地質剖面數據處理及自動成圖新方法的應用

田孟文洪林 顧文帥

（1.重慶市地質礦產勘查開發局205地質隊 重慶市永川區 402160 2.四川省地質礦產勘查開發局物探隊 四川省成都市 610000）

地質剖面數據處理及自動成圖新方法的應用

田孟1文洪林2顧文帥1

（1.重慶市地質礦產勘查開發局205地質隊 重慶市永川區 402160 2.四川省地質礦產勘查開發局物探隊 四川省成都市 610000）

實測地質剖面是地質工作的基礎，也是一項極其重要的工作，傳統方法在數據處理上十分繁瑣，且效率低，易出錯。本文介紹的程序GeoSection AutoInput，可實現剖面數據自動計算，實現Excel表格與Access數據庫的相互導入導出，方便數據的編輯處理，同時，結合數字填圖系統（DGSS）剖面自動成圖功能及Section的數據投影功能生成剖面柱狀圖，大大地提高了地質剖面數據處理及成圖的速度。

地質剖面；數據處理；GeoSection AutoInput；Access；DGSS

1 引言

傳統剖面數據處理方法效率低，尤其是真厚度的計算，需要地質工作人員利用計算器對野外導線及分層數據進行逐一計算，結合導線走向與地層傾向人工判斷正負性，然后根據所得數據在米格紙上確定剖面圖及平面圖的合理布局并投影成圖。經過不斷地修改后得到的最終紙質圖件往往不甚美觀，進行原始資料歸檔時仍需將紙質圖掃描矢量化再打印成圖，同時用于電子資料歸檔。此外，紙質版的原始資料歸檔后給再次查閱帶來了很大的不便，而電子資料在借閱及保存上具有很強的優勢。

自一系列計算機輔助制圖軟件開始被利用起，地質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計算好的數據在電腦上自動投影成圖，不用再為了圖件的居中美觀而去考慮布局問題。成圖后還可以對不完美的地方進行修改，然后直接打印成圖。其中，使用最多的軟件應為DGSS，其在剖面數據的處理及成圖上表現出色。然而，DGSS在野外數據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作為一款強大的數據處理軟件，為地質工作人員處理剖面數據提供了很大的便利。在Excel中通過編制公式進行批量計算可以達到提高工作效率的目的。然而對于整個剖面數據處理及剖面圖的繪制而言，效率的提高仍不明顯。

針對傳統剖面測制工作中數據的輸入、計算、入庫、繪圖流程，筆者基于Excel表格進行了程序設計并命名為GeoSection AutoInput，利用VBA編程實現了數據的快速計算，并可以將數據按類自動整理后快速導入DGSS剖面數據庫（GeoSection）自動生成剖面輪廓，提高了剖面數字化成圖的效率。因篇幅所限，本文僅對程序的功能及操作進行簡單介紹，不對各功能實現的代碼做分析。

2.1 程序簡介

按照地質剖面數據處理及成圖所需數據整理了各類表格樣版，其中，原始數據輸入表（GeoSection_Data）格式參照《固體礦產勘查原始地質編錄規程》（DZT0078-2015）中實測地質剖面記錄表（附表B.1）稍加修改而成，其余表格為DGSS剖面數據庫中表格格式，見表1。

表1 程序引用表格說明表

2.2 實際應用

根據剖面數據的錄入至導入數據庫的操作流程圖設計出GeoSection AutoInput程序菜單，簡單明了且操作簡便。

2.2.1 數據錄入

打開程序，進入GeoSection_Data表，根據測量方法選擇輸入數據項（序號顏色為灰色所在列）輸入導線參數（或樁點坐標）數據。

2.2.2 數據計算

（1）點擊“參數計算”選擇“參數→坐標”或者“坐標→參數”計算導線基本數據或端點坐標（“參數→坐標”表示根據導線斜長、方位角、坡角及剖面起點坐標計算平距、高差、累計平距、累計高差、端點坐標等數據，“坐標→參數”表示根據測量樁點坐標，計算斜長、坡角、方位角、平距、高差、累計平距、累計高差等信息）。

（2）在導線對應的位置插入空行，錄入分層、照片、樣品、產狀等信息（其中分層位置填入的數據為該分層的終點在皮尺上的讀數，若同一分層需輸入多產狀、多樣品、多照片信息時，該數據填入當前分層的最末行），待數據錄入完畢后再點擊“編錄計算”選擇“數據計算”，選擇“DGSS算法”或者“GSAI算法”（“DGSS算法”表示真厚度計算中按照DGSS軟件中就近原則，即該分層沒有產狀的引用上一層引用過的產狀進行計算；“GSAI算法”表示在真厚度計算中，產狀以該分層結束位置為起點分別計算與前后最近產狀的斜距，選取距起點最近（斜距最短）的產狀進行計算，對于跨導分層的情況，位于上一導線內的則以上一導線終點為起點，后一部分以分層終點為起點分別計算斜距），此時導線與走向夾角、真厚度（使用的真厚度計算公式 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 90°＜φ－λ＜270°，D 取負號，反之為正，通過對φ－λ取值判斷即可自動對D進行正負符號的選擇，無需人工再進行判斷）、分層厚度、視傾角、分層斜長均自動計算完成。

2.2.3 導入導出

為了后期利用DGSS快速形成剖面圖輪廓，需要將剖面數據輸入DGSS系統，傳統的方法分兩種：①進入DGSS剖面數據庫編輯界面按照導線測量庫、分層庫、產狀庫、樣品庫、化石庫、照片庫進行逐一填寫后保存；②將GeoSection數據庫對應的表格導出為Excel文件，在導出的Excel文件中錄入完畢后再逐一導入數據庫。兩種方法在數據的處理中均不方便，而利用本系統地導入導出功能能快速地進行數據地導入，其操作如下：

點擊“分類匯總”，填入剖面基本信息數據后點擊“確定”，將原數據表 GeoSection_Data中的剖面數據導入程序中 Survey、Slayer、Secatt、Sample、Sfossil、Sphoto、Section等分表中，完成了數據庫導入前的數據分類匯總操作。

點擊“數據庫操作”選擇“Excel→Access”，選擇數據庫 GeoSection 文件，點擊“確定”后便將分表中的數據導入至數據庫對應表格中，較前述兩種完成數據庫的方法更加快速。此外，選擇“Access→Excel”還可快速將數據庫GeoSection中原有的數據導回至程序中對應的分表中進行重新編輯整理，然后再次執行“Excel→Access”，將編輯好的數據導入數據庫。

在區域地質調查工作中，需要提交數據庫成果，為了使剖面測量中采集的照片能夠在DGSS中實現實時預覽，需要將照片一并導入數據庫。傳統方法是在剖面數據庫中Images文件夾下，根據拍攝照片所在分層新建一個以該層層號命名的文件夾，并將照片拷貝至該文件夾，同時在DGSS剖面數據編輯界面中輸入對應照片的數碼名稱，此方法極易出錯且效率低。利用程序導入導出中的照片導入功能，可快速實現，其操作如下：

點擊“野外照片導入”，選擇數據庫目的文件夾Images及存放原始照片的文件夾，點擊“導入”即可輕松實現。

至此，剖面原始數據的錄入、計算及數據庫的導入全部完成，后續可在DGSS中直接進行剖面圖的繪制操作。

2.2.4 生成剖面柱狀圖

點擊“剖面柱狀圖”將GeoSection_Data表中有且繪制剖面圖需要的數據提取至程序的“剖面柱狀圖”，經過進一步補充GeoSection_Data中沒有的數據，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 刪除數據

為了使程序能快速清除原有數據以循環使用，可執行“清除數據”操作，刪除Excel中各表的數據及原始數據表GeoSection_Data中的數據。

2.3 數據對比

筆者通過對按照程序中兩種算法自動計算出來的數據與DGSS程序計算出來的數據（如分層產狀引用、視傾角、導線與剖面走向夾角、分層真厚度等計算）進行對比，研究發現：以“DGSS算法”計算出來的結果與DGSS計算的結果一致，而以“GSAI算法”計算出來的部分結果因產狀引用不同而稍有偏差（J列左為DGSS程序計算結果，右為程序計算結果）。

2.4 自動成圖

實測剖面的原始數據在經過室內的處理后將進入圖件的繪制階段，筆者簡單介紹下DGSS中剖面圖的自動繪制（詳細過程參看由李超嶺主編的《數字地質調查系統操作指南（中冊）》p157～183）及利用程序中剖面柱狀圖功能結合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，進入工作圖幅，切換至“實測剖面”標簽，選擇“實測剖面”，“打開（新建）實測剖面”，填入新建剖面名稱（若已新建則選擇該剖面打開），點擊“新建”，“打開”。

此時剖面還未錄入數據，數據庫為空，通過上述數據處理操作方法將數據導入數據庫后，依次選擇“實測剖面”，“繪制剖面圖”，“是”，“OK”后剖面圖便自動繪制成功，再經過后期巖性花紋的繪制及圖面的修飾便可得到美觀的實測地質剖面圖。

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，通過一系列的設置也可快速繪制剖面柱狀圖，筆者在此不做介紹，僅針對程序剖面柱狀圖的功能結合Section進行介紹。

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

經過上述數據處理后得到備用的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容單元格，然后打開Section，依次執行“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平臺的wt、wl文件，再在Section里進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算的產狀采用了兩種引用的方式，其中，“DGSS算法”與中國地調局開發的軟件DGSS采用的算法一致，通過數據對比發現兩者保持一致。而“GSAI算法”原理。該剖面第2層（A點）測得一產狀后，第3、4、5分層因野外露頭不好或層理發育不理想導致產狀未采集到，第6層（B點）測得一產狀，按照DGSS算法，第3、4、5分層均引用A點所測產狀，而按照“GSAI算法”：第 3、4 分層因 Aa＜ad+dB、Ab＜bd+dB引用A點產狀，第5分層跨2-3與3-4導線，因Ad＜dB、Ad+dc＞cB，故bd段引用A點產狀，dc段引用B點產狀。通過上述對比，第5分層真厚度計算“GSAI算法”較為合理。

野外實測剖面多因褶皺、斷裂引起地層重復或缺失，繪制柱狀圖時需要進行綜合分析，而程序中剖面柱狀圖功能則是按照分層號順次提取出所需數據，未進行數據的分析整理，故導出至“剖面柱狀圖”表格形成的第一數據不能用于繪制柱狀圖，需要再次進行綜合分析整理數據并完善其他數據方能結合Section進行繪制，但若該剖面是單斜構造地區構造簡單剖面，則不必再進行綜合分析，只需完善其他數據即可進行柱狀圖繪制。

4 結論

經過實際工作中的測試，利用本程序處理方法可實現剖面數據自動計算、數據庫導入導出，并大大地提高了工作效率，比DGSS中逐一輸入數據庫或者將DGSS中數據庫導出為Excel后再輸入數據，最后再導回數據庫的方法更為快捷。

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

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

P285.1

A

1004-7344（2016）02-0154-02

2015-12-25