数字填图(GIS)在白龙江引水工程中的应用

高豪宇，刘建军

(1.甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省疏勒河流域水资源局，甘肃 玉门 735200)

1 绪言

数字填图在地矿行业区域地质填图中应用广泛，它能全面、精准地采集野外第一手资料，为高精度地质填图打下坚实的基础。此次在白龙江引水工程中需要进行1∶1万地质填图，而该工程属长距离线状调水工程，需要地质多组协同进行，由于该项目涉及地域广，范围大，野外地质测绘时间紧，任务重，在水利工程中首次引进了GIS数字填图，为水利工程地质测绘的信息化、数字化建设奠定了基础，提升了公司在水利工程地质测绘新技术上的创新应用能力。

2 项目背景

此次白龙江引水工程地质填图涉及的总干线线路长约256 km，带宽约6 km，填图面积1 536 km2；支线总长637.60 km，带宽约2 km，填图面积1 275.20 km2；还包括调蓄水库6座，调蓄水池6座；此次野外地质填图自六盘山、陇山基岩隆起的中山区起至陇东低中山、低山区结束；六盘山山脉由大小关山组成，系贺兰褶带南段以西南北向构造隆起带，整体呈SN走向，北与贺兰山、南与西秦岭山脉相连。沿线地形、地质条件复杂，在穿越六盘山中山区段山高林密、沟壑纵横，水系发育，给地质填图带来了极大难度，并且项目时间紧、任务重，对野外测绘精度要求高，为此引进数字填图仪(GIS)对该段进行了野外地质填图，并在该项目中野外地质填图及后期资料整理上得到了较好应用。

3 项目中的应用

在白龙江引水工程中底图为1∶10 000的地形图，借助CAD、MAPGIS及DGSlnf三个软件，对图形进行矢量转换(见图1)，转换后建立野外手图，将野外手图导入集思宝A8填图仪进行野外地质填图；应用集思宝A8填图仪对野外地质界限、地质构造等地质现象进行测绘；测绘完成后将野外手图导入数据库，形成地质内容，在数据库中对地质内容进行编辑，形成地质图件。现将具体转化操作进行简要叙述。

图1 使用流程图

3.1 图形转换

首先在CAD中对图形进行校正，对地形图坐标进行复核、检查，将.swg文件转换为.dxf文件；然后再应用MAPGIS(版本6.70)软件将.dxf文件进行导入文件转换，在转换过程中对不需要的图层可以取舍，形成点线文件，可以对图形进行查看，查看图形没有问题后，再对点线文件进行保存；其次是将点线文件导入MAPGIS中，形成项目文件，在形成项目文件前需要在MAPGIS中设置图形参数(主要设置的参数包含坐标系、比例及中央子午线等)；最后将点线文件进行导入，对图形代号消除，缩放比例(1万的地形图缩放0.10)，与大地坐标衔接。

应用软件DGSlnf，设置项目的根目录，建立项目根目录，将底图文件进行导入(在背景图层中进行选取)；导入后设置路线，保存路线，链接电脑，将路线导入掌上机。

3.2 野外填图

在野外填图中设备采用集思宝A8，该设备通过北斗定位系统进行精确定位，软件采用RGMAP.app，将手图导入数据库，应用RGMAP软件对野外信息进行采集、记录，记录主要包括地质点记录、地质剖面、地质点照片、岩层产状等地质信息的录入。对野外手图进行定位，定位后会出现十字叉，如果该点需要记录地质点，点击地质点将圆圈移入十字光标中。然后对地质点进行编辑，编辑完成后可以添加照片，同时也可以对地质剖面进行素描，也可以对该点的产状进行记录等；最后保存地质点，同时可以对保存好的地质点可以查阅，也可以对地质点进行修改、删除、移位等功能。

3.3 资料整理

将掌上机每天采集的地质数据进行导出，应用DGslinf软件将数据导入，对地质数据进行整理、检查和入库，形成完整的数据库，后对地质内容进行编辑补充、修正。在这里进行温馨提示，每天的数据需及时整理、编辑，对明天需要填的地质图进行设置路线，防止重复路线编号，造成数据丢失，混乱，同一天的数据不要反复入库，造成数据重复记录，应对野外数据基础做好数据备份，以免数据丢失后无法找回。

4 数字填图的优点与缺点

4.1 数字填图的优点

传统的区域地质填图，不易存储，野外手图不能长久保存，对所填的地质内容更新较为困难，现在采用数字填图可以将野外地质数据进行保存，不光是单一的地质文字或素描，还可以和影像等资料进行保存，并且对局部地质内容修编较为容易，有效地解决了不能长久保存的问题。

数字填图在野外应用中，基本不受天气、气候、温度的影响，能有效地进行野外地质填图，对于时间紧、任务重的项目能节约更多的时间。数字填图仪使用的地形图精度越高，图形越准确，对地质点的精度也有相应的提高，这样一来，可以在大比例地质填图中得到应用。

在地质填图中，数字填图仪体积小，便于携带，定位精准，界面容易掌握，易上手，录入速度较快，提高了野外填图及后期资料处理的效率，为填图的信息化发展提供技术保障。在地质填图后利用集成软件平台，将采集、录入的数据进行传输，在电脑上查看照片、记录、岩层产状、构造等地质现象，方便内业资料的整理，在后期图形处理上可以实现GIS与CAD的转换。

在使用过程中，并没有改变以前的工作流程，只是让传统的手工填图变为数字填图，数字填图具有信息化、数字化的特点，对一个项目来说能够建立一个地质库，易于查阅；而对于一个单位或是一个行业来说，可以建立一个行业的地质库或跨行业的地质库，方便浏览、查阅，也可以进行交流。

4.2 数字填图的缺点

前期的地形图投影转化较为困难，地质填图仪的单位是米制，而图件中以毫米制，所以对图件必须进行投影变换，以保证填图的精度。数据及图形转化时要对转换的图形进行处理，对有些CAD中的多行文字及原始图形中的一些数据要进行修正，如果对数据修正不完全，会造成图形无法居中，有时偏移距离较远，无法查阅到图形文件。数字填图仪本身硬件内存较小，对于长距离调水填图，无法一次制作底图文件，这样的话就需要分好幅，分解后才能正常使用。

GIS与CAD后期数据转换较为复杂，当数据量较大时，数据有时不能全部转换，有时转换时出现错误，有时造成数据丢失，对后期的内业整理上有一些的问题。GIS所使用的行业较少，主要在地矿部门，而在其他工程行业里应用较少，且GIS平台使用较为烦琐，没有CAD简洁，使用起来没有CAD得心应手，CAD在工程行业中应用广泛，与各专业协调较好，现在急需对GIS平台进行二次开发，让它能更好地服务应用于工程项目中。

5 结论

现在是数字化、信息化的时代，而数字填图正是让地质填图前进了一大步，它能在中小比例尺填图中发挥较大的优势，提高地质填图的精度及效率，为更好地在各行各业中得到应用，能让GIS平台和CAD平台做好衔接，适应当下的发展需要，为以后行业内、跨行业地质工程的大数据提供基础支撑。