gis图形图像功能在铁路工程地质中的应用

2013-04-13王其合

铁道勘察 2013年5期

王其合

(中铁上海设计院集团有限公司，上海　200333)

铁路工程地质中地质图像主要应用于初步设计之前的方案研究阶段，目前的方法是将收集到的区域地质图(5万、20万、50万区域地质图及调查报告)、专项地质图(水文地质图、矿产地质图、地质灾害分布图等)及遥感图像解译图等，通过扫描打印或在CAD中拼接、上线、矢量化等操作，把线位在各类地质图中的位置关系呈现出来。这种方法得出的线位关系地质图精度不高，且随着加载图像的增加，对电脑的硬件要求较高，费时费力且效果欠佳；地理信息系统软件(mapgis)不仅具有海量信息显示、处理能力，同时具有对图形图像的校正、数字化制图、投影变换与CAD的完美转换等功能，且软件几乎不占内存，运行流畅，随着信息量爆炸式的增长，地理信息系统软件必将成为传统软件发展的方向。

1　地质图的精确校正

地质图在使用过程中的折旧、磨损，使扫描出来的图形或多或少出现变形，多幅地质图拼接时由于变形的累加，导致线位与图形对应不起来，传统方法多用图像处理软件(如photoshop)进行简单的修复与校正，但由于缺少坐标校正的能力，其处理精度往往不尽如人意；在mapgis中可以对地质图中每个网格进行赋值，然后进行逐网格校正，使地质图中的网格与标准网格完全重合，达到精确校正的目的，如图1、图2。校正前图像破损、变形严重，校正后与标准图框完全套合。精确校正是地质图应用的前提，为下一步拼接、矢量化、上线位等操作打下基础。

图1　校正前

图2　校正后

2　数字制图与地质图的矢量化

目前铁路工程地质中绘制全线工程地质图的方法有两种，一是利用扫描图直接上线出图，其优点是方便快捷，但其精度和美观程度受底图影响严重(如图3)，且原始的扫描地质图图面信息量大，对工程无用的信息较多，不能有效的突出重点；二是在CAD上利用扫描图直接矢量化，然后上线出图，此种方法绘出的地质图简洁清爽、重点突出，但作图过程繁琐、占用内存较大，耗时费力而图面往往欠美观。Mapgis是专业的地质制图软件，内含全部的地质符号，其自动矢量化和交互式矢量化功能可在较短的时间内高质量地完成地质图的矢量化，图形美观大方(如图4)，尤其在方案竞选阶段，通过矢量化作出的全线工程地质图在美观上更胜一筹。

图3　扫描图像

图4　矢量化图像

3　地质图的自动对接与叠加

投影变换可以将任何一张带有坐标信息的图像投影到“地球”上，也可以进行任意的坐标变换，从而实现多幅地质图像的自动对接与叠加，经过精确校正的地质图像可以实现真正的无缝对接，通过不同比例、不同类型地质图的叠加，分析各幅所含地质信息的异同，指导外业的地质工作。将投影变换好的地质图像做成影像库文件，根据工作需要可以随时调用，而且可以按大小生成拼接好的图像文件，一劳永逸的解决问题，这种方法的精确与便捷是传统的CAD和图像处理软件无法做到的(如图5、图6所示)。

图5　六安景铁路10幅地质图自动拼接

图6　华东地区50万地质图库

4　与CAD文件的相互转换

与其他的gis软件一样，mapgis提供了多种的数据输入与输出转换接口，通过dxf文件实现与AutoCAD文件的完美转换，将设计提供的CAD线位方案与地形图导入mapgis软件，在mapgis中完成工程地质方案比选与勘察工作的布置，再将结果转化成通用的CAD格式，完成文件出图，以供设计使用。各种地质图、遥感图、地形图与线路方案的叠加，使与线路有关的各类地质体尽收眼底，尤其在初测阶段野外地质填图中，可将地质的普查与填绘工作变成地质信息点的确认，极大的方便开展野外地质调绘工作(如图7所示)。