3374519744利用Surfer Scripter自動(dòng)生成高質(zhì)量高密度電法成果圖

1、利用surfer scripter自動(dòng)生成高質(zhì)量高密度電法成果圖侯繼榮1，2 、張會(huì)強(qiáng)1，2、黃小年1，2（1，中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 西安市 710075；2，西安中交公路巖土工程有限公司 西安市 710075）摘要：本文針對(duì)目前高密度電法工作中成圖質(zhì)量和和制圖效率中存在的問(wèn)題，提出了一種利用surfer scripter自動(dòng)生成高質(zhì)量的成果圖的方法，給出了方法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程和詳細(xì)代碼，并通過(guò)在青藏高原某高速公路實(shí)際工程中的應(yīng)用，驗(yàn)證了該方法有效性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞：surfer；高密度電法；自動(dòng)成圖中圖分類號(hào)：u412.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a1引言高密度電法是近幾十年發(fā)展起來(lái)的的一

2、種工程物探方法，因其勘探點(diǎn)密度大、精度高、效果明顯，在工程和環(huán)境勘察中應(yīng)用極為廣泛。但在實(shí)際勘探中，其解釋精度除與野外勘探點(diǎn)密度相關(guān)外，與最終成果圖的質(zhì)量也密切相關(guān)。目前國(guó)內(nèi)高密度電法成果圖大都利用瑞典反演軟件res2dinv直接生成，生成的成果圖為位圖格式，橫向最大像素點(diǎn)個(gè)數(shù)與成圖計(jì)算機(jī)顯示器最大像素點(diǎn)個(gè)數(shù)一致，當(dāng)勘探剖面較長(zhǎng)或者為提高勘探精度而增加電極數(shù)量時(shí)，受制于顯示器的分辨率，成果圖質(zhì)量無(wú)法相應(yīng)提高，當(dāng)電極數(shù)量大于一定時(shí)成果圖甚至無(wú)法反映全部勘探點(diǎn)的數(shù)據(jù)特征，使解釋精度受到影響。解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是將res2dinv反演結(jié)果保存為surfer數(shù)據(jù)格式的文件，在surfer下手工繪制

3、能反映全面數(shù)據(jù)特征且不受的計(jì)算機(jī)顯示器影響的高質(zhì)量成果圖，但這種成圖方法操作步驟繁瑣，成圖效率極低，限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。本文通過(guò)在surfer自帶的開(kāi)發(fā)工具surfer scriper上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將保存后的數(shù)據(jù)在surfer下自動(dòng)、快速成圖，能極大地提高制作高質(zhì)量成圖的效率。2 surfer及surfer scripter 簡(jiǎn)介surfer是美國(guó)golden software公司推出的一套二維和三維圖形繪制軟件，可以利用其繪制等值線圖、表面圖、陰影地貌圖等多種地質(zhì)圖形。除了強(qiáng)大的手動(dòng)繪圖功能外，surfer還提供多種activex自動(dòng)化對(duì)象（如圖1所示），每一個(gè)自動(dòng)化對(duì)象都有其自己的

4、屬性和方法，其中屬性描述的是對(duì)象的狀態(tài)，方法是對(duì)象的執(zhí)行功能。通過(guò)編程給屬性賦予不同的參數(shù)值和利用對(duì)象的方法執(zhí)行各種操作，就可以實(shí)現(xiàn)surfer 軟件提供的所有繪圖功能。surfer scripter是surfer自帶的二次開(kāi)發(fā)工具，利用其提供編程語(yǔ)言scripter basic language可以在不依賴外部編程工具的情況下操作控制surfer自動(dòng)化對(duì)象，實(shí)現(xiàn)圖形繪制自動(dòng)化。圖1：surfer對(duì)象的層序關(guān)系3數(shù)據(jù)保存為surfer格式的方法、保存后的文件及其用途為了實(shí)現(xiàn)surfer scripter自動(dòng)繪圖，必須清楚繪圖所使用的數(shù)據(jù)文件的形式和內(nèi)容。將數(shù)據(jù)保存為surfer格式目前在res

5、2dinv軟件上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但在保存時(shí)，選項(xiàng)較多，如圖2所示，除第1項(xiàng)迭代次數(shù)外，其它選項(xiàng)選擇不同，最后保存的文件名和內(nèi)容也不同，為了方便后面的自動(dòng)化成圖，首先需統(tǒng)一這些選項(xiàng)的選擇如下：第2項(xiàng)選擇保存為電阻率對(duì)數(shù)值；第3項(xiàng)選擇底圖覆蓋方法；第4項(xiàng)需要保存的截面只勾選含地形的模型電阻率值。圖2：將反演數(shù)據(jù)保存為surfer 格式的選項(xiàng)按照上面的選擇點(diǎn)擊確定，將會(huì)自動(dòng)根據(jù)原數(shù)據(jù)文件產(chǎn)生4個(gè)文件，下面以原數(shù)據(jù)文件abc.dat為例，說(shuō)明保存為surfer 格式后產(chǎn)生的文件及其用途：abc _topreslog.dat：反演模型電阻率對(duì)數(shù)值的surfer格式數(shù)據(jù)文件，用于制作電阻率等值線圖。abc _t

6、opreslog.bln：surfer邊界文件，用于繪制基面圖，以顯示剖面圖地形和隱藏繪圖邊界外的圖形元素。abc _topreslog.lvl：surfer等級(jí)數(shù)據(jù)文件，用于用色譜方式表示電阻率的大小。abc _topreslog_post.dat：張貼圖數(shù)據(jù)文件，用于表示勘探點(diǎn)的位置、高程等信息，該文件數(shù)據(jù)主要有三列：第一列用于用平距方式表示勘探點(diǎn)位置；第二列為勘探點(diǎn)的高程；第三列用于用地面斜距方式表示勘探點(diǎn)位置。4 自動(dòng)生成成果圖的實(shí)現(xiàn)利用scripter生成成果圖就是利用scripter basic language編制代碼操作各種surfer自動(dòng)化對(duì)象，在圖形文檔的同一位置依次添加等

7、值線圖、基面圖、張貼圖等圖形對(duì)象，并通過(guò)調(diào)整圖形，使各圖形疊加組合成最終成果圖。程序流程為：創(chuàng)建surfer程序?qū)ο蠼D形文檔讀取電法數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)格化利用網(wǎng)格化文件繪制等值線圖調(diào)用等級(jí)數(shù)據(jù)文件充填等值線，生成用色譜方式表示電阻率的彩色等值線圖調(diào)用邊界文件繪制基面圖，繪制張貼圖，標(biāo)注勘探點(diǎn)的位置完成繪圖。在繪圖過(guò)程中，數(shù)據(jù)網(wǎng)格化是控制成圖質(zhì)量的關(guān)鍵，網(wǎng)格化的行數(shù)和列數(shù)選擇較小時(shí)，成果圖將無(wú)法反映全部數(shù)據(jù)的特征，影響精度，太大是又會(huì)造成計(jì)算浪費(fèi)，因此設(shè)置成根據(jù)用戶輸入動(dòng)態(tài)確定網(wǎng)格化的行、列數(shù)；網(wǎng)格化插值方法種類較多，克里格法或自然鄰近點(diǎn)法比較適合高密度電法數(shù)據(jù)，但自然鄰近點(diǎn)法容易使圖形邊界產(chǎn)生鋸齒

8、狀條紋，影響圖形美觀，所以這里網(wǎng)格方法選擇克里格法。surfer下的圖形為矢量圖格式，可以任意縮放，但如需要將圖形輸出為其他格式（如位圖）的圖形或者打印，就需要設(shè)置合適的繪圖比例，這里將繪圖比例也設(shè)置成由用戶根據(jù)需要輸入。下面是生成成果圖的主要代碼：創(chuàng)建surfer對(duì)象并建立圖形文檔set srfapp = createobject(surfer.application)srfapp.visible = true 使surfer應(yīng)用程序可見(jiàn)set plotdoc = srfapp.documents.add(srfdocplot)提示輸入網(wǎng)格化使用的行數(shù)和列數(shù)cols =inputbox(輸入

9、網(wǎng)格化使用的行數(shù))rows= inputbox(輸入網(wǎng)格化使用的列數(shù))數(shù)據(jù)網(wǎng)格化infile=ysname + _topreslog.datgridfile = ysname + .grdsrfapp.griddata datafile:=infile, numcols:= cols,numrows:= rows, _algorithm:= srfkriging, showreport:=false, outgrid:=gridfile繪制等值線set mapframe = plotdoc.shapes.addcontourmap(gridfile)調(diào)用等級(jí)數(shù)據(jù)文件充填等值線set conto

10、urmap = mapframe.overlays(1)infile=ysname + _topreslog.lvl繪制基面圖，確定繪圖邊界和顯示地形輪廓infile=ysname+_topreslog.blnset mapframe= plotdoc.shapes.addbasemap(infile)set basemap = mapframe.overlays(1)basemap.fill.pattern= diagonal crossbasemap.fill.backcolor=srfcolorwhitebasemap.fill.forecolor=srfcolorwhite用地面斜距方

11、式標(biāo)注勘探點(diǎn)位置infile=ysname+_topreslog_post.datset mapframe= plotdoc.shapes.addpostmap(infile)set postmap=mapframe.overlays(1)postmap.labcol=3 用斜距方式標(biāo)注勘探點(diǎn)位置這樣即初步完成了成果圖的繪制，如果需要將圖形進(jìn)一步調(diào)整或美化，只需再添加改變相關(guān)對(duì)象屬性的代碼即可。5應(yīng)用實(shí)例為驗(yàn)證自動(dòng)化成圖方法的實(shí)際效果，我們選擇了青藏高原某高速公路隧道勘察中的高密度電法資料進(jìn)行測(cè)試，該電法剖面起止樁號(hào)為k123+010k127+110，長(zhǎng)度4100米，首先在res2dinv軟件

12、下直接成圖，成果圖如圖3所示，然后用surfer scripter程序自動(dòng)成圖，輸入網(wǎng)格化的行數(shù)為2000，列數(shù)為200，自動(dòng)成圖過(guò)程耗時(shí)約兩分鐘左右，其中大部分時(shí)間主要耗費(fèi)在數(shù)據(jù)網(wǎng)格化過(guò)程中，真正成圖過(guò)程僅需幾秒種，生成的成果圖見(jiàn)圖4。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，圖4 和圖3很相似，這也證明了自動(dòng)生成的成果圖是合理的，但圖3為位圖格式，而圖4為矢量圖格式，可以任意縮放而不影響顯示效果，將兩張圖同時(shí)放大，就可以發(fā)現(xiàn)利用surfer scipter自動(dòng)生成的成果圖質(zhì)量有明顯提高，對(duì)局部異常細(xì)節(jié)和異常邊界反應(yīng)更為清晰，如圖5所示。如果用傳統(tǒng)手工方法在surfer下制作與圖4完全相同的一張圖，因?yàn)橹茍D步驟較多

13、、操作繁瑣，一般需要20分鐘以上，利用surfer scipter自動(dòng)成圖技術(shù)較傳統(tǒng)成圖方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。圖3：res2dinv直接生成的高密度電法成果圖圖4：利用surfer scripter自動(dòng)生成的高密度電法成果圖 a. res2dinv生成的成果圖 b.利用surfer scripter自動(dòng)生成的成果圖圖5：兩種成果圖的局部放大圖6結(jié)語(yǔ)目前surfer軟件在工程物探成圖中上應(yīng)用較為廣泛，利用其附帶surfer scipter進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將反演后的電法數(shù)據(jù)保存為surfer格式，然后自動(dòng)生成成果圖，解決傳統(tǒng)手工繪制高質(zhì)量成果圖中操作繁瑣，效率低下的問(wèn)題，能夠簡(jiǎn)單快速地提高高密度電法成果圖的質(zhì)量，節(jié)省大量時(shí)間和人力成本。因此，這種自動(dòng)成圖技術(shù)可以實(shí)際生產(chǎn)中推廣，具有較高的實(shí)際應(yīng)有價(jià)值。參 考 文 獻(xiàn)（1）閆昊明，surfer繪圖指南m，武漢：中國(guó)科學(xué)院