CN105182441B - 一种实测地层剖面绘制的三维投影法 - Google Patents

一种实测地层剖面绘制的三维投影法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实测地层剖面绘制的三维投影法，涉及工程地质信息处理领域，首先需要绘制导线平面图，然后以导线平面图为基础，分别以各地形拐点、系界线点、组界线点、地层界线点按地层走向做直线与总导线相交，然后再以相交点地层的视倾角和相对高差确定总导线方位上真实的地形拐点、系界线点、组界线点、地层界线点位置，再以得到的各界线点垂直投影作图后得到实测地层剖面，本发明的三维投影绘图方法从原理上解决了导线法的二次二维投影绘制方式对常规导线和平移导线造成的在总导线方位上投影偏差的问题，提高了地层剖面图的精度。

Description

一种实测地层剖面绘制的三维投影法
技术领域
本发明涉及工程地质信息处理领域，具体涉及一种实测地层剖面绘制的三维投影法。
背景技术
实测地层剖面是区域地质调查工作中的重要环节，是综合研究一个地区基本地质情况、确定地层的岩石组成、岩相、接触关系以及古生物赋存情况的基础工作。对于实测剖面中地层厚度的计算方法，从20世纪70代开始，大量学者开展了广泛的讨论，并形成了现在通用的实际地层厚度计算公式。实测地层剖面计算和绘制工作繁复，21世纪初，随着计算机的迅速发展，学者开始研究实测地层剖面的计算机实现方法，实测剖面的计算机处理节省了大量的人力和时间。
实测地层剖面绘制有直线法和导线法两种方法。直线法要求所有地层产状一致或近乎一致，野外测量时，导线方向始终与地层走向垂直，导线方向即为总导线方向，在绘制过程中只需要按照实际测量数据逐导绘制，但直线法应用的前提条件——所有地层产状一致是非常苛刻的，野外实际情况难以满足。野外无法完成直线法的测量方式，因此室内的也很少采用直线法绘制方法。导线法测量时，要求导线方向可在地层倾向方向±30度内摆动，在绘制实测剖面图时，采用二次二维投影进行绘制，即首先各导线向水平面投影，形成导线平面图，然后导线平面图上各导线垂直向总导线方向投影，以投影得到的水平距和各点高差做为地形线的起伏点，然后再把各分层界线投影到此起伏地形线上，按层厚、岩性绘制岩性线和岩性花纹，此方法目前是我们通常采用的方法。
导线法的缺陷在于使常规导线在总导线方向上的投影偏离实际位置，同时使平移导线的岩性线与地形线之间产生夹角，且造成了平移导线处理的多样性问题。因此，需要对现有的绘制方法进行改进，以得到更加真实、准确的图形。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种克服导线法缺陷，精度高的实测地层剖面绘制方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种实测地层剖面绘制的三维投影法，包括下述工艺步骤：
(1)首先将实测地层剖面野外导线路线图中的各个导线投影到水平面上，得到导线平面图，并把系界线点、组界线点、地层界线点投影到导线平面图上；
(2)以导线平面图中各地形拐点、系界线点、组界线点、地层界线点为端点，做平行于地层走向方向的直线与总导线方位线相交得到若干个交点a，b，c，……，B1，B2，B3，……；
(3)以导线路线图中的各个a，b，c，……点为垂足，按各点相对高差做垂线，然后以视倾角θ1，θ2，θ3……作图，交总导线方位线于若干个交点A’，B’，C’……，这些交点对应的水平坐标即为总导线方位线上的地形线转折点的水平坐标；
(4)以B1，B2，B3，……为垂足按步骤(3)的方式以相对高差做垂线，再以相应视倾角大小做直线，交总导线方位线于M1，M2，M3……，这些交点对应的水平坐标即为系界线点、组界线点、地层界线点在总导线方位线上的水平坐标；
(5)以A’，B’，C’……点垂向投影，以投影后的投影点绘制直线，即为地形线，然后再把M1，M2，M3……点垂向投影到地形线上，按界线性质绘制地层界线长度，然后按地层厚度绘制岩性线并填充岩性花纹，得到最终的实测地层剖面图。
优选的，所述步骤(3)和步骤(4)中当相对高差为负值且按视倾角大小作直线时，应与相对高差为正值时方向相反。
优选的，所述实测地层剖面的绘制可采用手工或计算机软件绘制。
优选的，所述步骤(5)中投影点绘制直线时采用圆滑过渡绘制。
优选的，所述步骤(5)中在作垂向投影时，投影的垂向大小按相对高差衡量。
优选的，所述计算机软件具体可采用CAD或CATIA。
采用本发明的技术方案，相比传统的导线法，本发明的方法具有以下优点：1.平移导线不在实测地层剖面中呈现，有利于实测地层剖面的识读；2.采用三维投影绘图，解决了导线法二维投影与视倾角三维计算的矛盾，在实测地层剖面中地形线与岩性线之间不再存在夹角问题；3.投影的地层界线点为总导线方位线上的真实地层界线点；4.沿总导线方位绘制的图切剖面与实测地层剖面一致。
附图说明：
图1为本发明所述的一种实测地层剖面绘制的三维投影法的原理图。
图2为本发明所述的一种实测地层剖面绘制的三维投影法的步骤示意图。
图3和图4为安徽巢湖市凤凰山地区麒麟山背斜东南翼石炭纪地层三维投影法绘制的实测地层剖面图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种实测地层剖面绘制的三维投影法，包括下述方法步骤：
(1)如图2a所示，首先把图1所示的各导线投影到水平面上，得到导线平面图，其中3-4导为平移导线，并把系界线点、组界线点、地层界线点投影到导线平面图上，即图中L1-L7点；
(2)如图2b所示，以导线平面图各地形拐点、系界线点、组界线点、地层界线点为端点，做平行于地层走向方向的直线与总导线方位线分别交于a、b、c、B1-B7点；
(3)如图2c所示，以1、a、b、c、5为垂足，按相对高差做垂线，然后以视倾角θ1，θ2，θ3，θ4，θ5按图2c做图，交总导线方位线于A’、B’、C’、D’、E’点，这五点所对应的水平坐标即为总导线方位线上的地形线转折点的水平坐标；
(4)如图2d所示，以B1-B7为垂足按图2c方式以相对高差做垂线，再以相应视倾角大小做直线，交总导线方位线于M1-M7点，需要注意的是当相对高差为负值时，按视倾角大小做直线时，应与相对高差为正值时方向相反(如图2d，B7点所示)。如图2e所示，以A’-E’点垂向投影，投影的垂向大小按相对高差衡量，以投影后的五点圆滑绘制直线，即为地形线，然后再把M1-M7点垂向投影到地形线上，按界线性质绘制地层界线长度，然后绘制岩性线并填充岩性花纹，得到最终的实测地层剖面图。
如图3所示，选取了安徽巢湖市麒麟山背斜东南翼石炭纪地层的实测数据，进行了三维投影法的绘制，实测数据在和州组顶面上是以沿地层倾向方向测量的，为平移导线。
在本实施例中，本发明的图形的绘制可采用人工绘制或计算机软件绘制，如现有的CAD或CATIA等软件均可进行绘制，极大地提高了绘制精度和效率。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种实测地层剖面绘制的三维投影法，其特征在于，包括下述方法步骤：
(1)首先将实测地层剖面野外导线路线图中的各个导线投影到水平面上，得到导线平面图，并把系界线点、组界线点、地层界线点投影到导线平面图上；
(2)以导线平面图中各地形拐点、系界线点、组界线点、地层界线点为端点，做平行于地层走向方向的直线与总导线方位线相交得到若干个交点a，b，c，……，B1，B2，B3，……；
(3)以导线路线图中的各个a，b，c，……点为垂足，按各点相对高差做垂线，然后以视倾角θ1，θ2，θ3……作图，交总导线方位线于若干个交点A’，B’，C’……，这些交点对应的水平坐标即为总导线方位线上的地形线转折点的水平坐标；
(4)以B1，B2，B3，……为垂足按步骤(3)的方式以相对高差做垂线，再以相应视倾角大小做直线，交总导线方位线于M1，M2，M3……，这些交点对应的水平坐标即为系界线点、组界线点、地层界线点在总导线方位线上的水平坐标；
(5)以A’，B’，C’……点垂向投影，以投影后的投影点绘制直线，即为地形线，然后再把M1，M2，M3……点垂向投影到地形线上，按界线性质绘制地层界线长度，然后按地层厚度绘制岩性线并填充岩性花纹，得到最终的实测地层剖面图。
2.根据权利要求1所述的一种实测地层剖面绘制的三维投影法，其特征在于：所述步骤(3)和步骤(4)中当相对高差为负值且按视倾角大小作直线时，应与相对高差为正值时方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种实测地层剖面绘制的三维投影法，其特征在于：所述实测地层剖面的绘制可采用手工或计算机软件绘制。
4.根据权利要求1所述的一种实测地层剖面绘制的三维投影法，其特征在于：所述步骤(5)中投影点绘制直线时采用圆滑过渡绘制。
5.根据权利要求1所述的一种实测地层剖面绘制的三维投影法，其特征在于：所述步骤(5)中在作垂向投影时，投影的垂向大小按相对高差衡量。
6.根据权利要求3所述的一种实测地层剖面绘制的三维投影法，其特征在于：所述计算机软件具体可采用CAD或CATIA。
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