基于Excel自動(dòng)繪制地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告的鉆孔綜合柱狀圖

扈桂讓，趙晉泉，郭　瑾，王麗晶，李小壯

(1.山西省地震局，山西　太原　030021；2.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西　太原　030025；

3.山西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山西　太原　030002；4.山西晉城市地震局，山西　晉城　048000)

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基于Excel自動(dòng)繪制地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告的鉆孔綜合柱狀圖

扈桂讓1，2，趙晉泉1，2，郭瑾3，王麗晶1，2，李小壯4

(1.山西省地震局，山西太原030021；2.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西太原030025；

3.山西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山西太原030002；4.山西晉城市地震局，山西晉城048000)

摘要：鉆孔綜合柱狀圖是地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告中必備的一種圖件。本文介紹在Excel中自動(dòng)生成鉆孔綜合柱狀圖的方法，實(shí)現(xiàn)在Excel中設(shè)計(jì)柱狀圖框架，并利用Excel vba編程自動(dòng)生成巖土柱狀及剪切波速曲線。該方法運(yùn)用一鍵式成圖，簡(jiǎn)單易用，已在實(shí)踐中得到較好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告；Excel vba；鉆孔綜合柱狀圖

0引言

鉆孔綜合柱狀圖是地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告中的基本圖件。地震安全性評(píng)價(jià)的規(guī)范規(guī)定：Ⅰ級(jí)工作應(yīng)有不少于3個(gè)深度達(dá)到基巖，或剪切波速不小于700 m/s的鉆孔；Ⅱ、Ⅲ級(jí)工作應(yīng)有不少于2個(gè)深度達(dá)到基巖，或者剪切波速大于等于500 m/s的鉆孔，并編制相應(yīng)的鉆孔綜合柱狀圖[1]。該行業(yè)圖件包括兩方面要素：一方面是巖土柱狀，包含地層深度、厚度、巖性圖例、巖土描述等；另一方面是鉆孔的剪切波速曲線，包含深度、波速值及曲線圖等。

對(duì)于鉆孔柱狀圖，即使是計(jì)算機(jī)制圖，以往也多采用手動(dòng)繪制的方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率不高。后來(lái)有人編制了自動(dòng)繪制柱狀圖軟件[2-4]，但是多數(shù)都有行業(yè)針對(duì)性，不便于推廣使用。對(duì)于自動(dòng)繪制地震安全性評(píng)價(jià)行業(yè)中的鉆孔綜合柱狀圖，很少有人研究，筆者就此問(wèn)題進(jìn)行深入探討。

Micosoft Excel是最常用的電子表格軟件，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理方面。VBA是微軟開發(fā)出來(lái)在其桌面應(yīng)用程序中執(zhí)行通用自動(dòng)化任務(wù)的編程語(yǔ)言，可寄生于其他應(yīng)用程序中運(yùn)行，提高其工作效率，并且該語(yǔ)言支持面向?qū)ο蟮木幊?。Excel支持VBA進(jìn)行二次開發(fā)，進(jìn)行一些自動(dòng)的、重復(fù)的數(shù)據(jù)處理。Excel軟件的特點(diǎn)及二次編程功能為鉆孔柱狀圖的繪制提供可能。本研究根據(jù)以上特點(diǎn)及相似性進(jìn)行程序的編制。

1設(shè)計(jì)方法

(1) 設(shè)計(jì)柱狀圖圖頭。

首先在Excel “sheet1”中輸入柱狀圖圖頭，通過(guò)合并單元格、調(diào)整行高列寬等操作進(jìn)行格式設(shè)計(jì)。將單元格的行高列寬設(shè)置為合理的數(shù)值，便于形成合適的成品圖尺寸。對(duì)于特定類型的鉆孔柱狀圖來(lái)說(shuō)，圖頭都是統(tǒng)一的，只輸入一次即可。據(jù)此，設(shè)計(jì)的柱狀圖圖頭如圖1所示。

圖1　柱狀圖圖頭Fig.1　The head of the column

(2) 用戶錄入地層數(shù)據(jù)及波速數(shù)據(jù)。

柱狀圖圖頭下方的單元格是用戶填入野外鉆孔編錄采集數(shù)據(jù)的位置，需用戶手工錄入，分別填入層底深度列、柱狀圖列和巖土描述列。柱狀圖列中填入圖例的標(biāo)準(zhǔn)名稱，以便在該單元格中載入該類巖性圖例。在“sheet2”中輸入測(cè)量深度、剪切波速列的數(shù)據(jù)，程序?qū)⒗眠@些數(shù)據(jù)進(jìn)行柱狀圖的繪制(見第17頁(yè)圖2)。

圖2　圖頭下方單元格輸入地層數(shù)據(jù)Fig.2　Stratigraphic data inputted in cells below the head

(3) 自動(dòng)繪制柱狀圖。

程序總體利用循環(huán)控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以“層底深度列值為空”作為判斷循環(huán)結(jié)束的條件。根據(jù)每層所在層位自動(dòng)填入層序列1，2，3……，根據(jù)各層分層厚度值ΔH(單位為m)及比例尺r設(shè)定各個(gè)行高，柱狀圖中每層地層厚度Δh(單位為磅)為：

Δh=r×ΔH×1 000/0.361 2 。

利用pictures對(duì)象的insert方法在每層柱狀圖列相應(yīng)位置插入巖性圖例。需要特別說(shuō)明的是，巖性圖例以bmp格式存儲(chǔ)在一個(gè)獨(dú)立的文件夾legend中，常用的圖例應(yīng)提前制作好放于該文件夾中。另外，輸入地層數(shù)據(jù)時(shí)，在柱狀圖里輸入的巖性名稱與該文件夾中的bmp圖片文件名一致，如果不一致或者使用的圖例在legend庫(kù)中不存在，程序?qū)?huì)出錯(cuò)。巖性圖例文件制作時(shí)，寬度與柱狀圖列的寬度相等，約為1.5 cm左右，以免遮蓋表格線。經(jīng)過(guò)此步驟的中間成果如圖3所示。

圖3　柱狀圖生成中間成果圖Fig.3　The intermediate result histogram

(4) 生成剪切波速曲線。

根據(jù)“sheet2”中測(cè)試深度列、波速列數(shù)據(jù)生成剪切波速曲線，亦是程序化實(shí)現(xiàn)，此部分主要用到Excel對(duì)象模型中的activechart對(duì)象及其相關(guān)的屬性和方法。以測(cè)試深度列、波速列兩列數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，以波速列為橫軸，以測(cè)試深度列為縱軸，生成圖表。圖表的長(zhǎng)度與地層的總深度相等，圖表寬度與剪切波速曲線列的寬度相等，圖表坐標(biāo)縱軸設(shè)為無(wú)坐標(biāo)軸，橫軸設(shè)為無(wú)標(biāo)注等。最后，把該圖表粘貼到“sheet1”中剪切波速曲線列下方單元格中。同樣，分別把“sheet2”中測(cè)試深度列、波速列設(shè)為與測(cè)量深度列、剪切波速列寬度相等，深度比例尺亦為r，與柱狀圖相同。將該兩列數(shù)據(jù)以圖片格式粘貼到測(cè)量深度列、剪切波速列下方的單元格中。

(5) 設(shè)置網(wǎng)格線。

將“sheet1”中數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)部單元格邊線設(shè)為細(xì)黑色，將外框線設(shè)為加粗黑色，柱狀圖的繪制即完成(見圖4)。

圖4　Excel繪制的柱狀圖成果圖Fig.4　The result column by Excel

整個(gè)過(guò)程無(wú)需干預(yù)，可一鍵式成圖。因此，在Excel中創(chuàng)建commandbutton控件，將以上程序段作為該控件的click事件觸發(fā)的過(guò)程。增加另外一個(gè)commandbutton控件時(shí)，將上述控件的click事件完成清除歷史數(shù)據(jù)的操作，便于下次的數(shù)據(jù)操作。

最后，將生成的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，有兩種方式：一是將數(shù)據(jù)區(qū)域選中，復(fù)制粘貼到畫圖板，另存為圖片格式；二是將數(shù)據(jù)區(qū)域選中，使用Excel中“照相機(jī)”功能，另存為emf圖元文件。二者比較來(lái)說(shuō)，方式二生成的圖片分辨率高，圖片質(zhì)量好(見圖5)。對(duì)生成圖件的不合理之處還可在畫圖軟件中進(jìn)行局部修改。

圖5　方式二導(dǎo)出的鉆孔綜合柱狀圖成品圖Fig.5　The final drilling synthesis column exported by the second way

2結(jié)論和討論

(1) 該系統(tǒng)在用戶輸入地層數(shù)據(jù)及波速數(shù)據(jù)后，可進(jìn)行一鍵式生成柱狀圖，簡(jiǎn)單易用，已在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中得到驗(yàn)證。

(2) 在地層厚度較薄的情形下，巖土描述列數(shù)據(jù)可能會(huì)因?yàn)閱卧裥懈咛★@示不全，這種情況可通過(guò)調(diào)寬巖土描述列列寬、增大柱狀圖比例因子、調(diào)小字體等方式解決，也可在生成的圖片文件中增加引線修改。

(3) 每個(gè)行業(yè)的鉆孔柱狀圖多有不同，在Excel中可進(jìn)行柱狀圖樣式設(shè)計(jì)，因此該方法可推廣應(yīng)用于其他行業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧壽德，高孟潭，陳國(guó)星，等.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 17741-2005《工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)》宣貫教材[M].北京：地震出版社，2005：41-42.

[2]魏蓮，卞州罡，盧建杰，等.基于mapgis的柱狀圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，31(5)：743-746.

[3]胡中富.應(yīng)用Excel和mapcad快速生成地質(zhì)鉆孔柱狀圖[J].云南地質(zhì)，2003,23(1)：104-112.

[4]周永臣，岳殿召，張廣軍，等.用vb編程實(shí)現(xiàn)鉆孔自動(dòng)繪制[J].江蘇煤炭，2004(1)：76-77.

(英文摘要

Automatic Drawing of Drilling Synthesis Column in Seismic Safety Assessment Report Based on Excel

HU Gui-rang1,2, ZHAO Jin-quan1,2, GUO Jin3, WANG Li-jing1,2, LI Xiao-zhuang4

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi 030021, China;2.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China;3.Shanxi Geo-environmental Monitoring Center, Taiyuan, Shanxi 030024, China;4.Earthquake Administration of Jincheng City, Jincheng, Shanxi 048000, China)

Abstract:Drilling synthesis column is the necessary map of seismic safety evaluation report. The method of automatic generation of drilling synthesis column in Excel is introduced. The design of column frame and automatic generation of lithologic column and shear wave velocity curve by VBA programming are implemented in the excel. This method which uses one-touch drafting is easy to operate. And the method has been well used in practice.

Key words:Seismic safety assessment report; Excel vba; Drilling synthesis column

中圖分類號(hào)：P315.6-39

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡(jiǎn)介：第一扈桂讓(1985—)，男，山東省菏澤人。2011年畢業(yè)于中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，碩士研究生，工程師。

收稿日期：2015-10-27

文章編號(hào)：1000-6265(2016)01-0016-03