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基于ArcEngine的灾害地质立体图切剖面技术研究

作　者: 裴丽娜
导　师: 孔春芳
学　校: 中国地质大学
专　业: 地质工程
关键词: 灾害地质数据模型 ArcEngine 图切剖面
分类号: P694
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

灾害地质立体图图切剖面作为立体图分析的一个重要部分,是进行地质灾害分析、预测和防治工作的有力工具。切出的二维剖面图与灾害地质立体图相配合,可以清晰地反映出图区内地层、灾害体、构造的空间分布特征,对于认识各种地质体和灾害体赋存的地质条件和时空分布规律,指导地质灾害预测和防治具有重要的意义。目前AutoCAD、MapGIS、Section、南方CASS以及其他测绘方面的应用软件都具有图切剖面功能,但是过程比较复杂,要经过绘制地形线、高程线、直角坐标网、地层界线、断层、矿体、探矿工程、花纹图层等,最后才能达到图切剖面的目的,对于不知道图切剖面原理和熟练应用软件的用户,并不知道从何处下手才能达到图切剖面的目的；并且大多数系统图切剖面功能还是依赖钻孔数据、槽探数据等,所以在灾害地质研究中,不存在钻孔、探槽数据,原先存在的图切剖面功能也就不适用。本文结合灾害地质研究的情况,针对如何简化图切剖面步骤,并增加系统的自动性,把繁琐步骤转为后台程序自动运行,从两个方面研究了图切剖面的研究现状,即切剖面的步骤和依据的数据,分析了国内外具有图切剖面功能的软件在应用这项功能时的特点,比较其优劣,证明开发出一个新的、更适用于灾害地质研究的图切剖面功能是非常有必要的,重点阐述了模型建立和剖面图的绘制过程,最终把繁琐步骤转为后台程序自动运行,实现灾害地质立体图图切剖面的同时增加了系统的自动性。基于前人的研究成果,本文从用户需求入手,认真分析了用户需求和灾害地质信息,包括水系、地层地貌、工程地质岩组、构造、地层产状、勘查工程、监测点、灾害体等信息,总结出灾害地质立体图图切剖面的“知识规则”,构建出图切剖面概念模型、逻辑模型、计算数据模型和绘制数据模型。本论文研究的图切剖面功能就是在这些工作基础上实现的。本文研究的图切剖面功能是在中国地质大学(武汉)信息所开发QuantyView平台工作的基础上,针对三维环境平台的特点提出的图切剖面思路与方法,并基于该思路与方法,在分析地质剖面图几何特征、建立数据模型的基础上,采用面向对象的开发方法,以ArcEngine为基础开发平台,利用C#.NET语言、GIS技术,通过分析地层信息、地质构造数据、地质灾害体等数据,建立地质剖面图的数据模型实现的。论文研究的主要内容有：(1)分两种数据管理、调用方式建立地质数据库。第一种是利用ArcSDE和Oracle数据库来管理数据,将所需的60个地区数据导入到Geodatabase中,在oracle数据库中通过ArcSDE来进行统一访问和管理；第二种是利用Access和FileGeodatabase来管理数据,主要是利用源数据的Geodatabase格式,同时继承了源数据的图层编码格式。(2)分析研究区域内地层、岩性、产状,及崩塌、滑坡等特殊地质现象的空间分布特征,将这些实体抽象成概念模型,据此总结出从灾害地质立体图图切剖面的“知识规则”。(3)研究在GIS技术支持下,如何实现灾害地质图图切剖面,其间涉及到地层线、地层面的生成规则、生成算法。(4)考虑到与“三峡库区地质灾害预警指挥系统”其他上下游软件或者其他管理软件的集成,譬如在网页上输入任意两个空间地理坐标点,就能切出这两个坐标点间的剖面。实现跨图幅切剖面。经过反复测试,图切剖面功能模块己顺利完成。本学位论文取得的创新性成果是：1.实现图切剖面的自动绘制,只要绘出剖面线,图切剖面剩下的工作就交给系统在后台自动完成,不用像其它软件一样一步步绘制地形线、高程线、直角坐标网、地层界线等要素才能实现。2.适用于灾害地质研究。其他软件的图切剖面都是依赖钻孔数据、槽探数据等,而在灾害地质预测防治方面的研究中,缺乏这些数据,那么就不能进行图切剖面分析。本文研究的图切剖面分析是利用勘查工程、地层地貌、工程地质岩组、构造、地层产状、灾害体信息建立正确的专家“知识规则”和数据模型,在此基础上实现了灾害地质立体图图切剖面。3.本文研究的灾害地质立体图图切剖面功能有更好的通用性,对于不同地区,只要具备数据,同样适用,当剖面线跨越两个甚至多个地区时仍能切出相应的剖面图。而其他软件的图切剖面针对具体的某一区域或某几个特定的钻孔可以正确地构建图切剖面,而对其它区域甚至其它任意钻孔,便不能自动生成正确的剖面图。本文的研究成果已在“灾害地质立体图软件开发及图库建设”子系统项目中进行了很好的应用,论文以三峡库区杨老山地区为例进行研究测试,实践证明该方法具有显著的合理性,其功能实现模块具有较高推广和实用价值,并以郭家坝、归州镇地区数据为例同时证明了跨图幅切剖面的顺利实现,为“三峡库区地质灾害预警指挥系统”其他上下游软件或者其他管理软件的集成做好了准备。

基于ArcEngine的灾害地质立体图切剖面技术研究

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