Excel函數(shù)及Mapgis投影變換在柱狀圖繪制過程中的應(yīng)用

劉宇瀟

華東冶金地質(zhì)勘查局綜合地質(zhì)大隊，安徽馬鞍山，243000

鉆孔柱狀圖是地質(zhì)勘查報告成果中的一個重要部分，而其繪制過程往往較為繁瑣。尤其是水文地質(zhì)及工程地質(zhì)柱狀圖，其中包含巖心采取率及RQD采取率兩項（圖1）。要求將鉆孔每一回次的巖心采取率及 RQD采取率用圖表的形式表現(xiàn)出來。傳統(tǒng)的繪制方法是使用計算器計算回次厚度按柱狀圖比例尺縮放后的長度，再用Mapgis中的“坐標(biāo)輸入線”來完成。這樣一個回次一個回次地輸入，消耗了大量的時間和精力，也影響了工作效率。下面介紹一種利用 Excel函數(shù)及Mapgis投影變換相結(jié)合的方法來實現(xiàn)水文地質(zhì)及工程地質(zhì)柱狀圖中巖心采取率及 RQD采取率部分的快速繪制。方法的總體思路是：將鉆孔的回次厚度、巖心長度、完整巖心長度（即RQD）數(shù)據(jù)分別輸入Excel表格，讓Excel自動算出巖心采取率及RQD采取率，再編制公式換算出按柱狀圖比例尺縮放后落在Mapgis中的坐標(biāo)，再將計算結(jié)果通過Mapgis中的投影變換功能導(dǎo)入Mapgis形成點文件，最后用點連線，完成繪制。下面將按兩部分進行具體分述：

1 Excel函數(shù)的編制

Excel函數(shù)的編制很簡單，但這里需要解決一個問題，就是要用函數(shù)來實現(xiàn)“四舍六入五化偶”這一數(shù)據(jù)修約規(guī)則。軟件中自帶的公式是沒有這一規(guī)則的，所以需要用現(xiàn)有的公式來編制出一個相對較復(fù)雜的修約公式組。

關(guān)于在 Excel中實現(xiàn)“四舍六入五化偶”的方法，早有前人介紹過多種自己編制出的公式組合，但由于應(yīng)用的領(lǐng)域不同、各人的邏輯思維方式亦不同，導(dǎo)致他人拿到公式組后理不清其中的邏輯關(guān)系，以致不知如何套用到自己需要處理的數(shù)據(jù)上。下面將以巖心采取率為例詳細介紹本次工作所全新編制的修約公式組及其編制思路，以方便該公式組更好地被理解、傳播和應(yīng)用。

修約公式組的完整表達式為：

“=IF(OR(B1*100/A1-ROUNDDOWN(B1*10 0/A1,0)>0.5,AND(B1*100/A1-ROUNDDOWN(B1*100/A1,0)=0.5,MOD(ROUNDDOWN(B1*100/A1,0),2)=1)),ROUND(B1*100/A1,0),ROUNDDOWN(B1*100/A1,0))”。

公式組中共用到了5個公式，分別為：條件公式“IF”、或公式“OR”、并公式“AND”、余數(shù)公式“MOD”、向下舍入公式“ROUNDDOWN”和四舍五入公式“ROUND”。

其中：A1為回次厚度，B1為巖心長度。那么，B1*100/A1就是巖心采取率，單位為%。如用C1來代替B1*100/A1，則原公式組可簡化為：

“=IF(OR(C1-ROUNDDOWN(C1,0)>0.5,AND(C1-ROUNDDOWN(C1,0)=0.5,MOD(ROUNDDO WN(C1,0),2)=1)),ROUND(C1,0),ROUNDDOWN(C1,0))”。

ROUNDDOWN(C1,0)和 ROUND(C1,0)中“0”是保留小數(shù)點后的位數(shù)，ROUNDDOWN(C1,0)公式的含義是將“C1”小數(shù)點后的數(shù)字全部舍去，只留整數(shù)，這里需注意它和“四舍五入”公式“ROUND”不同。ROUND(C1,0)的含義是按傳統(tǒng)的“四舍五入”法則進行取整。

MOD(ROUNDDOWN(C1,0),2)是余數(shù)公式，括號中第一個數(shù)字是被除數(shù)，第二個數(shù)字是除數(shù)，輸出的是余數(shù)，那么公式的含義就是將采取率向下舍入取整后除以2的余數(shù)。在數(shù)學(xué)中有一個常識，就是正奇數(shù)除以2，余數(shù)一定是1，正偶數(shù)除以2，余數(shù)一定是0。

公式組最外層是條件公式“IF”，它的基本形式是：

肌漿蛋白的提取參考Molina I等[18]的方法：準確稱取5 g肉樣，加入15 mL 0.2 mol/L，pH 6.5的PBS（甲液：NaH2PO4·2 H2O 31.21 g/L；乙液：Na2HPO4·12 H2O 71.64 g/L；甲：乙=1：2）混合均勻，在冰浴條件中4000 r/min勻漿10 min后，再10000 r/min 4 ℃離心20 min，上清液即為肌漿蛋白提取液。

IF(Logical_test,Value_if_true,Value_if_false)，Logical_test是任何可能被計算為true或false的數(shù)值或表達式；Value_if_true是Logical_test為true時的返回值；Value_if_false是Logical_test為false時的返回值。

在設(shè)置Logical_test時嵌入了一個或公式：

“OR(C1-ROUNDDOWN(C1,0)>0.5,AND(C1-ROUNDDOWN(C1,0)=0.5,MOD(ROUNDDOWN(C1,0),2)=1)”，包含了采取率與其本身向下舍入后的整數(shù)之差大于、等于0.5兩種條件。而在等于0.5的條件中又嵌入了一個并公式：

AND(C1-ROUNDDOWN(C1,0)=0.5,MOD(R OUNDDOWN(C1,0),2)=1)。含義是采取率與其本身向下舍入后的整數(shù)之差等于0.5，并且采取率向下舍入后的整數(shù)除以2的余數(shù)為1。

了解了以上各個組成部分后，即可全面地解讀修約公式組。其總體思路是：如果采取率與其本身向下舍入后的整數(shù)之差大于0.5、或等于0.5且采取率向下舍入后的整數(shù)除以2的余數(shù)為1時，按傳統(tǒng)的“四舍五入”法則返回數(shù)值，否則將向下舍入，只保留整數(shù)。

如此一來，修約公式組即編制完畢，其他數(shù)據(jù)處理也就相對簡單了。只需按柱狀圖的比例尺將回次厚度和采取率縮放，再與柱狀圖框架在Mapgis工程文件中的相對坐標(biāo)進行加減，即可得出采取率與柱狀圖在 Mapgis工程文件中相匹配的相對坐標(biāo)。

例如：柱狀圖比例尺是 1∶200，在 Mapgis工程文件中巖心采取率的起點是（300,500），RQD采取率的起點是（360,500），用50mm來表示采取率[0,100%]區(qū)間，如圖2。

那么，巖心采取率每點橫坐標(biāo)即將采取率實際值除以2再加300，縱坐標(biāo)則用500減去回次厚度按比例尺縮放后的值。其中回次厚度單位為米，按1:200的比例換算為軟件中的毫米，數(shù)值上等于回次厚度乘以5，故計算公式為：

需要注意的是，本方法用的是“用點連線”，而在柱狀圖中每個回次采取率都是用矩形圖表示的，因此，每個回次采取率都需要回次起點、回次終點兩個坐標(biāo)點來表示。例如第一個點（X1，Y1）表示第一回次的起點，第二個點（X2，Y2）表示第一回次的終點，X1應(yīng)等于X2；第三個點（X3，Y3）表示第二回次的起點，則Y2應(yīng)等于Y3。這樣用點連出來的將是垂直轉(zhuǎn)折的階梯狀圖形。

通過計算和整理最后得出的數(shù)據(jù)如表1：

表1 采取率坐標(biāo)換算統(tǒng)計表Table 1 Statistical list ofrecovery rate`s co-ordinates converting

2 投影變換

將換算后的各采取率點坐標(biāo)，以兩列為一組復(fù)制到txt文件中，保存（圖3）。

打開Mapgis6.7主菜單，選擇“實用服務(wù)”選項欄中的“投影變換”選項。在彈出的編輯窗口中，選擇“投影轉(zhuǎn)換”下拉菜單中的“用戶文件投影轉(zhuǎn)換”功能。彈出“用戶數(shù)據(jù)點文件投影轉(zhuǎn)換”窗口，選擇“打開文件”，彈出對話框，從中找到保存后的txt文件，選擇并打開。

在對話框左下角“設(shè)置用戶文件選項”中選中“按指定分隔符”、“確定”。選擇對話框中部“設(shè)置投影參數(shù)”中的“設(shè)置分隔符”。在彈出窗口的“分隔符號”欄中勾選Tab鍵，單擊“屬性名稱所在行”下拉菜單，選中“X Y”、“確定”。

回到“用戶數(shù)據(jù)點文件投影轉(zhuǎn)換”窗口，在窗口下方設(shè)置X、Y坐標(biāo)所在列：X位于1列，Y位于2列。勾選窗口右側(cè)的“不需要投影”選項，此時其下方的“投影變換”選項變?yōu)椤皵?shù)據(jù)生成”，選擇“數(shù)據(jù)生成”、“確定”。

在空白工作臺中任意位置單擊右鍵，選擇“復(fù)位窗口”，彈出窗口中選擇“NONAME0.WT”、“確定”，可以看到已經(jīng)生成的點圖元（圖4）。

保存生成的點文件?；氐組apgis6.7主菜單，選擇“圖形處理”選項欄中的“輸入編輯”選項。打開實現(xiàn)做好的水文地質(zhì)及工程地質(zhì)柱狀圖模板工程文件，將保存的點文件添加入工程文件。將點文件中的所有點圖元選中，統(tǒng)改點屬性，改成便于分辨的圖形。

設(shè)置好線輸入的缺省值，在“線編輯”選項欄中選擇“用點連線”。光標(biāo)依次對準每一個點圖元，按F12，在彈出窗口中選擇“靠近點”、“確定”。從而實現(xiàn)用點連線，最后“線文件提取弧段”、填充圖案，完成采取率圖表的繪制（圖1）。

3 結(jié)語

使用Excel函數(shù)及Mapgis投影變換相結(jié)合的方法來繪制柱狀圖，是用機械地輸入原始數(shù)據(jù)和一氣呵成的用點連線來代替繁冗的計算和繪制，能有效地提高工作效率和圖件的精準程度，同時也提高了從業(yè)人員對相關(guān)軟件的操作技巧和軟件本身的利用價值。無論是對于地質(zhì)勘查行業(yè)由粗放生產(chǎn)型向精細研究型轉(zhuǎn)變，還是對于專業(yè)軟件自身的完善與升級，都具有較為可觀的長遠意義。

本文所介紹的僅是根據(jù)個人思維方式及工作習(xí)慣所總結(jié)出的制圖方法，其中可能存在一些弊端和短板，還有待于后人的討論和完善。