基于組件式GIS的水文地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成方法研究

基于組件式GIS的水文地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成方法研究基于組件式GIS的水文地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成辦法研究

【Abstract】Thehydrogeologicprofileisanimportantpartofundergroundhydrogeologicalresearch，itprovidesthepossibilityfordirectlygeologicalresearch.TheapplicationofcomponentGIS，promotesthehydrogeologicalprofilemorequicklyandaccurately，thehydrologicalinformationutilization.

【《P鍵詞】組件式GIS；水文地質(zhì)剖面圖；自動(dòng)生成

【Keywords】componentGIS；hydrogeologicalprofile；automaticgeneration

【中圖分類號(hào)】P208【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號(hào)】1673-1069〔2022〕05-0141-02

1引言

地下水是深埋于地下，按水層性質(zhì)主要可分為孔隙水、裂隙水以及巖溶水，是不能夠被人以實(shí)力直接察看到的物質(zhì)，因此需要人類通過水文地質(zhì)勘查工作來發(fā)現(xiàn)并尋找其客觀的運(yùn)用規(guī)律及影響其生成、流動(dòng)的條件等問題，然而在過去的勘察工作中，受勘察條件的限制，在勘察點(diǎn)的布置位置、布置數(shù)量都難以滿足勘察要求，通常是基于勘察人員的主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，不夠準(zhǔn)確，因此造成對(duì)水文地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)，形成水文地質(zhì)勘查信息的盲區(qū)，進(jìn)而對(duì)后續(xù)地質(zhì)工作的發(fā)展造成影響。

2水文地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成的必要性

水文地質(zhì)剖面圖是水文地質(zhì)工作者對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)進(jìn)行正確評(píng)價(jià)和認(rèn)知的關(guān)鍵內(nèi)容，它關(guān)系著地下水源的規(guī)劃設(shè)計(jì)及相關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目和地下水的生態(tài)環(huán)境愛護(hù)工作。它是地下水層結(jié)構(gòu)及地層沉積規(guī)律的直觀展示。但在傳統(tǒng)的水文地質(zhì)剖面圖形成的工作當(dāng)中主要是基于工作人員手工繪制完成的，這個(gè)過程十分煩瑣，需要耗費(fèi)工作人員大量的精力和時(shí)間，且手工繪制的剖面圖在后續(xù)的查找和復(fù)看時(shí)，難以快速地翻閱并對(duì)相關(guān)的數(shù)值進(jìn)行比照，這就嚴(yán)重地影響了水文地質(zhì)勘查工作的工作效率。通過水文地質(zhì)剖面圖的自動(dòng)生成，可以滿足地質(zhì)工作者自動(dòng)化辦公的需求，提升整體的工作效率，并對(duì)勘查工作的質(zhì)量提升有明顯幫忙[1]。

3組件式GIS系統(tǒng)概述

3.1組件式GIS的根本概念

GIS是地理信息系統(tǒng)的簡稱，它是一種重要的空間信息系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)地理信息的數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、運(yùn)算、分析等多種功能，為人們進(jìn)行地理地質(zhì)研究提供了重要的數(shù)據(jù)信息。其隨著科學(xué)技術(shù)的開展已經(jīng)產(chǎn)生了新的變化。組件式GIS就是GIS經(jīng)歷了屢次開展和變革的產(chǎn)物，它代表了GIS的開展方向，為GIS的應(yīng)用提供了一種全新的開發(fā)工具。組件式GIS是一個(gè)組件對(duì)象的平臺(tái)，它通過特定的一組通信接口，提供可以跨語言的組件式的GIS，這種組件就是GIS組件，它既可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部組件的交互，也可以實(shí)現(xiàn)與同一計(jì)算機(jī)的其他組件的交互，同時(shí)可以進(jìn)一步進(jìn)行跨計(jì)算機(jī)的組件交互。

組件式GIS是解決系統(tǒng)集成的理想計(jì)劃。組件式GIS的一大標(biāo)志特點(diǎn)就是組件之間的各司其職，GIS組件只負(fù)責(zé)GIS的工作，不會(huì)交叉性地去做其他組件的工作。這種特點(diǎn)可以方便我們對(duì)該組件設(shè)定合乎需求的特定功能，如數(shù)據(jù)表現(xiàn)、剖面線的生成等分別做成組件后，和GIS組件結(jié)合實(shí)現(xiàn)專業(yè)系統(tǒng)的分析。GIS組件與計(jì)算機(jī)其他組件的交互工作是通過計(jì)算機(jī)可視化語言來建立的框架系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，并在框架下實(shí)現(xiàn)有序運(yùn)轉(zhuǎn)，這包括我們熟知的VB，C++Builder，PowerBuilder等。GIS組件可以與無數(shù)的計(jì)算機(jī)組件進(jìn)行協(xié)調(diào)配合工作，形成一個(gè)極其龐大的集成系統(tǒng)，借由GIS的可延展性，我們可以根據(jù)實(shí)際需要來選取控件，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的可選擇性操控，降低了用戶開發(fā)多個(gè)組件系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3.2組件式GIS在水文地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成方面的作用

3.2.1實(shí)現(xiàn)水文地質(zhì)信息的快速獲取和動(dòng)態(tài)應(yīng)用

傳統(tǒng)的手工繪制剖面圖的方式是通過對(duì)區(qū)域性的水文地質(zhì)條件、地下水的分布情況，并根據(jù)地質(zhì)專家的經(jīng)驗(yàn)組織完成的繪制，其在準(zhǔn)確性方面存在一定的偏差。隨著科學(xué)技術(shù)的開展，人們也逐漸開始使用一些計(jì)算機(jī)軟件來輔助進(jìn)行水文地質(zhì)剖面圖的繪制，比方Excel、CAD等，但是在操作起來十分不方便，且無法實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)的重復(fù)利用，只能通過人工去一遍遍重復(fù)添加，另外，此類型的計(jì)算機(jī)軟件沒有圖形的空間分析功能，這不僅沒有減少工作量，反而使工作進(jìn)一步煩瑣起來。而GIS系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的處理，將可重復(fù)利用的信息快速有效地匯合到一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的及時(shí)響應(yīng)和實(shí)時(shí)分析，可以方便勘察人員快速地獲取所需的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果[2]。

3.2.2實(shí)現(xiàn)水文地質(zhì)信息的全面可視化研究

組件式GIS可以實(shí)現(xiàn)水文地質(zhì)信息的可視化研究。通過GIS的可視化技術(shù)，并結(jié)合水文地質(zhì)剖面圖的繪制規(guī)那么與知識(shí)，根據(jù)已取得的地質(zhì)數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地將地層的分布、水源的分布進(jìn)行可視化處理。在剖面圖的生成過程中，工作人員可以進(jìn)行人為的干涉，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，通過人機(jī)的有效交互，實(shí)現(xiàn)水文地質(zhì)剖面圖的低誤差繪制。在繪制完成后，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的修正和補(bǔ)充，以確保獲得更為真實(shí)有效的結(jié)果。另外，操作人員還可以在剖面圖中添加一些具有利用價(jià)值和參考價(jià)值的信息，構(gòu)成一個(gè)信息含量豐盛的水文地質(zhì)剖面圖，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水分布、變化規(guī)律的全面可視化研究。

4組件式GIS在水文地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成上的具體應(yīng)用根據(jù)不同的地層性質(zhì)，地下水文的研究可以分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。筆者主要就孔隙水中組件式GIS的水文地質(zhì)剖面圖自動(dòng)生成進(jìn)行探討。

基于組件式GIS的剖面圖繪制是在對(duì)各種復(fù)雜地層包括透鏡體、薄夾層、地層尖滅等空間分布規(guī)律進(jìn)行分析的根底上，同時(shí)遵循第四系地層的沉積規(guī)律完成的全自動(dòng)或者半自動(dòng)剖面圖生成。在繪制水文地質(zhì)剖面圖的過程中主要應(yīng)用的是組件式GIS的高程模型。首先形成一個(gè)具有可定義結(jié)構(gòu)點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)組，這個(gè)數(shù)據(jù)組可定義的數(shù)據(jù)包括參與構(gòu)建剖面的鉆孔數(shù)、地層的層數(shù)及相鄰層數(shù)的代碼，這個(gè)三維數(shù)據(jù)組主要是用于寄存每個(gè)鉆孔、每個(gè)地層的高程數(shù)據(jù)，并且通過一個(gè)可與數(shù)據(jù)庫連接的ADO空間來實(shí)現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)的讀取與輸入，然后根據(jù)每一地層的代碼判斷相應(yīng)地層的頂?shù)捉绺叱蹋M(jìn)而賦值形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)組。同時(shí)，將每個(gè)鉆孔的千米網(wǎng)坐標(biāo)賦值給相應(yīng)的變量，針對(duì)地層不連續(xù)現(xiàn)象，通過自動(dòng)辨認(rèn)地層不連續(xù)的類型，調(diào)用相應(yīng)的規(guī)那么與知識(shí)，并利用GIS組件點(diǎn)、線集的繪圖功能，完成剖面線的輪廓構(gòu)建。在此根底上，根據(jù)地層界線的實(shí)際情況，可以對(duì)剖面線進(jìn)行修改、光滑曲線，利用GIS組件拓?fù)浞治龉δ軐?duì)剖面線進(jìn)行拓?fù)浞治觯纬善拭娴耐負(fù)涠噙呅?，同時(shí)完成對(duì)剖面的巖性紋理填充，最終形成相應(yīng)的水文地質(zhì)剖面圖。這種利用高程模型的繪制方式，可以處理不同地形的水文地質(zhì)剖面圖，可以十分方便地繪制出任意方向和長度的地形剖面，是目前十分先進(jìn)的水文剖面繪制方式[3]。

但在實(shí)際的應(yīng)用中，我們要注意人為因素對(duì)剖面圖自動(dòng)生成的干涉。實(shí)際的地理因素很可能會(huì)改變地下水的具體流向和構(gòu)成，操作人員一定要通過專家的意見與自身的經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)實(shí)際的生成結(jié)果相結(jié)合，盡可能地繪制出合乎實(shí)際情況的地下水文地質(zhì)剖面圖，形成一種自動(dòng)與半自動(dòng)相結(jié)合的工作模