SURPAC二次开发技术在地质绘图中的应用

李 畅,刘晓明,闻 磊

(1.长沙矿山研究院, 湖南长沙 410012;2.中南大学, 湖南长沙 410083)

SURPAC二次开发技术在地质绘图中的应用

李 畅1,刘晓明2,闻 磊1

(1.长沙矿山研究院, 湖南长沙 410012;2.中南大学, 湖南长沙 410083)

运用大型三维数字矿业软件 Surpac建立了某矿深部矿床地质模型,采用 Tcl语言对 Surpac软件进行二次开发,以建立的矿床地质模型为基础编写绘图程序,实现了矿床地质图形的自动绘制,为矿山技术人员绘制地质图纸及矿山管理工作提供了强有力的支持。

Surpac;二次开发;地质绘图

0 前 言

数字化矿山软件强大的可视化功能,能将大量复杂、多维的工程数据转换成直观的视觉信息,使人们能在三维环境里充分发现、认识和理解采矿的各种现象及规律,从而优化工程设计,指导工程实践。

Surpac软件是 1套在矿业领域内应用较早并具有国际领先水平的大型数字化矿山软件,其核心是一个完全集成的数据可视化和可编辑的三维图形模块,可以直观地生成和显示各种三维模型,创建拥有三维数字化、多视角、色彩渲染、旋转缩放显示等强大功能的虚拟环境。

某矿床已进入深部开采阶段,为了绘制更精确的地质图形,利用 Tcl语言对 Surpac软件进行二次开发,编制了地质剖面的自动绘制程序,提高了技术人员的工作效率,大大方便了矿山地质图件的绘制、管理及共享。

1 软件绘图方式

1.1 绘图方式对比

Surpac软件有自动绘图和文件绘图2种方式。自动绘图采用软件默认的对线串、填充图案、标注等的设置,绘图原则是“所见即所得”;文件绘图强调对不同图元使用不同的绘制方式,可根据用户的具体需求,进行更为复杂的图纸绘制,其比较见表1。

1.2 文件绘图流程

文件绘图的流程如图1所示。

2 基于 Tcl语言的 Surpac二次开发

2.1 Tcl语言简介

表1 自动绘图和文件绘图的特点

Tcl是 Surpac软件的脚本语言,且可嵌入命令,可以在 Windows NT/98/2000、Unix及变种、Macintosh系统平台上使用。作为脚本化语言,它提供标准的语法、变量、程序流向控制和子过程。由于是解释性程序,Tcl可以很容易地嵌入到 Surpac软件中。

Tcl语言的语法命令简单易懂,同时它还提供了宏文件录制功能。这样编程者既可以利用 Tcl语言创建窗口、菜单、工具条等来完成编程任务,还可以通过对软件已有功能的操作将一系列任务录制到 1个脚本中并进行回放。宏文件的一大优点是将众多菜单、工具条的操作缩减成简单的“一键”。当宏文件中所使用的绘图文件名称发生改变时,只需对宏文件进行编辑,改变现用的绘图文件名称即可。

2.2 绘图方式定义

定义绘图方式之前,首先要确定图元的种类。1幅完整的地质图,基本图元包括图框、坐标轴、矿体界线、岩层界线、节理界线、钻孔 (轨迹线、孔号、孔深、品位、岩性等)、坑道、填充区、标注等。Surpac有 3种图元绘制方式,即线、注释、图片。注释和图片类型是定义注释 (文本)和图片的位置、高度,线类型针对的是“.Str”文件中包含对象的一些绘制方式定义。上述图元中,除了标注和钻孔的相关信息使用注释图元绘制方式外,其他都采用线类型绘制方式。

图1 文件绘图流程

图元绘制方式说明的是“怎么绘制”,而图元绘制映射则为“绘制什么”,即在“.Str”文件与图元绘制方式之间建立一种映射关系,软件会将已经定义的绘制方式传递给“.Str”文件,实现文件绘图。

3 Surpac二次开发的应用

3.1 矿山简介

矿床为大型层控铅锌矿床,矿层厚度达数百米,铅锌品位较高。矿区地层的主体为地台构造层的地层部分,缺失低洼构造层。主要赋矿地层划分如下:中泥盆统桂头组(D2g);中泥盆统棋梓桥组 (D2q);上泥盆统佘田桥组 (D3g);上泥盆统锡矿山组(D3x);下石炭统岩关阶孟公坳组 (C1ym)。矿区发育有多组褶皱构造,断层构造十分发育。矿床为“多因复成”综合成矿模式,由初始沉积矿化期、同生沉积成岩成矿期、成岩后活化改造富集 (化)成矿期 3个成矿期构成。

文章针对矿床深部矿段 (-360 m以下)展开了以矿床地质模型为基础的剖面成图技术研究。

3.2 二次开发的应用

矿山三维地质模型是地质剖面成图的基础,其中矿床地质数据库是绘制钻孔轨迹及元素品位的依据;矿床实体模型是绘制矿体边界、岩层属性、节理等的依据;中段巷道模型是绘制坑道边界的依据。深部矿段的三维地质模型见图2。运用 Tcl语言对Surpac软件进行二次开发,形成了一系列自定义菜单,用户可以根据绘图需求,进行子菜单操作,实现地质剖面图的一键绘制。二次开发子菜单见图3。

图2 矿床模型及地质钻孔三维显示

绘制的剖面图如图4所示,该图清晰地描述出矿体、夹石、岩层、节理、钻孔取样等信息。整个图件绘制过程简单易操作,成图所反映的信息清晰、规范,成图的“.pf”图形格式与 AutoCAD有接口,并可根据不同图元自动划分图层,方便对图形的编辑、修改。剖面图可以作为矿山采矿单体设计的图形资料,很大程度上加快了矿山绘图工作的电子化进程。

图3 二次开发子菜单

图4 自动绘制的剖面图

4 结 论

为了在三维空间内清晰、直观地表达矿床的地质数据信息,运用大型三维数字矿业软件 Surpac建立了某矿床深部的三维地质模型,采用 Tcl语言对Surpac进行二次开发,实现了在三维地质模型基础上自动绘制地质剖面图的功能,为矿山技术人员的绘图、资料管理、资源共享等提供了强有力的技术支撑。

[1] Surpac国际软件公司.Surpac Vision软件用户使用手册(第四版)[Z].Surpac国际软件公司,2000.

[2] 李 畅.矿床三维建模及地质剖面成图技术研究[D].长沙:中南大学,2009.

[3] 戴碧波,王李管,贾明涛,等.三维数字建模技术在某铜矿山中的应用[J].地质与勘探,2007,43(3):97～101.

[4] 罗周全,刘晓明,刘望平,等.数字矿山的技术基础 [J].中国钨业,2005,20(6):8～12.

[5] 古德生,李夕兵,等.现代金属矿床开采科学技术[M].北京:冶金工业出版社,2006.

[6] 张 雷,辛 钢,孟长功.编写 Tcl-Hcl混合脚本程序模拟沸石转晶[J].计算机与应用化学,2005,22(1):73～76.

[7] 戴维康,孙传伟,李靖谊.直升机飞行品质评估系统的 Tcl/Tk和 C/C++混合编程 [J].东华大学学报 (自然科学版),2005,31(4):45～48.

2010-06-08)

李 畅 (1983-),女,湖南望城人,硕士,主要从事数字矿山技术研究,Email:lichang1118@163.com。