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2013-07-16 by:cad軟件應用培訓中心 來源:仿真在線
AutoCAD實測地質剖面數字成圖技術(一)
地質行業,尤其是區域地質調查、礦產勘查等工作,需要對野外實測的地質數據進行大量繁雜的計算,并繪制成各種成果圖件,單純依靠手工操作將耗費大量的人力和時間,不但所繪圖件精度不高,而且成果圖件的信息更新及資料保存也是一個很大的問題。筆者采用Microsoft Visual Studio.NET開發語言,結合AutoCAD二次開發技術,設計并開發了一套數字地質測圖信息系統,該系統可快速、準確地對野外實測數據進行相關計算,如計算地層真厚度,自動判斷導線方向、坡向與地層傾向三者的關系,自動計算導線方向與地層走向的夾角等,并利用成熟的AutoCAD平臺,根據圖件比例尺、巖性花紋填充、標尺等設置自動繪制出實測地質剖面圖和導線平面圖。
1 系統結構設計
系統的任務是完成實測地質剖面圖和導線平面圖的自動成圖功能,按數據錄入、數據計算、自動成圖三方面進行,設計流程為:原始數據錄入→數據校驗→計算參數設置→數據計算→成圖參數設置→圖件及數據輸出。
首先進行數據的錄入,把野外實測地質剖面數據以Excel表格的形式整理好后輸入到系統;
其次進行比例尺、繪圖方位、起點高程等參數設置,并計算得到繪制地質剖面圖、導線平面圖的成圖數據項;
最后利用AutoCAD平臺自動成圖。
另外,還可以根據需要以Excel表格形式輸出整理好的原始數據,計算所得的成圖數據以及其他(如真厚度計算)數據。根據提供的野外記錄數據和實際擁有的數據,可以進行利用數據高程模型(DEM)的高程值對實測高程值的校驗。
2 系統關鍵技術與實現方法
實測地質剖面圖編制方法的基本步驟一般為:野外實地踏勘,選取良好的實測路線,實測地質剖面,對測量數據進行計算,選定合適的成圖比例尺,繪制實測剖面圖。下面對該系統關鍵技術與實現方法進行論述。
2.1 地層視傾角計算
實測剖面圖中地層產狀一般以視傾角標出。傳統的野外實測剖面圖繪制過程中,地層視傾角的繪制一般采用粗略估計。本系統通過對導人實測數據的進行計算求得視傾角,方法如下:建立地層視傾角和真傾角以及導線方位和總方位的夾角之間的關系,計算公式為
式中,F是地層視傾角,β為真傾角,θ為地層所在導線方向與導線總方位的夾角。計算F的反正弦值即得到地層的視傾角。
2.2 地層真厚度計算
在實測剖面整理中,往往利用巖層的出露寬度(分層斜距)、地形坡度、巖層產狀等數據求出巖層的真厚度。本系統按各導線分層進行計算,計算公式為
其中,D表示地層真厚度,L表示導線斜距,α表示地形坡度角,γ表示剖面導線與地層走向線的銳夾角。
2.3 反距離加權插值
本系統引入了DEM高程數據對野外實測的各個點的高程值進行校驗。由于系統選用的DEM數據為離散的網格數據,因此,對于野外確定的某一點的高程值,在DEM中不一定剛好在網格點上,為此需要對DEM進行插值計算,確定出對應于野外實測點的DEM值。根據地質數據的特點,選用了反距離加權方法進行插值計算:
其中,Z(S0)為S0處的預測值;N為預測計算過程中要使用的預測點周圍樣點的數量;λi為預測計算過程中使用的各樣點的權重,該值隨樣點與預測點之間距離的增加而減少;Z(Si)是在Si處獲得的測量值。確定權重的計算公式為:
其中,P為指數值;di0是預測點S0與各已知樣點Si之間的距離。樣點在預測點值的計算過程中所占權重的大小受參數P的影響,也就是說,隨著采樣點與預測值之間距離的增加,標準樣點對預測點影響的權重按指數規律減少。在預測過程中,各樣點值對預測點值作用的權重大小是成比例的,這些權重值的總和為1。
在實際使用過程中,首先把質量較高的DEM數據轉換成系統指定的數據格式,然后導入參考高程實測點數據進行計算,計算出各個點的實測值和計算值,并比較差值的大小,以檢驗實測值的有效性、合理性及真實性。
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