“分析指定线”功能也变为可选。亦即，用户造剖面时输入剖面基线的方式有两种：一种通过鼠标输入，前提是建立了TIN模型；另一种通过选取现有线方式输入，前提是建立了TIN模型并且线工作区有数据。若以“交互造线”方式造剖面，鼠标输入剖面基线折点时会同步出现二维分量XY坐标输入对话框，以便用户以更精确的基线折点数字输入。基线输入后会弹出是否保存基线的对话框，用户可以根据自己需要自行决定。最后在剖面线分析参数对话框中设置XY坐标轴向标注的间距值、标注的格式、字体、XY坐标分量的缩放比例、剖面插值步长、基线折点处标注等参数，点击“仅处理剖面”即可生成地形剖面图。以“分析指定线” 方式造剖面的操作与上基本相同，不同的是选取现有线作为剖面基线，还有一点不同的是：最后生成剖面线时多了一个选择，“与线相交”生成剖面，其实与“仅处理剖面”生成的剖面图相同，只不过在剖面线上添加了基线与等高线交点的位置。
2.1.5 DXF文件格式数据转换
DXF（图形交换文件格式）是AutoCAD与其他程序之间交换图形信息的图形数据格式。运行MAPGIS系统的“文件转换”模块，点击“输入”下拉菜单中的“装入DXF”功能，选择DXF格式的剖面文件，转换后保存为MAPGIS格式的线文件（.WL）、点文件（.WT）。
至此，使用MAPGIS就可以跟传统方式那样绘制剖面图了（图1）。
3.结论
使用Mapgis等软件绘制地形剖面简单易行，图面美观，是行之有效的方法。
在地学方面有广泛的应用，不需要进行专业的培训就可以进行剖面图的绘制，在工作中有方便快捷的作用。
上述使用的软件是地学专业技术人员常用的软件之一，可以从很多途径得到。
参考文献：
[1]黄健全、罗明高、胡雪涛 实用计算机地质制图 北京：地质出版社，1998
[2]吴信才 MAPGIS地理信息系统 北京：电子工业出版社，2004
[3]Mapgis地理信息系统使用手册空间分析篇 武汉：武汉中地信息工程有限公司 2005
作者简介：
樊敏（1964-）辽宁省化工地质勘查院 工程师 地质与勘探专业，现主要从事地质勘查工作。