python 三维数据绘制等值高线剖面图_基于MapGIS数字高程模型基岩面高程等值线图的制作...
0引言基岩面高程等值线图是城市三维地质工作的一个重要图件,用来了解工作区基岩顶板高程分布规律,与地形图、地质图配合使用可以从侧面反应古地貌及新构造运动特征,同时,也是用于进一步生成三维基岩面的基础数据,是城市三维地质工作的一个重要组成部分。MapGIS是地质部门及广大科研院所应用极其广泛的大型地理信息系统软件,应用MapGIS制作数字化的基岩面高程等值线,可以对每条等值线赋属性,方便再次利用。应用MapGIS制作等值线图具有成图简单、快速的特点,同时,表达也相对清晰、准确。1数据准备1)编图区域及基本特征编图范围选用长江中游武汉城市群三维地质调查项目2014年工作区150000武昌县幅,图幅位于江汉平原东缘,嘉鱼~咸宁台褶代北侧,地形总体平坦,波状岗地占主体,低山-丘陵零星分布(主要分布在图幅西南角和东北角),最高点位于图幅西南角八分山,高程273.2m,最低点位于湖区,与湖水(汤逊湖、黄家湖)海拔一致,高程为17m。2)基础数据准备本工作区前人做过大量工作,编图之前系统地收集了本图幅的资料,包括地形图、第四系地质图、地貌图地质图、基岩地质图,以及能控制第四系地层地界的钻孔资料和机民井、物探资料等。3)钻孔数据准备城市三维地质工作需要从不同部门收集不同时期施工的大量钻孔资料,这些钻孔无论从编录质量还是从编录格式、内容上有着极大的不同。因此,在利用这些钻孔制作等高线之前需要对这些钻孔进行标准化处理,统一数据格式,并进行筛选,选取可利用钻孔提取有用的信息,并根据已知数据计算每一个钻孔的基岩面高程。本次共筛选出347个(不包含虚拟孔)钻孔参与制作等值线。将需要参与剖分插值的钻孔投影到图幅上,具体步骤本文不再详述。4)边界条件确定边界主要有基岩露头边界及水体边界,水体边界对于基岩面高程没有影响,因此,主要是确定基岩露头边界的赋值,处理办法是提取基岩露头区的等高线参与基岩面等高线的剖分插值。2数据检验1)数据有效性检验这里指的检验主要是对用于剖分插值的点文件和线文件的重复性检验,删除重复数据。MapGIS本身可以实现,但过程比较烦琐,推荐使用利用MapGIS二次开发的免费软件section,可以简单快速的实现。另外需要注意的是要统一钻孔投点数据和提取的地形线数据的属性结构要一致。2)数据分密度检验与人工加密由于搜集的钻孔资料主要为工程勘察钻孔,因此,分布不均匀,在大范围空白区内(非基岩露头区)人为设置虚拟孔加密,以提高成图精度。综合相邻区域钻孔第四系厚度、基岩面高程、所处地貌类型及微地貌形态,进行人工插值,赋给虚拟孔基岩面高程值。3)正态分布检验泛克里格模型是在假设数据服从正态分布或数据经过转换后服从正态分布的前提下较为准确,要求在剖分插值网格化之前对数据进行正态分布检验,应用常用数据分析软件SPSS可以实现。经过验证,数据峰度为0.261,偏度为0.131,P值为1.000E-13,数据近似服从正态分布,不需要转换,可以直接应用Kring泛克里格模型进行插值。需要说明的是,由于数据均为坐标和基岩面高程数据,具有极大的相似性,本文仅对钻孔数据进行了正态分布检验,对提取的等高线离散化后产生的高程点数据未进行正态分布检验。3利用MapGIS进行剖分插值钻孔和提取的等高线高程数据均为非网格化的数据,这就要求对离散的数据进行剖分插值的网格化处理,形成规则分布的网格化数据。MapGIS提供两种模型(GRD模型和Tin模型),两种方法各具优势,本文选用的是GRD模型。计算机成图质量的关键在于模型、插值方法选取及参数的调整。MapGIS提供四种插值方法,即距离幂函数反比
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