4. 在QGIS中创建与编辑剖面线矢量图层

剖面线是矿区地质剖面数据提取的“骨架”。在QGIS中，剖面线并不是随手画的一条装饰线，而是一个带有明确属性结构、方向约定和拓扑约束的线矢量图层。它的质量直接决定后续沿线采样、高程提取、地层交切统计能否得到可信结果。本节围绕“新建线图层—绘制剖面线—设置属性字段—拓扑检查与修正”这一条主线展开，重点讲清楚每一步的实际操作对象、参数取值和判断依据。

一、先明确剖面线的数据约定

在动手建图层之前，必须先固定三件事，否则后续编辑会反复返工。

• 坐标系：矿区剖面线通常使用与地质图一致的投影坐标系（例如 CGCS2000 3度带高斯-克吕格投影），而不是地理坐标系。这样“长度”字段的单位才是米，方位角计算也才有工程意义。若底图是经纬度，应在建图层时直接指定目标投影坐标系，或先重投影底图。
• 方向约定：剖面线是有向的。约定“起点为剖面小号端、终点为大号端”，方位角按“从正北顺时针量取”的测量学约定计算，取值范围 0°～360°。全文与图示统一采用这一约定。
• 几何类型：选择“线（LineString）”，不要用多线（MultiLineString）。单条剖面应是一条连续折线，避免出现多段分离几何导致长度统计重复或采样断裂。

二、新建剖面线矢量图层

在QGIS中通过“图层 → 新建图层 → 新建Shapefile图层”（或新建GeoPackage图层，推荐后者，便于统一管理与字段约束）创建。关键设置如下：几何类型选“线”，坐标系选矿区投影坐标系，编码选 UTF-8。图层命名建议采用“矿区代号_剖面线”的形式，例如 KY01_profile_lines，避免中文名在跨平台交换时出现乱码。

字段设计是本节的核心。剖面线至少需要三个业务字段，建议再补充两个辅助字段，形成如下结构（示例参数，可按项目实际调整）：

其中 azimuth 与 length_m 不建议手工逐条填写，而应由几何自动计算后回填，减少人为误差。QGIS字段计算器中可用 length($geometry) 得到长度（投影坐标系下单位为米），方位角可用 degrees(azimuth(start_point($geometry), end_point($geometry))) 计算，但需注意该函数返回的是从正北顺时针的角度，若结果为负需加 360 归一化，例如：

-- 长度字段（投影坐标系，单位：米）
length($geometry)

-- 方位角字段（正北顺时针，0~360）
if(
  degrees(azimuth(start_point($geometry), end_point($geometry))) < 0,
  degrees(azimuth(start_point($geometry), end_point($geometry))) + 360,
  degrees(azimuth(start_point($geometry), end_point($geometry)))
)

三、绘制剖面线

进入编辑模式后，使用“添加线要素”工具沿设计剖面位置逐点点击。实操中有几个要点：

1. 开启捕捉：在“项目 → 捕捉选项”中启用对剖面端点、已知控制点图层的捕捉，容差设为 5～10 像素，保证剖面端点与设计桩点严格重合。
2. 控制节点数量：剖面线应尽量贴合设计方位，直线段只需起终点两个节点；仅在剖面需要拐折避让或沿实际勘探线布置时才增加节点。节点过多会让方位角字段失去“整条剖面方向”的意义。
3. 绘制顺序即方向：先点的端点成为起点，直接决定方位角。若方向画反，方位角会相差 180°，必须在属性中修正或使用“反转线方向”工具处理。
4. 逐条填写线号：绘制完成后在属性表中按顺序填入 line_no，再统一执行字段计算回填长度与方位角。

四、拓扑检查与修正

剖面线图层常见的拓扑问题有四类：端点悬空（未与设计桩点重合）、线段自相交、重复线（两条剖面几乎重合）、以及方向错误导致的方位角异常。QGIS可通过“矢量 → 几何工具 → 检查几何有效性”先做几何有效性检查，再借助拓扑检查器或表达式筛选定位问题。

一个实用的批量筛查思路是用表达式选择器逐项排查：用 length($geometry) < 50 找出过短的误画线；用 azimuth 与设计方位偏差超过 2° 的记录筛选方向异常；用“按位置选择”找出端点 1 米范围内无桩点的悬空线。发现重复线时，可用“删除重复几何”工具处理。修正后务必重新执行一次字段计算，刷新长度与方位角，避免属性与几何不一致。

五、结果判断与交付检查

完成上述步骤后，剖面线图层应满足以下可核验条件：所有要素几何有效、无自相交；每条线的 line_no 唯一且连续；length_m 与 length($geometry) 一致；azimuth 落在 0～360 且与设计方位偏差在允许范围内（示例取 2°）；端点与设计桩点重合。建议在属性表中按 line_no 排序后逐条核对，并用“缩放到要素”快速目视检查方向箭头是否与设计一致。

至此，剖面线图层已具备“可定位、可量算、可追溯”的基础属性，为后续沿线高程采样、地层交切统计和剖面图生成提供了可靠的数据入口。图层字段结构、方向约定与拓扑状态一旦固定，后续所有提取结果才有统一的口径。