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实测地质剖面投影问题

文摘 2024-08-14 08:18 贵州

实测地质剖面的绘制，常用有展开法和投影法两种。

一、展开法

展开法绘制实测地质剖面图，是根据每条导线的斜距和坡度（依比例尺）直接连续绘制而成剖面图。也就是把平面投影上转折的导线直接拉直了（如下图）。

（野外地质工作实用手册，2013）

此法适用于导线方位变化不大的情况下（指相邻两导线方向的锐夹角很小），也方便野外绘图，其缺点是可能会夸大地质体的宽度、歪曲地质体的实际形态。

所以，导线方位多变、转折较多时，宜用投影法。

二、投影法

投影法，如果是传统手工绘图方法，首先在米厘纸上（或地形图）按比例尺绘制出导线平面图，并在相应位置上标绘地质要素，根据地质要素的发育特征、导线的转折分布情况等，综合选择绘制实测剖面的投影方法，即如何确定投影基线，也就是总导线方向（或称剖面优选方位）。

考虑到绘图的美观，投影基线都要旋转展平。那么，异线平面图就要重新绘制或透图台透图了。根据投影基线来投影实测地形线、地质要素等再修饰，完成一张完整的实测地质剖面图。作图工序繁杂，耗时也比较长。

投影法的优点是：地层厚度基本反映了真厚度、构造要素和形态特征基本符合实际；缺点是：剖面地形轮廓线有所歪曲。

传统的投影基线即总导线优选方位的确定方法，主要有以下四种。

1. 投影基线通过各条主要导线

主要导线，以跨度较长、地质界线比较丰富的导线为主，投影基线尽量通过主要导线的中点，如下图（a）。此法人为确定因素影响大，算法上较难实现。

（野外地质工作实用手册，2013）

2. 导线起始点连线作为投影基线

此投影法，测量导线须较均匀地分布在投影基线两侧。直接连接导线起始点作为基线，作图方便，如上图（b）。

3. 导线加权平均法求投影基线方位

根据以下公式计算，得到投影基线方位角后。再选择投影基线通过主要导线的位置，并按角度值标定投影基线。

（野外地质工作实用手册，2013）

4. 几何作图法

依次连接各导线的中点，再连接第一次连线中点，第二次连线中点，最后形成一条直线，再通过该直接中点画一条垂直地层走向的的直线，即为投影基线，如上图（c）。

此法适宜导线转折多变的剖面，作图较繁杂，但正确性高，与加权平均法相近，但较前者更为准确。

三、新思考

纯手工绘图的年代，实测地质剖面既要考虑更接近真实地反映地质体特征，还要考虑手工绘图的便携性、可操作性，往往还要在米厘纸上重复绘图，绘图过程繁杂，耗时较长。

据地质前辈们讲，那年代第一种投影基线通过各条主要导线和第四种几何作图法，最为常用。

随着计算机绘图技术的迅猛发展，计算机数据快速处理和自动成图，是当前地质工作效率提升、精准化、信息化的时代潮流，一些传统的地质工作方法，也会随之退出历史的舞台。

前述四种投影法中，第一种投影基线通过各条主要导线和第四种几何作图法，即使正确性高，但人为确定因素影响大，算法上较难实现；而第二、三种投影法容易通过算法计算出剖面优选方位，编绘图小程序也容易。

因此，对今后实测地质剖面软件、App开发及原始数据采集，想法如下：

1. 投影法择优

在实测地质剖面自动绘图软件开发中，综合考虑反映地质体的准确性、小众软件实用性及开发成本等，投影法择优选用，如上述投影法中的第二、第三种投影法。还有通过一次回归方程计算实测剖面优选方位，与笫三种投影法相似，在一些实测剖面小软件中也常用，包括笔者开发的“实测剖面”模块也是采用此法。

2. 原始记录方式优化

传统的实测地质剖面原始记录一般包括以下内容：

（野外地质工作实用手册，2013）

测量工具提升为RTK、手持GPS等后，不管是手写记录、电脑软件数据录入，或是终端APP，采集数据一般应包括的内容有：地质观察点号、经度、纬度、高程、地质体倾向和倾角、分层号、地层代号、样本号、样品号、地质描述等内容。

测量的思路有所区别，没有了专门的导线及导线中增加若干观察点的内容，一条实测剖面，是有由若干观察点连接而成的不规则拆线。当然了，两个观察点连成的直线，与上一条两观察点直线的夹角应是锐角，而且夹角越小越好。

主要资料文献

中国地质调查局. 2013.野外地质工作实用手册 [M]. 长沙：中南大学出版社.

侗族，地质灾害勘查正高级工程师。自主开发地质软件获2020年度贵州省技术发明三等奖。公众号用于地质业务和地质文化交流，视频号和抖音“地质客”展示地质人的工作和生活。

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