李 強(qiáng)，石德強(qiáng)，徐 璇，趙子良，占 佳

（1.湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，湖北 咸寧 437100）

MapGIS是中地數(shù)碼集團(tuán)生產(chǎn)的軟件，在地質(zhì)行業(yè)已成為通用的軟件平臺，它在圖件輸入、制作、編輯、排版、輸出等各方面與其他制圖軟件相比具有很強(qiáng)的優(yōu)勢[1-2]。Section增強(qiáng)輔助制圖系統(tǒng)以Microsoft VC++6.0為編程語言，MapGIS 6.7 SDK為開發(fā)平臺進(jìn)行開發(fā)的地質(zhì)圖件制作軟件，系統(tǒng)基于MapGIS輸入編輯子系統(tǒng)強(qiáng)大的圖形編輯能力，添加專業(yè)的地質(zhì)圖件制作工具，與Excel結(jié)合實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大豐富的數(shù)據(jù)溝通功能，將兩款軟件結(jié)合大大提高了圖件的制作效率。Surfer是美國Golden軟件公司在Windows環(huán)境下開發(fā)的地理數(shù)據(jù)繪圖軟件，主要用于繪制等值線圖及相應(yīng)的三維圖形。該軟件自帶數(shù)據(jù)編輯器，可以直接處理Excel文件，能迅速地將離散點(diǎn)測量數(shù)據(jù)通過插值轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面[3]。該軟件提供了12種插值方法，可以滿足用戶不同應(yīng)用方向的插值需求。

1 Map GIS與Section聯(lián)合繪制氡等值線圖

將野外測量點(diǎn)的坐標(biāo)（X，Y）及對應(yīng)的氡值入錄進(jìn)Excel表格中，編輯的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖1a所示。

本次實(shí)驗以測區(qū)1:25 000比例尺為例，在生成氡等值線圖之前，首先需將表格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Map-GIS軟件可識別的點(diǎn)文件（*.WT），通過提取點(diǎn)屬性進(jìn)行離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化對點(diǎn)文件進(jìn)行插值。步驟如下：

1）使用Section打開測區(qū)地形地質(zhì)圖工程文件，選擇輔助工具→表格數(shù)據(jù)投影→選擇數(shù)據(jù)投影（Excel）。在此之前應(yīng)先將表格中需要投影的數(shù)據(jù)用鼠標(biāo)框選中。在彈出的對話框中X，Y選擇表格相對應(yīng)的坐標(biāo)，注釋中選擇RaA值，即本次測量氡結(jié)果值，比例尺輸入與測區(qū)相應(yīng)的值即25 000，其他設(shè)置如圖1c所示。

2）打開MapGIS主菜單，選擇空間分析中的DTM分析，進(jìn)入MapGIS數(shù)字地面模型子系統(tǒng)，選擇文件→打開數(shù)據(jù)文件→點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，將此前Section投影的點(diǎn)文件打開，選擇處理點(diǎn)線→點(diǎn)數(shù)據(jù)高程點(diǎn)提取→選擇提取RaA（氡值），如圖1b所示→Grd模型→離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，彈出的對話框中XYZ默認(rèn)不變，網(wǎng)格化方法中本次選擇Kring泛克立格法，點(diǎn)擊確定即可生成后綴名為*.grd的網(wǎng)格化文件。

圖1 MapGIS與Section參數(shù)設(shè)置圖

通過生成測區(qū)氡值網(wǎng)格化文件后，即可繪制氡等值線圖，在MapGIS主菜單，選擇空間分析中的DTM分析，選擇Grd模型中的平面等值線圖繪制，選擇生成好的網(wǎng)格化文件，再彈出對話框中設(shè)置符合標(biāo)準(zhǔn)的顏色、線參數(shù)、注記等，需要注意的是在最下角制圖幅面中應(yīng)選擇“原始數(shù)據(jù)范圍”，如圖1d所示。點(diǎn)擊“確定”，系統(tǒng)自動繪制氡等值線圖，最后分別保存點(diǎn)（*.WT）、線（*.WL）、區(qū)（*.WP）文件。將保存的點(diǎn)、線、區(qū)文件添加進(jìn)測區(qū)地形地質(zhì)圖后，系統(tǒng)自動套合疊加，如圖2所示。

圖2 測區(qū)氡等值線圖

從圖中可以看出，測區(qū)斷裂構(gòu)造、水系線均可正常疊加在氡等值線圖之上，能直觀地反映出氡與斷裂的關(guān)系。不足之處是測區(qū)的邊界是不規(guī)則的，而Map-GIS繪制的氡等值線圖均為規(guī)則矩形，在邊界之外無采樣數(shù)據(jù)，等值線向外呈直線放射狀，因此后續(xù)還需對其進(jìn)行裁剪，提取測區(qū)范圍內(nèi)正常的等值線后方可作為氡等值線成果圖。

2 Surfer繪制氡等值線圖

Surfer在繪制氡等值線圖時也應(yīng)先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化插值后方可成圖，本次選擇版本為Surfer15，共有12種方法網(wǎng)格化算法進(jìn)行插值，便于研究對象的特性分析，以達(dá)到預(yù)期的結(jié)果[4]。具體步驟如下：

1）新建一個后綴為*.txt空白文檔，將Excel原始數(shù)據(jù)復(fù)制進(jìn)文檔中，點(diǎn)擊“保存”。進(jìn)入Surfer15界面選擇網(wǎng)格數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊保存的文檔，彈出數(shù)據(jù)導(dǎo)入選項對話框，點(diǎn)擊“確定”。在網(wǎng)格數(shù)據(jù)對話框中X、Y為測區(qū)坐標(biāo)，Z為氡結(jié)果值，Surfer在數(shù)據(jù)網(wǎng)格化的時候一般都是以徑向基本函數(shù)法作為網(wǎng)格化模型，這主要由于徑向基本函數(shù)法繪出的等值線圖與手工制作的等值線圖相接近[5]。為了與MapGIS對比研究，本次采用廣泛應(yīng)用的克里金插值法。由于測區(qū)并非規(guī)整的矩形，勾選數(shù)據(jù)包外網(wǎng)格自動白化后，可對自由多邊形外的空白區(qū)進(jìn)行白化處理。點(diǎn)擊“確定”即可生成網(wǎng)格化文件，如圖3所示。

圖3 Surfer軟件網(wǎng)格數(shù)據(jù)化參數(shù)設(shè)置

2）在主頁中點(diǎn)擊等值線選擇保存的網(wǎng)格化文件（*.grd），即完成了最初的等值線繪制，點(diǎn)擊等值線圖在屬性管理器中修改層次、坐標(biāo)系等個性化設(shè)置，見圖4。

圖4 測區(qū)氡等值線圖

由上圖可知，Surfer15在繪制等值線圖更加方便快捷，而且在勾選數(shù)據(jù)包外網(wǎng)格自動白化后能夠自動裁剪出非矩形測區(qū)范圍內(nèi)氡等值線。從等值線形狀、圓滑程度來看，與MapGIS繪制的等值線差異不大，缺點(diǎn)是在與測區(qū)地質(zhì)圖套合時較繁瑣，還需進(jìn)行投影變換、誤差校正等步驟。因此，在繪制純粹的等值線圖時選用Surfer15制作效率更高，需與測區(qū)地質(zhì)圖進(jìn)行套合反映氡等值線與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系時選用MapGIS制作效果更好。

3 三維可視化制圖

將MapGIS與Surfer軟件有機(jī)結(jié)合繪制氡等值線可視化三維圖[1-2，7]，具體制作流程如下：

1）運(yùn)用MapGIS將測區(qū)中地質(zhì)區(qū)、斷層線、水系等需要在三維圖中顯示文件輸出為*.TIF圖片文件。

2）在Surfer15主頁中點(diǎn)擊3D曲面圖，選擇步驟1中保存好的等高線網(wǎng)格化文件，即可生成帶坐標(biāo)的三維地形圖，如圖5所示。

圖5 測區(qū)三維地形圖

3）點(diǎn)擊Surfer15主頁中基底圖，導(dǎo)入步驟（2）中圖片文件，點(diǎn)擊圖形工具→地形影像圖，通過彈出窗口抓取圖片中拐點(diǎn)，將拐點(diǎn)XY目標(biāo)軸分別手動輸入實(shí)際坐標(biāo)值（圖6），點(diǎn)擊更新圖形，即可生成帶坐標(biāo)的地質(zhì)圖。

圖6 測區(qū)地質(zhì)圖校正

4）導(dǎo)入Surfer15制作氡等值線圖。設(shè)置好層次-標(biāo)注等參數(shù)-選中地形圖（地質(zhì)圖氡等值線圖）-點(diǎn)擊圖形工具中按坐標(biāo)疊加圖形，系統(tǒng)即可自動疊加生成氡異常三維地形地質(zhì)圖，見圖7。

4 結(jié)語

運(yùn)用MapGIS與Section繪制的氡等值線圖，在套合測區(qū)地質(zhì)圖反映斷裂與氡兩者關(guān)系時較為方便快捷，圖面直觀，實(shí)用性強(qiáng)，效率更高。

圖7 氡異常三維地形地質(zhì)圖