柳建新，曹創(chuàng)華，劉 穎，童孝忠，郭振威

（1.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；2.“有色資源與地質(zhì)災(zāi)害探查”湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083）

0 前言

用參數(shù)量值曲線表示沿測(cè)區(qū)各剖面線上物探參數(shù)變化特征的圖，叫做物探剖面圖［1］，剖面圖可以揭示異常帶的大致走向和平面（斷面）范圍，它已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于礦產(chǎn)地球物理勘探解釋工作當(dāng)中。Grapher 7.0就是繪制此類圖件最常用的專業(yè)軟件之一，它是由Golden Soft公司2007年1月16日發(fā)布的，在Windows環(huán)境下開(kāi)發(fā)的地理數(shù)據(jù)繪圖軟件，其友好的用戶界面、強(qiáng)大的繪圖功能，受到了科學(xué)家、工程師極大的歡迎［2］。但當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到重復(fù)操作，既浪費(fèi)人力，又容易產(chǎn)生操作失誤，這就亟需自動(dòng)化批量處理數(shù)據(jù)的新方法、新手段出現(xiàn)。

幸運(yùn)的是，Golden Soft公司的繪圖軟件都提供了Automation技術(shù)，可用一種類似于Visual Basic的Scripter Basic編程語(yǔ)言做二次開(kāi)發(fā)，方便地控制Grapher 7.0的繪圖。近年來(lái)，楊朝輝等［2］在利用Grapher 7.0二次開(kāi)發(fā)技術(shù)描述過(guò)地面沉降的過(guò)程；馬培仙等［4～6］從Surfer的角度，通過(guò)程序數(shù)據(jù)換算，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)繪制物探平剖圖；廖桂香等［7］嘗試過(guò)在Mapgis二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)下。利用Grid網(wǎng)格法實(shí)現(xiàn)平剖圖漸變色的填充。但是，利用Grapher 7.0進(jìn)行有效的、快速的繪制彩色剖面圖，還沒(méi)有比較完整的論述。作者在本文將利用Scripter Basic語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，把已用Fortran小程序預(yù)處理好的野外數(shù)據(jù)，調(diào)用到二次開(kāi)發(fā)的程序中，方便地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)批量繪制剖面圖功能，節(jié)省了時(shí)間，有效地提高了工作效率。

1 編程實(shí)現(xiàn)過(guò)程

1.1 Grapher 7.0Automation技術(shù)［8～10］

Automation技術(shù)是指一個(gè)應(yīng)用程序，通過(guò)某個(gè)對(duì)象去“操縱”另一個(gè)應(yīng)用程序的機(jī)制。它提供了一個(gè)從應(yīng)用程序外部控制某個(gè)應(yīng)用程序?qū)ο蟮木幊探缑妗?yīng)用程序暴露出的對(duì)象，稱為自動(dòng)化對(duì)象（Automation Object），外部客戶應(yīng)用程序通過(guò)使用這些對(duì)象的屬性、方法，就可以達(dá)到控制該應(yīng)用程序的目的。用戶利用Delphi［11］，VC，VB［12～14］等可視化開(kāi)發(fā)工具作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行二者的集成開(kāi)發(fā)。

Grapher 7.0采用層次化方式來(lái)組織其自動(dòng)化對(duì)象，其應(yīng)用程序?qū)ο螅ˋpplication Object）處于最高層，所有其它對(duì)象都要直接或間接通過(guò)應(yīng)用程序?qū)ο髞?lái)獲得，各對(duì)象的獲得都需一層一級(jí)地進(jìn)行。

1.1.1 Scripter Basic的特點(diǎn)

Scripter Basic是Grapher 7.0提供的腳本語(yǔ)言，兩者安裝在同一個(gè)目錄下。開(kāi)發(fā)者可以利用類似于Visual Basic的Scripter Basic編程語(yǔ)言編寫(xiě)代碼，Scripter編輯器提供了許多功能幫助開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)、編輯和調(diào)試，方便地控制Grapher 7.0繪圖。

1.1.2 Grapher 7.0模型對(duì)象樹(shù)

要想利用Scripter Basic使用Grapher 7.0Automation技術(shù)，就必須要在創(chuàng)建一個(gè)Grapher 7.0的Application對(duì)象的基礎(chǔ)上，通過(guò)各種文件集對(duì)象對(duì)各自的派生對(duì)象，按各種特有的層次結(jié)構(gòu)逐層操縱和調(diào)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自己的繪圖操作。其中，Grapher 7.0的層次結(jié)構(gòu)模型對(duì)象樹(shù)如圖1所示。

1.2 程序設(shè)計(jì)流程

野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)由于人為原因造成很多誤差，必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理才能變成最終成圖所需要的數(shù)據(jù)。如視極化率一般情況下不能為零，必須進(jìn)行校正計(jì)算。對(duì)不同的數(shù)據(jù)，為了程序方便處理，需進(jìn)行人為的調(diào)整非實(shí)測(cè)信息，如測(cè)網(wǎng)的點(diǎn)號(hào)線號(hào)等。本程序就針對(duì)Grapher 7.0的特點(diǎn)，把線號(hào)命名改變，把地電參數(shù)按照高斯坐標(biāo)系根據(jù)不同線號(hào)加一個(gè)常數(shù)。對(duì)于步長(zhǎng)根據(jù)不同的地電參數(shù)作以改變，如中等極化率的礦體，程序步長(zhǎng)一般選為10%（這個(gè)往往根據(jù)實(shí)測(cè)的背景值決定）；磁法數(shù)據(jù)可以統(tǒng)一減少背景值，再根據(jù)正負(fù)異常范圍選擇異常的范圍。以上這些需要完成的步驟通過(guò)調(diào)用利用Fortran編寫(xiě)的數(shù)據(jù)預(yù)處理程序來(lái)完成。

主程序通過(guò)Grapher 7.0Automation技術(shù)控制，由Scripter Basic語(yǔ)句來(lái)完成。經(jīng)過(guò)創(chuàng)建，調(diào)試坐標(biāo)軸等參數(shù)范圍，最終批處理繪制成具有正反色（紅藍(lán)色）的物探成果圖。二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)下頁(yè)圖2。

1.3 Fortran 90對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理

Fortran 90相對(duì)于其它編程語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，它具有計(jì)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于大量的野外數(shù)據(jù)計(jì)算優(yōu)點(diǎn)突出，常用于各種工程試驗(yàn)與實(shí)踐中。其中對(duì)數(shù)據(jù)文件夾批處理的整體對(duì)某列加一個(gè)常數(shù)的語(yǔ)句循環(huán)如下：

圖1 Grapher 7.0模型對(duì)象樹(shù)示意圖Fig.1 Grapher 7.0model object tree diagram

圖2 二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)圖Fig.2 Schematic secondary development of the design process

filename2（i）＝trim（filename1）／／"＼"／／adjustl（filename2（i））

inquire（file＝filename2（i），exist＝IsHave－File）

1.4 Scripter Basic控制Grapher 7.0的剖面圖生成

據(jù)Grapher 7.0模型對(duì)象樹(shù)，在Windows注冊(cè)表中其自動(dòng)化對(duì)象名是“Grapher.Application”，在Scripter Basic中創(chuàng)建其對(duì)象的語(yǔ)句是：

Dim Grapher As Object

Set Grapher＝CreateObject（"Grapher.Application"）

整個(gè)主函數(shù)流程大致為：首先根據(jù)Scripter Basic語(yǔ)言語(yǔ)法進(jìn)行變量定義；然后打開(kāi)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行繪圖；再根據(jù)具體的地球物理異常特征確定正反面填充界值。其中紅色表示異常范圍，藍(lán)色表示背景異?；蛘咂渌惓＃蛔詈筝敵鰃rf格式矢量圖和bmp標(biāo)量圖。

（1）主函數(shù)定義各種參數(shù)。Dim FilePath As String定義’數(shù)據(jù)文件位置，Dim FileNum As Integer定義數(shù)據(jù)文件數(shù)量等，再經(jīng)過(guò)FilePath＝"數(shù)據(jù)文件路徑"FileNum＝數(shù)據(jù)文件個(gè)數(shù)，ColorValue＝正反色填充界限等。

（2）定義子函數(shù)函數(shù)。Function Multi Plot（File Path As String，F(xiàn)ile Num As Integer，Color－Value As Integer，Data Step As Integer，Auto Clip As Boolean，Auto Axis Max As Boolean，Auto Axis Min As Boolean，Axis Max As Integer，Axis Min As Integer，Grapher Visible As Boolean）

（3）批處理生成圖形：Set生成新圖名稱＝Grapher.Documents.Add（grf Plot Doc）

Plot1.Shapes.Add Line Plot Graph（File Path＋"第一個(gè)數(shù)據(jù)文件"，1，2）

Set生成新圖名稱＝生成新圖名稱.Shapes.Item（1）

Set Line Scatter生成新圖名稱＝Graph1.Plots.Item（1）

（4）對(duì)坐標(biāo)軸的處理：

（5）剖面圖正反色的填充：

（6）圖形輸出：

2 地球物理中的繪圖實(shí)例

2.1 平面剖面圖的繪制

福建省邵武市洪墩鎮(zhèn)何厝坑多金屬礦區(qū)，屬于侏羅系梨山統(tǒng)沙、礫巖，二疊三疊系火山巖，磁鐵礦化、磁黃鐵礦化、黃銅礦化、輝鉬礦化、鉛鋅礦化現(xiàn)象不同程度在礦區(qū)分布。礦物標(biāo)本測(cè)試表明，此區(qū)明顯呈現(xiàn)為低阻高極化現(xiàn)象，利用激發(fā)極化法較好。

標(biāo)本參數(shù)測(cè)定如表1所示。

工作裝置主要采用中間梯度裝置，作者根據(jù)測(cè)區(qū)的地形地質(zhì)條件的特點(diǎn)，此次采用的掃面裝置為中梯裝置掃面，現(xiàn)取測(cè)區(qū)部份測(cè)線的結(jié)果進(jìn)行繪圖實(shí)例加以分析，分別取Line0、Line10、Line 20直到Line 160，一共十六條測(cè)線的前50m。

野外采集好數(shù)據(jù)后，直接把這十六條測(cè)線的數(shù)據(jù)分別單獨(dú)存為1.dat～16.dat，直接利用1.3節(jié)提到的Fortran語(yǔ)言編寫(xiě)數(shù)據(jù)預(yù)處理程序，整體批處理生成out文件夾數(shù)據(jù)，按照?qǐng)D2所示流程。二次開(kāi)發(fā)的程序幾秒鐘就可以完成平剖圖，如圖3所示。

表1 何厝坑多金屬礦區(qū)巖礦石幅頻率參數(shù)表Tab.1 The polarizability of rocks and mineralsof He－cuo－pit polymetallic ore area

由圖3可知，紅色區(qū)域表示異常區(qū)域?？梢悦黠@地看到異常的范圍和平面走向，而且可以看出Line40線可能屬于點(diǎn)狀異常，這還有待查證。而對(duì)應(yīng)的由其姊妹繪圖軟件Surfer繪制的等值線［15］如圖4所示，可以明顯的看到，Surfer可以擬合成全域信息圖，但也有可能造成假的信息，尤其是實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差較大的情況，Grapher可以排除這種信息，不予考慮，但有可能排除掉真異常信息。

2.2 地電斷面剖面圖的繪制

對(duì)于地電斷面的情況，地球物理工作者往往只習(xí)慣于繪制等值線圖來(lái)研究和分析問(wèn)題。在此處，作者將把實(shí)測(cè)的海南省屯昌縣坡心鎮(zhèn)白石嶺鉬礦南區(qū)南1線60點(diǎn)～120點(diǎn)激電測(cè)深視電阻率ρs作一分析，如下頁(yè)圖5所示。

此測(cè)區(qū)的視電阻率異常界值為1 000Ω·m，大于此值為此測(cè)區(qū)的異常區(qū)域，測(cè)地電斷面的礦脈異常具有明顯的構(gòu)造走向傾向，垂直剖面圖與等值線圖都有效地反應(yīng)了異常帶的空間分布狀態(tài)，達(dá)到了工作的目的，效果較好。

圖5 白石嶺鉬礦部份區(qū)域視電阻率垂直剖面圖及等值線圖Fig.5 The part of Bai－shi－ling Molybdenum mining area apparent resistivity sand contour map

3 結(jié)論

（1）利用Fortran語(yǔ)言編寫(xiě)數(shù)據(jù)預(yù)處理程序，基于Scripter Basic語(yǔ)言的Grapher 7.0二次開(kāi)發(fā)繪制物探剖面圖是行之有效的，可以開(kāi)發(fā)為軟件包，為以后礦產(chǎn)地球物理數(shù)據(jù)處理時(shí)直接利用。

（2）Grapher 7.0也可以繪制出漂亮的二維曲線圖用于地球物理解釋，有的功能可以勝過(guò)其姊妹軟件Surfer繪制的等值線圖，具有其獨(dú)特的優(yōu)越性。

（3）在解釋地電斷面時(shí)，也可應(yīng)用剖面圖來(lái)解釋，也能得到真實(shí)的地球物理信息。

［1］ 傅學(xué)信，高衛(wèi)東，張興雅，等.地球物理勘查圖圖式圖例及用色標(biāo)準(zhǔn)DZ／T 0069－93［S］.地質(zhì)礦產(chǎn)部地球物理地球化學(xué)勘查研究所，1993.

［2］ GOLDEN SOFTWARE.Grapher7.0User’s Guide［M］.SYBEXInc.，2000.

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［8］ 于平.應(yīng)用ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)Surfer自動(dòng)繪制等值線圖［J］.廣東氣象，2006（3）：49.

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