應用SURFER軟件快速實現工程地質剖面圖繪制

摘 要：目前在工程地質剖面繪制過程中，通常采用人工方法對取得的鉆孔資料進行投影來繪制工程地質剖面，需要大量的校正工作，尤其是剖面較多交叉的情況下，這樣導致工作量大，繪圖繁瑣且容易出現錯誤，文章介紹利用SURFER軟件，應用鉆孔地層數據快速繪制剖面圖，簡單快捷，工作量小，可不用進行誤差較正。

關鍵詞：Surfer；剖面；等值線

1 工程地質剖面繪制現狀

目前，在工程勘察設計過程中，設計專業往往需要地質工作提供許多工程地質剖面圖，導致地質專業人員工作把大量時間用在此上面，沒有太多時間進行地質勘察成果的分析。針對現狀而言，能夠實現繪制工程地質剖面的軟件有很多，如各勘察單位基于AutoCAD開發的功能性軟件，還有大型的綜合性軟件CATIA和GOCAD等都可實現工程地質剖面圖的繪制[1-3]。但各種小軟件功能較單一，數據處理能力差；大型軟件繪制工程地質剖面圖需要以大量數據為基礎，并建立三維模型，工作量大，費時費力，難以投入實際應用。

2 Surfer軟件簡介

Golden Software Surfer（以下簡稱Surfer）軟件是Golden Software公司的系列繪圖軟件之一，Surfer的主要功能是繪制等高線圖（contour map），此外它還可以繪制post map， classed post map， vector map， image map，Shaded Relief map， wireframe map，3d surface map等形式的圖形。其功能強大，尤其是在等高線領域，目前Surfer軟件已經在水文、氣象、工程地質、物探和地理等專業和領域得到了廣泛應用[4-6]，其具有操作方便，易學易用，數據處理方便等特點。Surfer軟件版本較多，最新版本為Surfer 11，現以Surfer7.0為例進行剖面繪制介紹。

3 利用Surfer繪制工程地質剖面

3.1 數據準備和獲取

在水利水電工程或其它工程開展過程中，往往需要布置許多鉆孔以獲得工程區地質地層信息，工程地質人員利用巖芯資料進行地質分層。經過分析整理現場資料，于是可以得到以下格式數據，見表1，可以增加更多的不同地層信息在列中。

表1 數據格式示例表

得到的數據可以用Excel軟件整理保存，Surfer軟件可以直接讀取。

3.2 繪制各地層等值線

數據制作好之后，利用Surfer軟件強大的等值線繪制功能，分別繪制地形等值線（利用孔口數據）、地層1等值層底高程等值線、地層2層底高程等值線等。繪制完畢后，分別存儲各地層的層底等值線圖。在繪制等值線圖時，插值方法應采用距離平方反比法或克里金插值法（Kriging）[7]。因為這兩種方法在插值點與取樣點重合時，插值點的值就是樣本點的值，而其它方法不能保證如此。

3.3 繪制剖面

繪制剖面線前，需要制作剖切文件，剖切文件制作可以利用“Map | Digitize”數字化采取（此前可導入CAD文件至Surfer），也可以直接讀取坐標，保存為bln文件格式。

剖切文件制作好后，再選擇，選擇“Grid|Slice”命令，在Open Grid 對話框中選擇打開地層等值線grd文件，在open 對話框中打開剖切bln 文件，在打開的Grid Slice對話框中有兩項選擇，一是輸出的bln文件，會輸出三列，第一列為剖線的x坐標，第二列為剖線的y坐標，第三列為剖線點上的z坐標（即與等高線交點的z坐標）。一般此文件用處不大。第二個輸出的是數據文件，請選擇其名稱。此文件輸出5列，分為剖線所在的x，y，z，剖線長度積累值，即第一點為0，其它各點的值是到此點的距離，最后一列為剖線標記，數字不同代表不同的剖線，相同代表同一條線。再下面是兩個缺省值的設定，可以不去管。點ok，就會生成剖面數據。

選擇“Map|Base Map”在Import 窗口打開剖面數據bln 文件，剖面圖就生成了。

依次可以生成地層1剖面數據，地層2剖面數據等。再利用Map | overlay maps疊合地圖功能，繪制成完整的工程地質剖面。可以直接成圖，也可以轉為CAD的dxf格式保存。

4 工程實例介紹

現以國外某水利水電工程為例進行介紹，該工程首部樞紐地質情況復雜，因此在概念設計階段和基本設計階地開展了大量勘探工作，獲取了大量鉆孔分層地質信息，由于工程設計人員需要許多剖面的地質信息進行工程設計，地質人員采用此方法后，工作效率大大提高。

5 結束語

利用Sufer軟件制作等值線時，應盡量采用克里金插值法（Kriging），以保證插值點與取樣點重合。使用Sufer軟件繪制工程地質剖面，具有數據處理簡單，操作方便，不用誤差校正，圖形效果好等特點。

參考文獻

[1]姚高峰，郭元世，黃小華.地質三維模型快速生成標準地質剖面圖方法初探[J].廣西水利水電，2012（5）：17-20.

[2]蔣銳.GOCAD 與CATIA 在三維地質建模生產中的應用分析[J].地下水，2013（2）：97-98.

[3]張燕飛，朱杰勇，張威.基于GOCAD 的三維地質模型構建[J].河北工程大學學報（自然科學版），2011（12）：69-73.

[4]張仁凌，齊向華.使用Surfer軟件繪制雨量等值線圖[J].水利水文自動化，2007（12）：45-47.

[5]何瀚原，李清華，史源香.利用Surfer 軟件繪制山西區域氣象要素圖[J].科技情報開發與經濟，2007（4）：234-235.

[6]楊金玉，張訓華，徐世浙，等.Surfer和Grapher在地球物理位場延拓可視化軟件開發中的應用[J].物探化探計算技術，2007（5）：264-267.

[7]陳歡歡，李星，丁文秀.Sur fer 8. 0 等值線繪制中的十二種插值方法[J].工程地球物理學報，2007（2）：52-56.

作者簡介：張黨立（1979-），男，工程師，碩士，地質工程專業，主要從事水利水電工程勘察工作。