专利名称：一种洞室地质展示图的编绘方法
技术领域：
本发明涉及一种洞室地质展示图的编绘方法。适用于水电、水利、公路、铁路等行业工程地质和矿山地质等领域。
背景技术：
洞室地质展示图是工程地质和矿山地质工作成果的最基础图件，需要花费地质工程师大量时间和精力去编绘，占到地质内业工作量一半左右，在拥有庞大地下洞室群的工程中更是如此。现行的洞室地质展示图计算机辅助编绘方法是由工程师借助计算机CAD工具和编程进行二维图半自动、半手工的绘制，这种图件编绘方法在近20多年的时间里发挥了巨大作用，但同时存在着图形描绘和数据输入工作量大、图面标注和格式排版繁琐、不易修改更新、数据复用率低等缺点。随着计算机辅助制图技术、图形图像技术、数据库技术为代表的数字信息技术在地质领域的广泛应用，传统计算机辅助绘图方法已经赶不上国民经济发展的需要，极为需要更加先进的计算机辅助图件自动编绘方法，尽最大可能以计算机自动编绘为主，人工干预为辅，大幅提高图件编制的效率。近年来，地质三维技术成为行业研究热点，一些单位和学者利用数码照相三维影像编录技术对洞室地质展示图编绘所需的地质迹线提取方式有所创新，但是尚未涉及本发明有关的洞室地质展示图的自动编绘方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现状，本发明旨在提供一种洞室地质展示图的编绘方法，以解决图形描绘和数据输入工作量大、图面标注和格式排版繁琐、修改更新不易和数据复用率低等问题，提高洞室地质展示图的编绘效率和数据使用效率。本发明所采用的技术方案是洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于包括以下步骤
1. 1、图件编绘设置，根据洞室地质展示图产品要求设置必选项目和可选项目，必选项目包括图名、图号、比例尺、图幅、分幅方式、责任人、完成时间、制图单位；可选项目包括地质数据栏、试验数据栏和附图可选项目，编绘设置时选择其中的一项或几项；
1. 2、地质图形编录，根据步骤1. 1的图件编绘设置和不同洞室类型的洞形参数，自动生成分幅或不分幅的编录底图，然后利用CAD平台提供的工具，采用网格素描、底图参照、 图像矢量化、文件导入和属性输入方式在编录底图上进行地质图形编录，将洞室施工揭露的地质对象出露迹线按照实际位置逐一绘制到图面地质素描栏上，绘制的线条中包含了空间几何数据，并录入相应的专业属性数据和图形属性数据，形成编录1.3、编录数据存储，将编录图上地质对象的空间几何数据以及专业属性数据和图形属性数据分类提取并保存至数据库或数据文件；
循环往复步骤1. I"步骤1. 3，后次作业对前次作业进行编录数据补充和编录数据更新，直至满足出具完整的洞室地质展示图的要求；
41. 4、图件自动绘制，根据洞室地质展示图设置要求，从数据库或数据文件中提取编录数据，并按照图件编绘设置和工程规范标准，自动绘制电子格式的出图默认项目和必选项目，以及绘制包括地质数据栏、试验数据栏和附图可选项目中的一项或几项，最后得到洞室地质展示图。所述地质数据栏的内容包括洞室RQD、线裂隙率、风化程度、卸荷程度、完整程度、 紧密程度、岩体结构和围岩类别中的一项或几项。所述试验数据栏包括声波、地震波、地应力、围岩强度、地温、有害气体和辐射中的一项或几项。所述附图可选项目包括裂隙玫瑰花图、节理等密图、线裂隙率直方图、回弹值曲线图和洞室轴线剖面图中的一项或几项。所述专业属性数据包括地质对象的类别、编号和特征。所述图形属性数据包括多边形、线条和点的图形类型数据，以及与图形类型数据对应的地质花纹数据、地质线型数据和地质符号数据、标注文字数据。所述空间几何数据包括地质对象出露迹线每个节点在洞室中心线上的桩号、洞室截面上的偏距X和偏距Y。所述步骤1.4图件自动绘制中，出图默认项目包括图框、洞室位置、洞口坐标、洞室坡比、截面参数、地质素描栏、桩号刻度栏、轴线方向栏、地质描述栏、图例和图签；其中地质描述栏的内容包括地层岩性、地质构造、水文地质和工程地质条件。所述步骤1.3编录数据存储中，空间几何数据存储前必须根据洞室中心线和洞室截面参数进行图面坐标到洞室中心线桩号和洞室截面偏距的几何数据转换。本发明的有益效果是
1)计算机辅助绘图自动化程度提高，能够从数据库或数据文件中提取地质图形编录数据，按照图件编绘设置和工程规范标准，自动绘制出图默认项目和必选项目；选择图件分幅；选择绘制地质描述栏、地质数据栏、试验数据栏或附图可选项目，解决了数据查找整理、 分段标注、附图编辑和格式排版等繁琐的问题。2)洞室地质展示图的编绘设置、图形编录和数据存储的循环往复过程，有利于图件的后期更改，解决了洞深加长、出图比例尺变化和出图分幅要求变更以及数据栏和附图选项的调整等实际问题，从而提高了洞室地质展示图的修改更新效率。3 )洞室地质展示图的编录数据，如专业属性数据和图形属性数据向数据库或数据文件的回写，方便了编录数据的多回次和多种形式的利用。
图1是本发明的流程框图。图2和图3分别是本发明步骤1. 3中编录数据表的结构图。
具体实施例方式如图1所示，本实施例以平洞地质展示图的编绘为例，进一步对本发明作具体介绍。本例使用Bentley公司的MicroStation软件作为计算机辅助设计(CAD)平台，将平洞的基本参数、地质对象的图形属性数据和专业属性数据存储在SQL krver数据库中。在本实施例中，按照本发明描述的编绘方法，平洞展示图的编绘主要包括以下几个步骤平洞展示件编绘设置、地质图形编录、编录数据存储、平洞展示件自动绘制，以及后续的应用户的特殊需要进行图件手工编辑。
1、平洞展示图的图件编绘设置
根据平洞展示图的产品要求设置必选项目和可选项目。必选项目包括图名、图号、比例尺、图幅、分幅方式、责任人、完成时间、制图单位， 其中，平洞常规使用的比例尺有1 50、1 100和1 200，三种规格。分幅方式是确定图件是否分幅绘制。相比传统固定格式的计算机辅助绘图方式，本发明提供一系列灵活的可选项目 包括地质数据栏、试验数据栏和附图可选项目，编绘设置时选择其中的一项或几项。其中， 地质数据栏的内容包括洞室RQD (岩石质量指标)、线裂隙率、风化程度、卸荷程度、完整程度、紧密程度、岩体结构和围岩类别中的一项或几项；试验数据栏包括声波、地震波、地应力、围岩强度、地温、有害气体和辐射中的一项或几项；附图可选项目包括裂隙玫瑰花图、节理等密图、线裂隙率直方图、回弹值曲线图和洞室轴线剖面图中的一项或几项。2、地质图形编录
本步骤根据图件编绘设置和平洞的洞形参数，自动生成不分幅的编录底图，然后，利用 CAD平台提供的多样化工具，采用网格素描、底图参照、图像矢量化、文件导入和属性输入方式在编录底图上进行地质图形编录，将洞室施工揭露的地质对象出露迹线按照实际位置逐一绘制到图面地质素描栏上，绘制的线条中包含了空间几何数据，并录入相应的专业属性数据和图形属性数据，形成编录图。其中
空间几何数据包括地质对象出露迹线每个节点在洞室中心线上的桩号、洞室截面上的偏距X和偏距Y。专业属性数据包括地质对象的类别、编号和特征。图形属性数据包括多边形、线条和点的图形类型数据，以及与图形类型数据对应的地质花纹数据、地质线型数据和地质符号数据、标注文字数据。3、编录数据存储
本步骤将编录图上地质对象的空间几何数据以及专业属性数据和图形属性数据分类提取并保存至数据库或数据文件，并形成数据表，数据表的结构如图2、图3所示。在编录数据存储前，空间几何数据(利用CAD平台开发的专门工具)必须根据洞室中心线和洞室截面参数进行图面坐标到洞室中心线桩号和洞室截面偏距的几何数据转换。在平洞编录图中， 地质对象的二维图形都是以基本的点序列来表示的，点的定位数据在数据库表中以深度、 洞室断面偏距X和偏距Y的形式记录，其中深度由图面绝对坐标X决定，偏距X和偏距Y根据图面绝对坐标Y和洞形参数换算得到。循环往复步骤1-步骤3，后次作业对前次作业进行编录数据补充和编录数据更新，直至满足出具完整的平洞地质展示图的要求。4、平洞展示件自动绘制
本步骤根据洞室地质展示图设置要求，从数据库或数据文件中提取编录数据，并按照图件编绘设置和工程规范标准，自动绘制电子格式的出图默认项目和必选项目，以及绘制包括地质数据栏、试验数据栏和附图可选项目中的一项或几项，最后得到洞室地质展示图。 所述出图默认项目包括图框、洞室位置、洞口坐标、洞室坡比、截面参数、地质素描栏、桩号刻度栏、轴线方向栏、地质描述栏、图例和图签。其中地质描述栏的内容包括地层岩性、地质构造(含节理裂隙)、水文地质和工程地质条件。本例为平洞地质展示图不分幅绘制，图纸的长度取决于平洞的长度，图名、图号、 比例尺在图纸顶端中央绘制，附图、图例、图签和附加说明在图纸的最右侧绘制，其余项按从上至下、从左至右依次整齐排列。在图名、图号和比例尺下方绘制平洞位置、坐标高程、 断面尺寸、底板坡度等平洞基本信息以及地质素描栏，通过读取数据库中洞形参数和地质图形编录数据，然后将读取的地质图形相对坐标逆向转换成图面绝对坐标进行绘制。地质素描栏上所有绘制的地质对象类型都需绘制对应的图例，同类型的多个对象仅绘制一个图例。平洞展示图中部以分栏和分段的形式绘制其他平洞相关数据，其中桩号刻度栏、轴线方向栏作为出图默认项目必须绘制，地质数据栏和试验数据栏为可选绘制项。图表的最下端为平洞展示图的出图默认项目的地质描述栏，绘制时从数据库中读取地层岩性、地质构造 (含节理裂隙)、水文地质与工程地质条件数据按照规范格式整齐输出。一般情况下，地质描述栏内分左右两栏排版，如果采用分幅绘制且文字内容较多则从首页开始往后页输出。地质数据栏和试验数据栏每增加一个可选项将向下压缩地质描述栏的绘图空间，图幅高度尺寸不发生变化。平洞展示图中可选择绘制的附图包括裂隙玫瑰花图、节理等密图、线裂隙率直方图、回弹值曲线图和平洞轴线剖面图等。裂隙玫瑰花图和线裂隙率直方图属于地质统计图。 回弹值曲线图属于试验统计图，所需的数据均来源于数据库。平洞轴线剖面图属于地质剖面图的范畴，它是通过洞轴线两端延伸一段长度切地质剖面得到。不分幅绘制图件时，所有的附图绘制在图件的右侧；分幅绘制图件时，附图绘制在图件的末页。分幅选项设置图件是否分幅绘制，不分幅绘制的图件仅有一个横向无限拉长的图框，图框高度为420mm，图框长度取决于平洞的长度；分幅绘制的图件采用标准的A3图幅 (外图框420X590mm)绘制，由1幅或多幅展示图和末页附图组成，在分幅的图名上标明图幅的顺序号。分幅绘制的图幅数由平洞的长度和出图比例尺决定。展示图末页须使用企业标准图签，A3图幅相适应的图签规格为44X 100mm。在图签中，自动填写项目名称、勘察阶段、专业、图名、比例尺、责任人数字签名和校审完成日期、出图日期、完成单位等出图必选项。5、图件手工编辑
平洞地质展示图自动编绘完成后，一般可直接用于出图。当用户有特殊需要时，可在 CAD平台上进行手工编辑，例如加上用户数字签名、职业资格印章、文件安全密钥等，使电子图件成果更加满足用户的产品需求。该过程添加或修改的内容不影响地质图形编录和编录数据存储，在反复的图件自动绘制过程中保持状态不变。
权利要求
1. 一种洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于包括以下步骤1. 1、图件编绘设置，根据洞室地质展示图产品要求设置必选项目和可选项目，必选项目包括图名、图号、比例尺、图幅、分幅方式、责任人、完成时间、制图单位；可选项目包括地质数据栏、试验数据栏和附图可选项目，编绘设置时选择其中的一项或几项；1. 2、地质图形编录，根据步骤1. 1的图件编绘设置和不同洞室类型的洞形参数，自动生成分幅或不分幅的编录底图，然后利用CAD平台提供的工具，采用网格素描、底图参照、 图像矢量化、文件导入和属性输入方式在编录底图上进行地质图形编录，将洞室施工揭露的地质对象出露迹线按照实际位置逐一绘制到图面地质素描栏上，绘制的线条中包含了空间几何数据，并录入相应的专业属性数据和图形属性数据，形成编录图；1.3、编录数据存储，将编录图上地质对象的空间几何数据以及专业属性数据和图形属性数据分类提取并保存至数据库或数据文件；循环往复步骤1. I"步骤1. 3，后次作业对前次作业进行编录数据补充和编录数据更新，直至满足出具完整的洞室地质展示图的要求；1.4、图件自动绘制，根据洞室地质展示图设置要求，从数据库或数据文件中提取编录数据，并按照图件编绘设置和工程规范标准，自动绘制电子格式的出图默认项目和必选项目，以及绘制包括地质数据栏、试验数据栏和附图可选项目中的一项或几项，最后得到洞室地质展示图。
2.根据权利要求1所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述地质数据栏的内容包括洞室RQD、线裂隙率、风化程度、卸荷程度、完整程度、紧密程度、岩体结构和围岩类别中的一项或几项。
3.根据权利要求1所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述试验数据栏包括声波、地震波、地应力、围岩强度、地温、有害气体和辐射中的一项或几项。
4.根据权利要求1所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述附图可选项目包括裂隙玫瑰花图、节理等密图、线裂隙率直方图、回弹值曲线图和洞室轴线剖面图中的一项或几项。
5.根据权利要求1所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述专业属性数据包括地质对象的类别、编号和特征。
6.根据权利要求1所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述图形属性数据包括多边形、线条和点的图形类型数据，以及与图形类型数据对应的地质花纹数据、地质线型数据和地质符号数据、标注文字数据。
7.根据权利要求1所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述空间几何数据包括地质对象出露迹线每个节点在洞室中心线上的桩号、洞室截面上的偏距X和偏距Y。
8.根据权利要求1所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述步骤1.4图件自动绘制中，出图默认项目包括图框、洞室位置、洞口坐标、洞室坡比、截面参数、地质素描栏、桩号刻度栏、轴线方向栏、地质描述栏、图例和图签。
9.根据权利要求1或7所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述步骤1.3 编录数据存储中，空间几何数据存储前必须根据洞室中心线和洞室截面参数进行图面坐标到洞室中心线桩号和洞室截面偏距的几何数据转换。
10.根据权利要求8所述的洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于所述地质描述栏的内容包括地层岩性、地质构造、水文地质和工程地质条件。
全文摘要
本发明涉及一种洞室地质展示图的编绘方法。本发明的目的是提供一种洞室地质展示图的编绘方法，以解决图形描绘和数据输入工作量大、图面标注和格式排版繁琐、修改更新不易和数据复用率低等问题，提高洞室地质展示图的编绘效率和数据使用效率。本发明的技术方案是洞室地质展示图的编绘方法，其特征在于包括以下步骤1.1、图件编绘设置；1.2、地质图形编录；1.3、编录数据存储；循环往复步骤1.1-步骤1.3，后次作业对前次作业进行编录数据补充和编录数据更新，直至满足出具完整的洞室地质展示图的要求；1.4、图件自动绘制。本发明适用于水电、水利、公路、铁路等行业工程地质和矿山地质等领域。
文档编号G06F17/50GK102360404SQ20111033905
公开日2012年2月22日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者刘臻熙, 双喜, 唐海涛, 张业星, 徐震, 李成翔, 王国光, 王金锋, 蒋海峰, 陈健 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院