基于C#的地質多剖面繪制程序開發*

陳向平 ，王斌武 ，王順國

(1.華北地質勘查局綜合普查大隊， 河北 三河市 065201；2.中南大學地球科學與信息物理學院， 湖南 長沙 410083 )

0 前 言

在地質勘查成果中，一幅圖件包含有多條剖面曲線是常見的圖形，比如物探中的剖面平面圖、化探中各元素分布剖面圖等。但是目前常用軟件包括AutoCAD，Surfer，MapGis，Grapher等并不支持一次性多條繪制，往往需要分條繪制，這樣既浪費時間，也可能因為坐標定位不準而產生錯誤[1-2]。ModelVision、Magpic等數據處理軟件，雖然能方便快捷的制作出剖面平面圖，但是不遵守比例尺約束，也無法進一步的編輯修改。

Autodesk公司推出的Auto CAD作為計算機輔助設計(Computer Aided Design)領域內的龍頭老大，在計算機繪圖和設計領域已經領導潮流多年，是世界上工程研究、工程設計中使用最廣最頻繁的軟件。如此多的工程技術人員對其情有獨鐘，不只因為其強大的圖形繪制功能，還因為可將其作為一個平臺，編寫適合自己專業的腳本或者軟件進行二次開發，以方便快捷的繪制各種圖件。該公司開發的用于AutoCAD與其它軟件之間進行CAD數據交換的CAD數據文件格式 DXF，是一種開放的矢量數據格式，包含對應的DWG文件的全部信息。具有很強的移植性，絕大多數的繪圖軟件都能識別該格式，已經成為多種軟件之間圖形交換的中介。

Golden Software公司開發的Surfer軟件已經被物探工作者廣泛使用，該軟件同樣支持二次開發[3]，可以擴充功能。

基于Auto CAD和Surfer支持二次開發的功能，根據目前的實際需要，可以利用.net平臺編寫快捷簡單繪制多剖面的軟件，從而有效解決上述問題。

將物探數據(如視極化率、視電阻率等)在Excel等軟件中整理成一定格式，保存為Excel默認格式或者文本文件。啟動程序調入數據后，在程序界面進行參數設置，計算曲線角點位置、連接AutoCAD并自動完成平剖圖的繪制。

在AutoCAD中對繪制的平剖圖進行觀察，分析圖形布置、根據需要對軟件的參數做實時修改，得到所需圖件后保存為DWG、DXF或其他AutoCAD格式，也可以輸出成圖片文件或者PDF格式。

利用同樣的思路，也可以調用Surfer進行圖件繪制，如果電腦上并未安裝AutoCAD和Surfer，軟件可以直接輸出ASCII 格式的 DXF文件。

1 程序編寫

1.1 數據格式

原始的成圖數據包括了線號、點號、X坐標、Y坐標、測量值，線號與點號的數據主要用于成圖后剖面的標注，X坐標、Y坐標、測量值均通過一定的計算，用于確定剖面曲線的節點位置。將原始數據整理成如下圖格式，保存為txt、dat等文本格式(見圖1)。

1.2 界面設置

根據需要,將程序的界面分為3大塊(見圖2) 。

(1) 主要是對程序的操作，包括數據的加載、連接AutoCAD、Surfer等并制圖；

(2) 原始數據的顯示，通過dataGridView窗體。

(3) 參數設置：

兩個必選類：圖幅比例、基線位置等；剖面曲線參數包括顏色、線寬、線形；

三個可選類：線號標注參數、填充參數、數據范圍；

利用工具箱可以快速的設計定制軟件界面。

圖1 數據方式

圖2 界面示例

1.3 程序開發

利用函數StreamReader、ReadLine讀取原始文件，并賦于dataGridView窗體顯示，以便進行數據檢查和修改[4]；讀取dataGridView窗體中X坐標、Y坐標、測量數值V與設定的參數，進行數據變換，以確定剖面曲線節點(X1,Y1,0)的數值。轉換原理見圖3。

圖3 坐標換算

X、Y為實際坐標數據，φ為測線方位角，d為測量數值V與縱向比例參數的比值。可以推算出：

X1=X+d×cosφ

Y1=Y+d×sinφ

AutoCAD二次開發過程如下。在Microsoft Visual Studio2010中添加引用AutoCAD 2013 Type Library，在代碼中添加using AutoCAD[5]。

AutoCAD.AcadApplication AcadApp 創建AutoCAD對象

AutoCAD.AcadDocument AcadDoc創建名為AcadDoc的文檔；

將轉變后的成圖坐標數據X1、Y1賦予double類型Coord數組變量，用函數AcadDoc.ModelSpace.Add3DPoly(Coord)完成曲線繪制。

完善剖面曲線的參數修改、標注等。標注使用 AcadDoc.ModelSpace.AddText()方法。

Surfer的二次開發跟AutoCAD的非常類似，在調用Surfer時必須添加Surfer 10 Type Library引用，代碼中添加using Surfer;

Surfer.Application SrfApp; 創建AutoCAD對象

Surfer.IDocuments Srfdoc;創建名為Srfdoc的IDocuments

Surfer.IPlotDocument SrfPDoc創建名為SrfDoc的IPlotDocument

Surfer.IShapes SrfShp = SrfPDoc.Shapes;創建名為Srfdoc的 SrfPDoc.Shapes

然后調用 SrfShp.AddPolyLine()等函數進行圖件繪制，SrfShp.AddText()函數進行文字標注等工作[6]。

ASCII格式的DXF文件輸出較為簡單，它由很多的“組碼”和“值”組成的“數據對”構造而成，組碼指定其后的值的類型和用途。每個組碼和值必須為單獨的一行。 DXF文件被組織成為多個“段”(section)，每個段以組碼“0”和字符串“SECTION”開頭，緊接著是組碼“2”和表示段名的字符串(如HEADER)。段的中間，可以使用組碼和值定義段中的元素。段的結尾使用組碼“0”和字符串“ENDSEC”來定義[7]。嚴格按照這些格式規范，將變化后的坐標、標注等圖元信息，編寫進去，輸出成DXF格式文件。

2 實際應用

圖4為內蒙古某鉛鋅多金屬礦區高精度磁測掃面原始數據平面剖面圖，該圖能比較好的反映出原始數據的質量和該礦區的磁場分布狀況，據此結合地質資料進行一些推斷解釋。圖中直線為基線，曲線為剖面曲線，右側數字為測線編號。圖中可以看到多處異常區域和數據突跳點。

該掃面區域的西南部存在大面積的礦化蝕變，東北部存在兩條條帶狀的礦體。由于容礦構造的原因，這3處地質信息在本次的磁法掃面中均有較好的反應。圖中異常Ⅰ位于西南區域礦化蝕變帶的位置，且該蝕變帶走向與磁異常走向一致，判斷該處異常與蝕變帶有關聯。為獲得更多該蝕變帶的地質信息，該處磁法數據需進行深一步的處理。異常Ⅱ、Ⅲ分別為東北部兩條礦體的表現。異常Ⅳ為突跳數據引起，推斷為人文干擾等非地質因素所致，沒有找礦意義，進一步的處理時需剔除。

圖4 應用效果

3 圖件輸出

以上程序主要是用于解決物探平剖圖的繪制問題，既解決了以AutoCAD為主作圖軟件存在的困難，也滿足以MAPGIS為主作圖軟件的需求。AutoCAD和MAPGIS之間文件格式的轉化是非常簡單的，MAPGIS軟件具有此功能。將AutoCAD文件保存成DXF格式，打開MAPGIS主界面。圖形轉換=>文件轉換=>輸入=>裝入DXF，裝入需要轉換的文件后，保存為MAPGIS默認的WT、WL、WP格式的文件即可[8]。

也可以將AutoCAD中繪制的圖件通過虛擬打印機輸出成圖片格式或PDF文件，根據作者的經驗，直接輸出的圖片格式效果不是很理想，可以先輸出為PDF文件，再用Photoshop打開此文件另存為jpg等格式文件，這樣出的圖片清晰度較高。具體步驟如下，首先添加虛擬打印機：文件=>繪圖儀管理器=>添加繪圖儀向導=>下一步=>我的電腦=>生產商、型號，選擇對應虛擬硬件，然后一路點擊“下一步”到完成。需要輸出文件時，調用軟件中的打印命令調出對話框，在“打印機/繪圖儀的名稱”中選擇對應的虛擬硬件，在做完其他設置后點“確定”，選擇保存地址，完成繪制。

利用C#語言進行AutoCAD、Surfer等軟件的二次開發，擴展軟件的使用功能，簡化了工作程序，提高了工作效率，節約了時間成本。

參考文獻：

[1]楊利容，賴德軍，羅 娟. 基于AutoCAD實測地質剖面數字成圖關鍵技術[J]. 物探與化探，2011, 35(2): 261-264.

[2]王 鑄. 利用ActiveX Automation在AutoCAD中自動切取地質剖面[J]. 工程地質計算機應用，2009 (4): 32-38.

[3]王成錫，張明華. MapInfo和Surfer聯合二次開發在區域重力信息系統中的應用[J]. 物探與化探，2008, 32(4): 445-447.

[4]王斌武. 基于C#的數據篩選工具的開發[J]. 科技風，2013(11): 67-68.

[5]堯 燕.基于VC#.NET對AutoCAD二次開發方法的研究[J]. 科學技術與工程，2008, 8(23)：6365-6367.

[6]周 陽，黃浩云，李志強. 基于C#與Surfer Automation完成大氣污染擴散等值線自動化生成[J]. 環境科學與管理,2011, 36(1): 31-34.

[7]陳 浩，陳 宏. 解讀AUTOCAD的DXF文件[J]. 貴州科學，2002, 20(4):125-127

[8]于忠杰. MAPGIS和AtuoCAD間的數據轉換問題[J]. 貴州地質，2010, 27(2): 151-154.