基于GIS的城市工程地质系列专题图编制方法研究.doc

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1、基于GIS的城市工程地质系列专题图编制方法研究汤连生1　张鹏程2，3　廖化荣2（1中山大学地球科学系，广州　5本文2006年11月收到。0275；2中山大学应用力学与工程学系，广州　510275；3广州市城市规划勘测设计研究院，广州　510060）摘要　从GIS的角度出发，详细介绍了城市工程地质勘察图如钻孔平面位置图、柱状图、剖面图、等值线图、工程地质分区图以及三维地层显示图等图件的编制方法及算法，在城市现有的工程地质勘察资料的基础上，探讨了城市环境工程地质图编制的原理、方法以及步骤，具有较强的工程实用性和可操作性，为城市地质调查过程中基础及专题

2、图件的编制提供了重要的指导和借鉴。关键词　GIS工程地质　专题图方法GIS是一种具有采集空间数据,并存储、管理、分析与表现(制图输出)空间信息的计算机系统,采用GIS技术高效管理具有空间分布特征的工程地质原始数据及其制图输出成为可能。将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年来工程地质勘察行业的热点和发展趋势。工程地质制图是地质勘察重要的信息输出和表现方式，也是工程地质用户最关心的功能。由于CAD注重图形表达、编辑能力强，而GIS注重图形和属性及其关系的管理。将GIS应用于工程地质制图，关键要实现分析应用结果或原始数据可视化表达与编辑，

3、如复杂地层的填充、地质符号与线型表达、图面整饰、注记和页面输出等关键问题。此外，利用GIS强大的空间分析功能可实现各种地质专题图与城市土地布局利用规划地块的空间叠加，生成城市土地工程能力评价系列图件[1,2]。1　工程地质勘察图件编制方法城市工程地质专题图包括钻孔平面位置图、钻孔柱状图、剖面图、等值线图（埋深、标高、厚度、地下水位等）、工程地质分区图或不良地质现象分布图、三维地层剖面图、以及其他城市其他专题图等。下面从GIS角度出发，详细介绍各专题图的编制方法。1.1　钻孔平面位置图生成钻孔平面图是根据用户指定的工作范围线生成钻孔平面位置图，当用

4、户输入工作范围线时，根据成图比例尺，输出钻孔平面图。钻孔平面图的图面整饰要符合地质专业的要求，钻孔边要注记孔号、钻孔深度、孔口标高、地下水位埋深等，此外可叠加城市大比例尺基础地形图。具体方法如下：1）开始→2）用鼠标输入工作范围线→3）输入成图比例尺→4）获取钻孔坐标等信息→5）绘钻孔平面图→6）结束。1.2　钻孔柱状图柱状图是根据钻孔分层、原位测试数据以相对规范的图表表现勘察点垂直方向上的地层分布及其岩土力学特征，包括钻孔柱状图、静力触探试验成果图、十字板剪切试验成果图、动力触探试验成果图等几种。生成柱状图是根据用户所选择的钻孔，访问钻孔数据库

5、表，并分别获得钻孔所属工程的数据信息，以及钻孔基本数据、钻孔分层数据、岩土样数据、标贯试验数据，然后根据提取的数据自动生成钻孔柱状图，并通过图名和钻孔图形挂接，以方便柱状图的查询和管理。具体方法如下：1）开始→2）调用菜单“生成柱状图”命令→3）用鼠标选择钻孔→根据选择的钻孔，由数据库读取该钻孔对应的工程属性信息、钻孔基本数据、钻孔分层数据、岩土样数据及标贯实验数据→4）打开新图，确定图形路径和名称→5）计算出柱状图的合适比例，一般地层宽度为2cm，长度以A4纸为准→6）由比例尺及钻孔分层数据绘制柱状图→7）编辑、整饰并保存→结束。1.3　地质剖

6、面图工程地质剖面图是根据剖面线上所有钻孔的分层特征及原位试验数据，生成的垂直断面图件，它可直观地显示出场区某一方向上地层、构造、矿体变化和矿床成矿规律等[3]。生成剖面图是根据用户指定的钻孔生成剖面线，根据钻孔的分层数据，生成符合工程地质专业要求的地质剖面图，对所生成的剖面图生动挂接到相应的剖面线上。具体方法如下：1）开始→2）用户用鼠标选择钻孔→3）获取钻孔基本数据、分层数据等信息→4）重复第2）、3），直到需要的钻孔全部选完→5）根据2）、3）、4）获得的数据，绘出剖面线→6）建立新图形，并给定剖面图图名→7）建立剖面线与文件名的连接关系→8

7、）根据钻孔的分层数据，计算相应的分层范围线→9）用图例符号填充分层范围线→10）标注孔号、层号、深度等数据→11）图面整饰→12）保存剖面图→13）结束。1.4　等值线图等值线图是利用勘察孔分层数据得到某一地层的厚度、层底或层顶深度等特征，进行空间插值计算，生成特征值相等的连续的点，自动连成光滑的曲线,以表现地层的厚度、深度、标高等分布等情况。等值线图包括厚度、深度、标高等3大类。等值线图的生成需要一定的算法：用钻孔点作为三角形顶点，自动构成泰森多边形；在三角形边上根据顶面埋深或厚度内插等值点；寻找等值线起始点，追踪等值点；找出等值线上的合适部位

8、注记等值线的值；连接等值点，用三点迭代（或五点迭代）方法光滑等值线。具体过程如下：1）开始→2）输入工作范围线，选定钻孔→3）选择岩土层