地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)處理及自動(dòng)成圖新方法的應(yīng)用

田孟文洪林 顧文帥

（1.重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局205地質(zhì)隊(duì) 重慶市永川區(qū) 402160 2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物探隊(duì) 四川省成都市 610000）

地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)處理及自動(dòng)成圖新方法的應(yīng)用

田孟1文洪林2顧文帥1

（1.重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局205地質(zhì)隊(duì) 重慶市永川區(qū) 402160 2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物探隊(duì) 四川省成都市 610000）

實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面是地質(zhì)工作的基礎(chǔ)，也是一項(xiàng)極其重要的工作，傳統(tǒng)方法在數(shù)據(jù)處理上十分繁瑣，且效率低，易出錯(cuò)。本文介紹的程序GeoSection AutoInput，可實(shí)現(xiàn)剖面數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)Excel表格與Access數(shù)據(jù)庫(kù)的相互導(dǎo)入導(dǎo)出，方便數(shù)據(jù)的編輯處理，同時(shí)，結(jié)合數(shù)字填圖系統(tǒng)（DGSS）剖面自動(dòng)成圖功能及Section的數(shù)據(jù)投影功能生成剖面柱狀圖，大大地提高了地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)處理及成圖的速度。

地質(zhì)剖面；數(shù)據(jù)處理；GeoSection AutoInput；Access；DGSS

1 引言

傳統(tǒng)剖面數(shù)據(jù)處理方法效率低，尤其是真厚度的計(jì)算，需要地質(zhì)工作人員利用計(jì)算器對(duì)野外導(dǎo)線及分層數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一計(jì)算，結(jié)合導(dǎo)線走向與地層傾向人工判斷正負(fù)性，然后根據(jù)所得數(shù)據(jù)在米格紙上確定剖面圖及平面圖的合理布局并投影成圖。經(jīng)過(guò)不斷地修改后得到的最終紙質(zhì)圖件往往不甚美觀，進(jìn)行原始資料歸檔時(shí)仍需將紙質(zhì)圖掃描矢量化再打印成圖，同時(shí)用于電子資料歸檔。此外，紙質(zhì)版的原始資料歸檔后給再次查閱帶來(lái)了很大的不便，而電子資料在借閱及保存上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

自一系列計(jì)算機(jī)輔助制圖軟件開始被利用起，地質(zhì)工作人員在剖面制圖上感受到了很大的便利，利用制圖軟件可以根據(jù)計(jì)算好的數(shù)據(jù)在電腦上自動(dòng)投影成圖，不用再為了圖件的居中美觀而去考慮布局問(wèn)題。成圖后還可以對(duì)不完美的地方進(jìn)行修改，然后直接打印成圖。其中，使用最多的軟件應(yīng)為DGSS，其在剖面數(shù)據(jù)的處理及成圖上表現(xiàn)出色。然而，DGSS在野外數(shù)據(jù)的錄入上仍存在一定的不足，急需尋求更快捷的方法以提高工作效率。

2 正 文

Excel作為一款強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理軟件，為地質(zhì)工作人員處理剖面數(shù)據(jù)提供了很大的便利。在Excel中通過(guò)編制公式進(jìn)行批量計(jì)算可以達(dá)到提高工作效率的目的。然而對(duì)于整個(gè)剖面數(shù)據(jù)處理及剖面圖的繪制而言，效率的提高仍不明顯。

針對(duì)傳統(tǒng)剖面測(cè)制工作中數(shù)據(jù)的輸入、計(jì)算、入庫(kù)、繪圖流程，筆者基于Excel表格進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)并命名為GeoSection AutoInput，利用VBA編程實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速計(jì)算，并可以將數(shù)據(jù)按類自動(dòng)整理后快速導(dǎo)入DGSS剖面數(shù)據(jù)庫(kù)（GeoSection）自動(dòng)生成剖面輪廓，提高了剖面數(shù)字化成圖的效率。因篇幅所限，本文僅對(duì)程序的功能及操作進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，不對(duì)各功能實(shí)現(xiàn)的代碼做分析。

2.1 程序簡(jiǎn)介

按照地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)處理及成圖所需數(shù)據(jù)整理了各類表格樣版，其中，原始數(shù)據(jù)輸入表（GeoSection_Data）格式參照《固體礦產(chǎn)勘查原始地質(zhì)編錄規(guī)程》（DZT0078-2015）中實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面記錄表（附表B.1）稍加修改而成，其余表格為DGSS剖面數(shù)據(jù)庫(kù)中表格格式，見表1。

表1 程序引用表格說(shuō)明表

2.2 實(shí)際應(yīng)用

根據(jù)剖面數(shù)據(jù)的錄入至導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)的操作流程圖設(shè)計(jì)出GeoSection AutoInput程序菜單，簡(jiǎn)單明了且操作簡(jiǎn)便。

2.2.1 數(shù)據(jù)錄入

打開程序，進(jìn)入GeoSection_Data表，根據(jù)測(cè)量方法選擇輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)（序號(hào)顏色為灰色所在列）輸入導(dǎo)線參數(shù)（或樁點(diǎn)坐標(biāo)）數(shù)據(jù)。

2.2.2 數(shù)據(jù)計(jì)算

（1）點(diǎn)擊“參數(shù)計(jì)算”選擇“參數(shù)→坐標(biāo)”或者“坐標(biāo)→參數(shù)”計(jì)算導(dǎo)線基本數(shù)據(jù)或端點(diǎn)坐標(biāo)（“參數(shù)→坐標(biāo)”表示根據(jù)導(dǎo)線斜長(zhǎng)、方位角、坡角及剖面起點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算平距、高差、累計(jì)平距、累計(jì)高差、端點(diǎn)坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，“坐標(biāo)→參數(shù)”表示根據(jù)測(cè)量樁點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算斜長(zhǎng)、坡角、方位角、平距、高差、累計(jì)平距、累計(jì)高差等信息）。

（2）在導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的位置插入空行，錄入分層、照片、樣品、產(chǎn)狀等信息（其中分層位置填入的數(shù)據(jù)為該分層的終點(diǎn)在皮尺上的讀數(shù)，若同一分層需輸入多產(chǎn)狀、多樣品、多照片信息時(shí)，該數(shù)據(jù)填入當(dāng)前分層的最末行），待數(shù)據(jù)錄入完畢后再點(diǎn)擊“編錄計(jì)算”選擇“數(shù)據(jù)計(jì)算”，選擇“DGSS算法”或者“GSAI算法”（“DGSS算法”表示真厚度計(jì)算中按照DGSS軟件中就近原則，即該分層沒(méi)有產(chǎn)狀的引用上一層引用過(guò)的產(chǎn)狀進(jìn)行計(jì)算；“GSAI算法”表示在真厚度計(jì)算中，產(chǎn)狀以該分層結(jié)束位置為起點(diǎn)分別計(jì)算與前后最近產(chǎn)狀的斜距，選取距起點(diǎn)最近（斜距最短）的產(chǎn)狀進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于跨導(dǎo)分層的情況，位于上一導(dǎo)線內(nèi)的則以上一導(dǎo)線終點(diǎn)為起點(diǎn)，后一部分以分層終點(diǎn)為起點(diǎn)分別計(jì)算斜距），此時(shí)導(dǎo)線與走向夾角、真厚度（使用的真厚度計(jì)算公式 D=L×（cosαsinβ＋sinαcosβcos（φ－λ）），其中，傾角：α，坡角：β，傾向：λ，方位角：φ，斜距：L，當(dāng) 90°＜φ－λ＜270°，D 取負(fù)號(hào)，反之為正，通過(guò)對(duì)φ－λ取值判斷即可自動(dòng)對(duì)D進(jìn)行正負(fù)符號(hào)的選擇，無(wú)需人工再進(jìn)行判斷）、分層厚度、視傾角、分層斜長(zhǎng)均自動(dòng)計(jì)算完成。

2.2.3 導(dǎo)入導(dǎo)出

為了后期利用DGSS快速形成剖面圖輪廓，需要將剖面數(shù)據(jù)輸入DGSS系統(tǒng)，傳統(tǒng)的方法分兩種：①進(jìn)入DGSS剖面數(shù)據(jù)庫(kù)編輯界面按照導(dǎo)線測(cè)量庫(kù)、分層庫(kù)、產(chǎn)狀庫(kù)、樣品庫(kù)、化石庫(kù)、照片庫(kù)進(jìn)行逐一填寫后保存；②將GeoSection數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的表格導(dǎo)出為Excel文件，在導(dǎo)出的Excel文件中錄入完畢后再逐一導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。兩種方法在數(shù)據(jù)的處理中均不方便，而利用本系統(tǒng)地導(dǎo)入導(dǎo)出功能能快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)地導(dǎo)入，其操作如下：

點(diǎn)擊“分類匯總”，填入剖面基本信息數(shù)據(jù)后點(diǎn)擊“確定”，將原數(shù)據(jù)表 GeoSection_Data中的剖面數(shù)據(jù)導(dǎo)入程序中 Survey、Slayer、Secatt、Sample、Sfossil、Sphoto、Section等分表中，完成了數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入前的數(shù)據(jù)分類匯總操作。

點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)庫(kù)操作”選擇“Excel→Access”，選擇數(shù)據(jù)庫(kù) GeoSection 文件，點(diǎn)擊“確定”后便將分表中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)表格中，較前述兩種完成數(shù)據(jù)庫(kù)的方法更加快速。此外，選擇“Access→Excel”還可快速將數(shù)據(jù)庫(kù)GeoSection中原有的數(shù)據(jù)導(dǎo)回至程序中對(duì)應(yīng)的分表中進(jìn)行重新編輯整理，然后再次執(zhí)行“Excel→Access”，將編輯好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。

在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，需要提交數(shù)據(jù)庫(kù)成果，為了使剖面測(cè)量中采集的照片能夠在DGSS中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)覽，需要將照片一并導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。傳統(tǒng)方法是在剖面數(shù)據(jù)庫(kù)中Images文件夾下，根據(jù)拍攝照片所在分層新建一個(gè)以該層層號(hào)命名的文件夾，并將照片拷貝至該文件夾，同時(shí)在DGSS剖面數(shù)據(jù)編輯界面中輸入對(duì)應(yīng)照片的數(shù)碼名稱，此方法極易出錯(cuò)且效率低。利用程序?qū)雽?dǎo)出中的照片導(dǎo)入功能，可快速實(shí)現(xiàn)，其操作如下：

點(diǎn)擊“野外照片導(dǎo)入”，選擇數(shù)據(jù)庫(kù)目的文件夾Images及存放原始照片的文件夾，點(diǎn)擊“導(dǎo)入”即可輕松實(shí)現(xiàn)。

至此，剖面原始數(shù)據(jù)的錄入、計(jì)算及數(shù)據(jù)庫(kù)的導(dǎo)入全部完成，后續(xù)可在DGSS中直接進(jìn)行剖面圖的繪制操作。

2.2.4 生成剖面柱狀圖

點(diǎn)擊“剖面柱狀圖”將GeoSection_Data表中有且繪制剖面圖需要的數(shù)據(jù)提取至程序的“剖面柱狀圖”，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步補(bǔ)充GeoSection_Data中沒(méi)有的數(shù)據(jù)，并完善“剖面柱狀圖”表格格式，形成Excel版本的剖面柱狀圖備用。

2.2.5 刪除數(shù)據(jù)

為了使程序能快速清除原有數(shù)據(jù)以循環(huán)使用，可執(zhí)行“清除數(shù)據(jù)”操作，刪除Excel中各表的數(shù)據(jù)及原始數(shù)據(jù)表GeoSection_Data中的數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)對(duì)比

筆者通過(guò)對(duì)按照程序中兩種算法自動(dòng)計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)與DGSS程序計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)（如分層產(chǎn)狀引用、視傾角、導(dǎo)線與剖面走向夾角、分層真厚度等計(jì)算）進(jìn)行對(duì)比，研究發(fā)現(xiàn)：以“DGSS算法”計(jì)算出來(lái)的結(jié)果與DGSS計(jì)算的結(jié)果一致，而以“GSAI算法”計(jì)算出來(lái)的部分結(jié)果因產(chǎn)狀引用不同而稍有偏差（J列左為DGSS程序計(jì)算結(jié)果，右為程序計(jì)算結(jié)果）。

2.4 自動(dòng)成圖

實(shí)測(cè)剖面的原始數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)室內(nèi)的處理后將進(jìn)入圖件的繪制階段，筆者簡(jiǎn)單介紹下DGSS中剖面圖的自動(dòng)繪制（詳細(xì)過(guò)程參看由李超嶺主編的《數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)操作指南（中冊(cè)）》p157～183）及利用程序中剖面柱狀圖功能結(jié)合Section快速繪制剖面柱狀圖的方法。

2.4.1 繪制剖面圖

打開DGSS中DGSInfo模塊，進(jìn)入工作圖幅，切換至“實(shí)測(cè)剖面”標(biāo)簽，選擇“實(shí)測(cè)剖面”，“打開（新建）實(shí)測(cè)剖面”，填入新建剖面名稱（若已新建則選擇該剖面打開），點(diǎn)擊“新建”，“打開”。

此時(shí)剖面還未錄入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)為空，通過(guò)上述數(shù)據(jù)處理操作方法將數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)后，依次選擇“實(shí)測(cè)剖面”，“繪制剖面圖”，“是”，“OK”后剖面圖便自動(dòng)繪制成功，再經(jīng)過(guò)后期巖性花紋的繪制及圖面的修飾便可得到美觀的實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面圖。

2.4.2 繪制剖面柱狀圖

在DGSS的DGSInfo模塊中完成剖面圖的繪制后，通過(guò)一系列的設(shè)置也可快速繪制剖面柱狀圖，筆者在此不做介紹，僅針對(duì)程序剖面柱狀圖的功能結(jié)合Section進(jìn)行介紹。

在Section的Excel功能中有個(gè)“Excel→Mapgis1（自定義列寬行高）”，通過(guò)它可以將表格快速投影成為點(diǎn)線文件，然后保存為MPJ工程文件進(jìn)行編輯。

經(jīng)過(guò)上述數(shù)據(jù)處理后得到備用的Excel版柱狀圖后，選中程序中“剖面柱狀圖”表格中除首行首列外的其他有內(nèi)容單元格，然后打開Section，依次執(zhí)行“1 輔助功能”，“Excel功能”，“Excel→Mapgis1（自定義列寬行高）”，即可將Excel版的柱狀圖投影成為MapGIS平臺(tái)的wt、wl文件，再在Section里進(jìn)行花紋繪制及圖面的修飾后得到最終的剖面柱狀圖。

3 討論

程序中參與真厚度計(jì)算的產(chǎn)狀采用了兩種引用的方式，其中，“DGSS算法”與中國(guó)地調(diào)局開發(fā)的軟件DGSS采用的算法一致，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩者保持一致。而“GSAI算法”原理。該剖面第2層（A點(diǎn)）測(cè)得一產(chǎn)狀后，第3、4、5分層因野外露頭不好或?qū)永戆l(fā)育不理想導(dǎo)致產(chǎn)狀未采集到，第6層（B點(diǎn)）測(cè)得一產(chǎn)狀，按照DGSS算法，第3、4、5分層均引用A點(diǎn)所測(cè)產(chǎn)狀，而按照“GSAI算法”：第 3、4 分層因 Aa＜ad+dB、Ab＜bd+dB引用A點(diǎn)產(chǎn)狀，第5分層跨2-3與3-4導(dǎo)線，因Ad＜dB、Ad+dc＞cB，故bd段引用A點(diǎn)產(chǎn)狀，dc段引用B點(diǎn)產(chǎn)狀。通過(guò)上述對(duì)比，第5分層真厚度計(jì)算“GSAI算法”較為合理。

野外實(shí)測(cè)剖面多因褶皺、斷裂引起地層重復(fù)或缺失，繪制柱狀圖時(shí)需要進(jìn)行綜合分析，而程序中剖面柱狀圖功能則是按照分層號(hào)順次提取出所需數(shù)據(jù)，未進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析整理，故導(dǎo)出至“剖面柱狀圖”表格形成的第一數(shù)據(jù)不能用于繪制柱狀圖，需要再次進(jìn)行綜合分析整理數(shù)據(jù)并完善其他數(shù)據(jù)方能結(jié)合Section進(jìn)行繪制，但若該剖面是單斜構(gòu)造地區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單剖面，則不必再進(jìn)行綜合分析，只需完善其他數(shù)據(jù)即可進(jìn)行柱狀圖繪制。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)實(shí)際工作中的測(cè)試，利用本程序處理方法可實(shí)現(xiàn)剖面數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入導(dǎo)出，并大大地提高了工作效率，比DGSS中逐一輸入數(shù)據(jù)庫(kù)或者將DGSS中數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出為Excel后再輸入數(shù)據(jù)，最后再導(dǎo)回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的方法更為快捷。

此外，利用文中繪制柱狀圖的方法繪制構(gòu)造簡(jiǎn)單的單斜構(gòu)造區(qū)剖面柱狀圖也可以大大提高工作效率，同時(shí)此方法還可運(yùn)用于鉆孔柱狀圖快速的繪制。

[1]郭福生，林銀山.巖層真厚度計(jì)算公式的修正[J].江西地質(zhì)，1991，6（3）：

P285.1

A

1004-7344（2016）02-0154-02

2015-12-25