地形地质图制作的关键技术研究与实现

罗靖唯

摘 要：地形地质图是既能反应某个地区地质构造和地形环境的地质图件，通常是将地质图和地形图叠加。由于地质、地形数据的来源、保存形式及参照系的差别，地形地质图的制作通常遇到坐标系转换、地形要素符号库的制作、地图缩编等一系列问题。本文以某地区煤田地形地质图的制作为例，制定了地形地质图制作流程，研究地图坐标转换等几何数据融合，并给予EPS、CAD、ArcGIS 等平台实现符号制作等技术，结果表明该方法在地形地质图综合方面具有较高效率、高精度等优势。

关键词：地质地形图 符号库 坐标系 地图缩编 EPS ArcGIS

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（a）-0000-00

引言

地质图是地质信息最重要的载体之一，它凝聚了人们对地质理论的研究成果和对地质过程的理解，为有关地质工程提供重要的信息资源。地形图是进行地理空间格局及其相互关系研究不可缺少的基础资料，在反映地形信息的同时也充分表达了一部分地表信息，通常作为专题图的定位底图。地质地形图通常由地质图与地形图叠加而成。本文通过以BJS54坐标系下1：1万以及1：2.5万地质图以及2000坐标系下1：1万原始地形图为基础数据，实现了对地质图的坐标转换、地形图的可视化以及地图缩编，并进一步制作CGCS2000坐标系下比例尺为1：1万以及1：2.5万的地质地形图。

1 BJ54系到CGCS2000系的转换

BJS54坐标系为参心坐标系，以克拉索夫椭球为参考椭球并采用局部平差后得到的坐标系，参考椭球长半轴为6378254m，短半轴为6356863.0188m 。CGCS2000为地心坐标系，参考椭球为等位旋转椭球，长半轴为6378137m，扁率 ，地心引力常数3.986004418 ，自转角速度7.292115 [1]。由于两种坐标系采用的是两种不同的参考椭球，在坐标转换时通常在操作区域内均匀选定具有BJS54平面坐标和CGCS2000平面坐标的控制点，通过大地坐标与空间直角坐标的转换公式、高斯正反算和布尔莎-沃尔夫模型实现北京54平面坐标到国家2000平面坐标的转换[2-3]，该方法在实现大范围的坐标系转换时具有较好的效果。在此只实现某市地区坐标的转换，根据文献[4]省级以下的二维坐标转换选用平面四参数模型能够实现局部地区较为准确的坐标系转换，利用控制点计算出平移参数、旋转参数以及尺度参数m。

利用平面四参数模型编写坐标转换应用程，分别计算比例尺为1：1万及1：2.5万坐标系为BJS54的地质图到CGCS2000坐标系地质图的转换参数。由于该地区地质图在坐标系中有倾斜角度，为了便于出图和看图习惯对坐标系进行旋转。

2地图概括

在此选择的原始地形数据为国家测绘局提供的CGCS2000坐标系下比例尺为1：1万的.shp文件。CGCS2000坐标系下1：2.5万比例尺的地形图的制作需要在1：1万地形图的基础上进行地图的缩编，考虑到EPS软件在辅助地图缩编方面的强大功能，选择使用EPS2008软件进行地形图的可视化和地图编绘。

3.1符号及颜色模板的设计

EPS2008提供丰富的现成符号库，具备强大的符号编辑功能，可以制作好复杂或者个性化的符号。EPS模板其本质是一个Access数据库，主要包括系统系统环境设置、地理数据结构表定义、编码体系以及符号描述定义和用户扩展属性表定义等内容。在模板属性表中最常用的表为IniInfoTB（系统环境设置）、ColorInfoTB（颜色信息）、FeatureCodeID（编码特征）、NoteTemplate（注记分类）和SymbolScripTB（符号描述）等，五种表的相关说明如下：

（1）IniInfoTB 主要用于储存系统使用的参数；（2）ColorInfoTB 系统的颜色值和颜色号的对照表；（3）FeatureCodeID 根据国标代码定制符号库的特征码表；（4）NoteTemplate 注记符号的分类表；（5）SymbolScripTB 对FeatureCodeID表所定制的每一个图示符号的详细描述；

根据文献[5]中对EPS模板中常用表的参数说明设计1：1万模板。创建表库并分别定义颜色数据表、系统环境设置、实体编码特征表、符号描述表、注记分类定义表。根据国家标准[6，7]设计1：1万模板。各地形要素的属性表主要以所显示的地形要素具有的常见的属性为字段进行设计，其中ID、GB、NAME、FeatureCode、ProjectID要素属性表中常用字段，其他属性表可根据需要加上TYPE、ANG、WIDTH等字段。以RESA（街区）为例说明设计的数据表结构，如表1所示。

在EPS2008系统中对模板进行更新，利用1：1万模板将地形shapefile数据导入到系统中可视化，再确认可视化无误之后对数据合法性检查和拓扑错误纠正，最后对地图进行标注完成地形图的制作，按照1：1万地质图范围对地形图进行相应范围的裁取，同地质图一样进行坐标系的旋转。

3.2地图缩编

EPS综合模块主要包括数据导入、自动缩编，其他缩编处理以及人工处理等功能，并且具有人机交互进行地图缩编的特点，如高程点筛选过程中可以设置“钉子点”实现高程点的均匀筛选。首先按照1：1万EPS2008系统模板设计方法设计1：2.5万地形图模板，以1：2.5万模板创建项目，并将原始地形数据导入EPS2008并删除不需要表示的地物。然后根据国家基本比例尺编绘规范对1：1万地形图进行地图缩编得到1：2.5万地形图。根据国家编绘规范进行其他地形要素的缩编工作，在缩编完成之后，将其保存为DWG格式，同样进行坐标系旋转以符合视图习惯。

3地形地质图制作

在CAD中匹配相关字库保证CAD中地物注记能够显示，首先打开制作完成的1：1万地形图，并将CGCS2000坐标系的1：1万地质图以块的形式插入并分解，然后考虑到该项目中地质地形图的实用性对地质地形图中要素的表现形式和图层显示顺序， 在CAD中根据地形地质图中各要素显示的顺序需要建立相关图层对数据进行调整，最后制作图例和图签，并插入矿区分布示意图、综合地层柱状图以及地质剖面图，添加格网并进行地图整饰，如图1。以同样的方法对1：2.5万CGCS2000坐标系下的地质图和地形图进行叠加制作1：2.5万地形地质图.

4 结束语

本文以某地区煤田地形地质图的制作为例，针对地形地质图中通常遇到的坐标系转换、地形要素的符号以及系统模板制作、地图缩编等复杂问题的解决方法进行研究，制定了地形地质图制作技术流程，研究地图坐标转换等几何数据融合，并利用编程技术以及ArcGIS、EPS、CAD软件平台解决地质图制作关键难题， 为地形要素系统模板的制作以及地形图缩编提供借鉴经验，此方法节约地形地质图的制作成本，并且提高了地形地质图综合制图的效率和精度。

参考文献

[1] 国家测绘局.国家测绘局公告（2008年第2号）.2008年6月18日中国测绘通报.

[2] 李征航，黄劲松 .GPS测量与数据处理[M]. 武汉大学出版社，2005.

[3] 刘基余 .GPS卫星导航定位原理与方法[M]. 北京：北京科学出版社，2003，374-421.

[4] 东海宇 .北京54坐标系向国家2000大地坐标系的转换[J]. 甘肃冶金，2011，33，85.

[5] 黄芳 .基于EPS模板技术的大比例尺地理信息符号化研究[D]. 河南：河南理工大学学位论文，2013.

[6] GB/T 20257.3—2006国家基本比例尺地图图式 第3部分： 1：25000 1：50000 1：100000地形图图式[S].北京：中国标准出版社，2006.

[7] GB/T 20258.3—2006基础地理信息要素数据词典 第3部分： 1：25000 1：50000 1：100000基础地理信息要素数据词典[S].北京：中国标准出版社，2006.