MAPGIS与Surfer软件在环境地表γ辐射剂量率工作中的应用

摘要:本文结合工作实例介绍了利用Mapgis地理信息系统与Surfer软件在环境地表γ辐射剂量率工作中的应用,简要的阐述了绘制实际材料图、原始数据图和平面等值线图的方法。

关键词:MapgisSurfer环境地表γ辐射剂量率

前言

在城市地质调查放射性专项调查中,提交的成果报告常常要求绘制大量放射性图件。如何借助于计算机对测量数据进行处理,编制相应的放射性图件,一直以来都是野外测量一线地质人员所追求的目标。作者在本文中利用Mapgis与Surfer软件相结合,编制相应放射性图件的过程,其中的一点经验和体会,供同行们参考。

1 环境地表γ辐射剂量率测量常用图件

环境地表γ辐射剂量率测量的主要图件有[1]:实际材料图、原始数据图、平面等值线图、平面剖面图、综合成果图等图件。过去对于这些图件的编制,大都是用手工完成。随着计算机技术的不断发展,对于这些图件的编制,完全可以借助于Mapgis、Surfer等软件平台或综合运用这些软件来完成。

作者以近几年来,环境地表γ辐射剂量率在城市地质调查中的测量为例,介绍利用Mapgis6.7与Surfer8.0软件在环境地表γ辐射剂量率工作中常用图件的绘制方法。

2 实际材料图和原始数据图的绘制

将野外实测的GPS点位数据通过GPS自带的传输软件下载到计算机中,并导出为纯文本文件(*.txt)。利用Excel软件的数据处理功能,将每个测量点的点位编号与测得的环境地表γ辐射剂量率值的原始数据汇入Excel表格,汇总后的数据结构如表1 所示。

(1)打开文件[2]。Mapgis实用服务→投影变换;Mapgis投影变换系统→投影转换→用户文件投影转换→打开文件,打开要转换成图形的文本文件(见图1)。

(2)指定数据起始位置。指定位置时,只需用鼠标左键单击参加转换的第一行数据,该行数据变为蓝色,说明已被指定(见图1)。

(3)设置各项参数。根据野外实测的坐标系统设置用户投影参数;根据制图目的、制图范围、制图比例尺的要求设置结果投影参数;选择合适的图元符号、尺寸、颜色、图层号设置点图元参数。

(4)设置分隔符。设置用户文件选项栏中,勾选“按指定分隔符”,系统自动弹出提示窗口,确定后,设置X、Y位于的列的起始数。点选“设置分隔符”按钮,分隔符号中选取Tab键作为分隔符号。在图元属性结构中加入作为属性名称所在的行或列,这样在投影生成的图元文件中已带有相应的属性(见图1)。

(5)投影变换,生成点位图,保存生成的投点文件。然后转换到Mapgis图形处理→输入编辑子模块中,添加生成的投点文件。在点编辑中,根据属性标注释给测量点标注数据,选择要标注的域名,设置点位移参数及小数位数等各项参数。对于实际材料图,测量点标注应标明点位编号;对于原始数据图,测量点标注应标明点位γ强度值。

(6)图框生成。根据制图范围、制图比例尺,在Mapgis实用服务→投影变换;Mapgis投影变换系统→投影转换→绘制投影经纬网对话框中输入最小、最大起始及结束经纬度和设置输入的角度单位;若绘经纬网,还应输入经纬度线间隔和经纬线点密度;设置投影参数对话框中的坐标系类型、椭球参数、投影类型等参数;设置图框内外边距及点、线参数,即可快速生成所需图框并保存文件(见图2)。

图2Mapgis绘制投影经纬网、角度单位设置窗口

(7)在Mapgis编辑系统中,以Mapgis软件绘制的同比例尺地质图为底图,添加上述完成的已注释好的点位图文件和生成的图框文件,在点、线、区编辑中增加图名、比例尺(数字比例尺和直线比例尺)、图例、责任签,最后输出环境地表γ辐射剂量率测量的实际材料图和原始数据图(见图3)。

3 平面等值线图的绘制

Mapgis和Surfer都可以绘制平面等值线图。Mapgis在绘制过程中,必须重新调用grd网络化文件,然后对等值线各属性和等值线间填充的颜色进行调整,再生成WT、WL和WP格式文件,如此重复整个绘制过程,直至绘制出满意的图件;Surfer在绘制过程中,只需一次性调用grd网络化文件,对于等值线各属性的调整以及等值线间颜色的填充,每次改变参数,都可以实时看到效果,修改非常方便[3]。因此作者选用Surfer8.0来绘制平面等值线图。

(1)γ辐射剂量率正常值(背景值或本底)和均方差的确定方法。通过作累积频率曲线图来确定测区的γ辐射剂量率正常值,如图4所示。

曲线图的横坐标为γ辐射剂量率,纵坐标为累积百分频率。其纵坐标累积百分频率为50%的点,相对应的横坐标B点数值即为要确定的γ辐射剂量率正常值,84.1%相对应的横坐标D点数值与B点的数值之差,即为γ辐射剂量率正常值变化的均方差。

(2)相对γ辐射剂量率等值线的确定。根据野外测量结果,按岩性分别统计相应的γ辐射剂量率值正常值和均方差。然后按γ辐射剂量率正常值和加一倍、二倍、三倍均方差,在每一岩性内,分别圈出正常场区、偏高场区、高场区和异常场区。在两种不同岩性相接处,要按所划分γ辐射剂量率的等级相连接,不按γ辐射剂量率的绝对值连接。

(3)网格化数据。在Surfer8.0程序主页面中点击“网格”,在菜单中选择“数据”,打开带有校正γ值的原始数据,进行参数选择,X、Y数据列对应测量点坐标,Z数据列选取对应测量点的校正γ值,网格化方法选克里格法,生成网格化文件(*.grd)。

(4)生成等值线图。在Surfer8.0程序主页面中点击“地图”,下拉菜单中选择“等值线图”,点击“新建等值线图”,利用已生成的网格化文件绘制等值线图,修改其属性参数(常规、等级等),等值线等级按上述圈出的正常场区、偏高场区、高场区和异常场区用不同颜色填充,确认后自动生成相对γ辐射剂量率等值线图。

(5)文件格式转换。完成步骤(4)后,在Surfer8.0程序主页面中点击“文件”,下拉菜单中选择“输出”,保存类型选MapInfo交换格式(MIF)(*.mif),输入文件名后保存;在Mapgis图形处理→文件转换模块中,点击“输入”, 下拉菜单中选择“装入MAPINFO数据”,选择由Surfer生成的Mapinfo格式文件,然后换名存点、存线、存区文件,并在Mapgis实用服务→误差校正模块中,对换名存点、存线、存区文件进行误差校正。

(6)图框生成。同实际材料图和原始数据图的绘制步骤(6)。

(7)在Mapgis编辑系统中,以Mapgis软件绘制的同比例尺地质图为底图,添加步骤(5)保存的点、线、区文件和步骤(6)生成的图框文件,在点、线、区编辑中增加图名、比例尺(数字比例尺和直线比例尺)、图例、责任签,最后输出环境地表γ辐射剂量率测量的等值线图(见图3)。

4 结语

本文主要介绍了充分利用Mapgis与Surfer软件各自的优点在环境地表γ辐射剂量率工作中实际材料图、原始数据图和平面等值线图的绘制方法,其中Mapgis借助Surfer软件绘制平面等值线图的优势,极大地提高了利用Mapgis绘制平面等值线图的速度,大大地减轻了图件绘制的工作量。利用此种方法同样可以应用在地形图、地质图、地球化探图、水文地质图等各类图件的制作。随着计算机技术的不断发展,运用Mapgis地理信息系统及相关专业软件在地质制图中能够发挥更大的作用,它将广泛应用在多领域。通过对Mapgis地理信息系统的实际应用,深刻体会到它的准确、快捷、直观、功能强大,大大的提高了工作效率。

参考文献

[1] 地质矿产部区域地质矿产地质司.铀矿地质工作手册(试行).北京:中华人民共和国地质矿产部区域地质矿产地质司,1983.

[2] 中地软件丛书编委会.MAPGIS地理信息系统实用教程.武汉:武汉中地信息工程有限公司,2002.

[3] 宋明艺,张春灌.借助Surfer软件实现快速绘制平面等值线图.工程地球物理学报,2009,6(2).

作者简介:邓秀文(1981~),男,本科,助理工程师,从事地质实验测试研究。

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