邱日平，沈川，滕潤球，肖磉，嚴家斌

（1.核工業(yè)二三〇研究所，湖南 長沙 410007；2.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083）

鈾礦勘查中，地表探礦工程物探原始編錄是指采用適當?shù)氖侄魏蛢x器設備進行現(xiàn)場測量、記錄來揭示其礦化現(xiàn)象，為勘查和研究提供基礎資料［1］。其礦化成果信息主要通過放射性測量成果圖件展示，因此，放射性成果圖件的繪制為物探編錄的重要工作之一，其圖件要求真實、準確、規(guī)范，其質量的優(yōu)劣會影響探礦工程編錄的成?。?］。一套規(guī)范的成果圖件可以真實、準確地反映礦化信息，為進一步的研究工作提供有效的參考［3］。

按相關規(guī)范要求，圖件應滿足表示方法合理，層次清楚，直觀清晰，圖式、標注齊全，讀圖方便，并且要方便永久性存檔的要求［4］。目前，地表探礦工程放射性成果圖件普遍通過手工素描來完成，存在的問題有：在工程工作量大、地形條件差、礦化復雜的情況下，耗時較長、精度較低；在歸檔的資料中，發(fā)現(xiàn)部分鉛筆素描圖的標注信息有丟失現(xiàn)象，不易長久保存［5］。

為改善以上問題，筆者提出了自動化成圖的思想，旨在形成地表探礦工程電子化圖件。通過對地表探礦工程放射性編錄工作的分析研究，設計出一輔助軟件對放射性測量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，將多參數(shù)坐標信息轉換為標準坐標格式，達到支持Surfer 軟件網(wǎng)格化和Mapgis 軟件輸出成果圖件的目的，最終實現(xiàn)自動化成圖。進而取代手工素描繪圖和Mapgis 軟件圖件矢量化等一系列耗時的步驟，為放射性成果圖件的繪制工作帶來極大便利，進一步提升了成果圖件的規(guī)范性、美觀性，提高了物探編錄工作的效率［6］。

1 輔助軟件的開發(fā)

1.1 功能需求分析

對地表探礦工程放射性測量數(shù)據(jù)進行收集、整理，通過需求分析確定輔助軟件的總體功能概貌，進行系統(tǒng)軟件功能設計［7］，采用計算機VB 語言進行程序編寫，形成軟件可視化操作界面，對放射性測量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理。

輔助軟件基于Visaual Basic 6.0 語言進行開發(fā)，對地表工程放射性測量數(shù)據(jù)（測點信息包含導線號、導線長度、坡度角、基線位置和基線距離等信息）進行處理，程序流程如圖1 所示，主要包含：①數(shù)據(jù)讀入；②判斷測點數(shù)據(jù)類型；③成圖數(shù)據(jù)計算；④邊界文件數(shù)據(jù)提??；⑤數(shù)據(jù)保存及輸出五個步驟。

1.2 計算公式理論

地表探礦工程有涉及壁和底兩種數(shù)據(jù)類型（圖2），其成圖位置及計算方法不同，輔助軟件設計了兩個模塊對其進行數(shù)據(jù)處理［8］，通過對圖2 測點的坐標推導，求得了理論計算公式（公式1、公式2）：

圖1 輔助軟件數(shù)據(jù)處理流程圖Fig.1 Data processing flow chart of auxiliary software

圖2 槽探工程放射性測量點坐標圖Fig.2 Station layout of radioactive survey in trenching engineering

壁：

式中：X 為平面坐標X 軸距離；Y 為平面坐標Y 軸距離；Z 為測量值；n 為測量點對應的導線號，命名為第n 導；Li為第i 號導線長度；Jn為測量點對應的第n 號導線基線位置；Kn為測量點與第n 號導線基線位置的鉛垂距離，且基線上側為正，基線下側為負；i 為第i 號導線坡度角，且仰視角為正，俯視角為負。

底：

圖3 輔助軟件主界面示意圖Fig.3 Main interface of auxiliary software

式中：X 為平面坐標X 軸距離；Y 為平面坐標Y 軸距離；Z 為測量值；n 為測量點對應的導線號，命名為第n 導；Li為第i 號導線長度；Jn為測量點對應的第n 號導線基線位置；Kn為測量點與第n 號導線基線位置的水平距離，且基線左側為正，基線右側為負；i 為第i號導線坡度角，且仰視角為正，俯視角為負。

1.3 軟件功能概貌

經(jīng)程序封裝，形成的輔助軟件操作界面如圖3 所示，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后形成如圖4 所示的數(shù)據(jù)文件，主要包含壁的成圖數(shù)據(jù)與邊界文件數(shù)據(jù)，底的成圖數(shù)據(jù)與邊界文件。

2 應用實踐

2.1 地表探礦工程放射性測量方法

在設置好基點及基線的地表工程基礎上，按照規(guī)范要求根據(jù)布設的測網(wǎng)逐點進行放射性測量［1］。出現(xiàn)以下情況時應加密測量：

1）當工程礦化情況復雜時，易出現(xiàn)壁與底的礦化信息不匹配現(xiàn)象。為解決此問題，測量過程采用交接面加密測點的控制方法，即測量不滿足網(wǎng)度間距時，應增加邊界測點，且應滿足壁最底下的測點與底最左邊測點為同一測點，測量記錄時兩者測量值應相同，此方法圖示見圖5。

圖4 數(shù)據(jù)成果文件示意圖Fig.4 Schematic interface of outcome data document

圖5 壁底交接線測點測量示意圖Fig.5 Schematic diagram of measurement station of wall-floor conjunction line

2）當工程邊界不規(guī)則時，將出現(xiàn)SURFER 軟件網(wǎng)格化圖件與實際探礦工程邊框不符的現(xiàn)象。因利用SURFER 軟件進行數(shù)據(jù)網(wǎng)格化輸出圖形為一規(guī)則矩形，若輸出圖件范圍大于實測范圍，需要對其邊界文件數(shù)據(jù)進行“白化” 裁邊處理［9］。針對此問題，作者開發(fā)的輔助軟件設計了邊界文件數(shù)據(jù)提取的功能模塊，其功能主要是針對成圖數(shù)據(jù)進行位置坐標Y 值大小的判斷，提取文件中同一基線坐標位置對應的Y 值最大和最小的坐標數(shù)據(jù)，最終形成一個有次序的封閉邊框數(shù)據(jù)。但其前提需要較密集的邊框測點數(shù)據(jù)，因此，邊界不規(guī)則的工程應對邊框加密測量。

2.2 測量數(shù)據(jù)記錄格式

經(jīng)對不同地表探礦工程的放射性數(shù)據(jù)進行記錄試驗，為使數(shù)據(jù)較為有序、規(guī)范，同時便于軟件對數(shù)據(jù)的讀入、計算，設計出如下記錄表（表1）。試驗證明，此表讀取、核查數(shù)據(jù)簡單、方便，可作為地表放射性編錄數(shù)據(jù)的原始資料，統(tǒng)一測量數(shù)據(jù)的記錄格式。

2.3 自動化成圖實現(xiàn)步驟

1）按數(shù)據(jù)記錄格式錄入Excel 文件中，其中壁類型數(shù)據(jù)錄入sheet1 中，底類型數(shù)據(jù)錄入sheet2 中；

2）利用輔助軟件進行數(shù)據(jù)處理：選擇數(shù)據(jù)類型，再進行數(shù)據(jù)處理，最后保存數(shù)據(jù)；

3）利用Surfer 軟件進行網(wǎng)格化數(shù)據(jù)處理，形成等值線圖，輸出DXF 圖形文件；

4）利用Mapgis 軟件讀取DXF 圖形文件，把邊框文件、圖名、圖例等注釋文件添加合并，即可輸出電子化圖件；

5）選用合適大小的硫酸紙打印圖件。

3 成果圖件對比驗證

圖6、圖8 為傳統(tǒng)探槽、坑道放射性測量手工素描成果圖件，圖7、圖9 為自動化成果圖件（由于圖件范圍較大，局部細節(jié)無法清晰展示），通過對比可知，兩者均展示了該工程的礦化成果信息，測點的標注位置、礦化信息均相同。經(jīng)大量地表探礦工程驗證，此放射性數(shù)據(jù)自動化成圖方法可行，經(jīng)輔助軟件數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)準確，利用Surfer 軟件網(wǎng)格化處理獲得等值線成果圖件，進而匹配Mapgis軟件輸出成果圖件，并能準確標注礦化信息，實現(xiàn)了軟件預期成果功能。

其優(yōu)勢主要有以下幾點：1）自動化成圖方法工作效率更高，不需要手工標示測點、測量值及著色等耗時步驟，尤其是針對工作量大、礦化復雜的工程可節(jié)約多倍時間；2）自動化成圖方法可直接生成Mapgis 成果圖件，無需再通過Mapgis 軟件進行掃描圖件的矢量化；3）自動化成果圖件里的測點位置精度、標注的清晰度普遍高于手工素描成果圖；4）自動化成果圖件的等值線圖為Surfer 軟件通過標準插值方法網(wǎng)格化處理，其等值線繪制一般比手工描繪的更準確；5）自動化成果圖件可批量化成圖，圖例、比例尺、標尺等信息可重復利用；6）自動化成果圖件可同時保存紙質和電子化圖件。

表1 地表探礦工程放射性編錄記錄表范例Table 1 Example of radioactive recording table of surface prospecting engineering

圖6 槽探工程放射性編錄手工素描圖Fig.6 A manual sketch of radioactive logging in trenching engineering

圖7 槽探工程放射性編錄自動化成果圖Fig.7 Automatic edit outcome chart of radioactive logging in trenching engineering

4 結語

圖8 坑道工程放射性編錄手工素描圖Fig.8 A manual sketch of radioactive logging in tunnel engineering

圖9 坑道工程放射性編錄自動化成果圖Fig.9 Automatic mapping results of radioactive logging in tunnel engineering

通過對放射性測量自動化成圖的研究，形成了標準的電子化成果圖件，實現(xiàn)了鈾礦勘查中地表探礦工程成果的信息化管理。此方法在地表探礦工程放射性編錄資料質量及成果圖件上取得了較好的應用效果：1）在地表探礦工程放射性測量數(shù)據(jù)測量、整理工作中，形成了規(guī)范、有序的數(shù)據(jù)記錄格式；2）開發(fā)的輔助軟件能直接對記錄的測量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，簡化了數(shù)據(jù)錄入工作量；3）取代了手工繪圖及Mapgis 軟件圖件矢量化的步驟，實現(xiàn)了測點位置及礦化信息的標示；4）匹配Mapgis 繪制的地質編錄圖，實現(xiàn)了地表探礦工程成果的信息化。為地表探礦工程放射性編錄工作帶來極大的便利，進一步提升了成果圖件的標準化、信息化，提高了物探編錄的工作效率。