获取勘探线偏离距与投影距的几种方法*

杨勇军，刘达成，李灯平

(1.江西有色地质勘查二队，江西 赣州 341000； 2.青海煤炭地质勘查院，青海 西宁 810000)

获取勘探线偏离距与投影距的几种方法*

杨勇军1，刘达成2，李灯平1

(1.江西有色地质勘查二队，江西 赣州 341000； 2.青海煤炭地质勘查院，青海 西宁 810000)

通过阐述工程点与勘探线之间的几何关系，给出它们之间几何关系的计算公式；借助3种不同的方法来获取工程点勘探线的偏离距和投影距。通过对这3种不同方法的对比得出的结论是：利用Excel表格计算更加简单和方便，可同时进行多点计算，提高工作效率。

勘探线；偏离距；投影距；Excel表格

0 引言

工程点勘探线偏距是探矿工程偏离勘探线的垂直距离，是一个衡量探矿工程质量的重要数据之一。在地质勘查设计中，重型工程一般不能偏离勘探线，但在特殊情况下可以偏离勘探线，如在设计工程位置地形不利、工程位置位于居民地等不能施工等情况下，可以偏离勘探线。每个矿区施工重型工程都要工程点坐标所计算出的勘探线偏离距和投影距，绘制矿区勘探线剖面图和投影平面图，此时就必须把偏离线上的各工程点位，用其坐标值与勘探线端点或终点的坐标值进行偏离距和投影距计算。

本文介绍了3种不同方法来获取勘探线的偏距和投影距，并对3种方法进行了比较。

1 勘探线偏离距和投影距计算原理

根据勘探工程布置在一组与矿体走向基本垂直的铅垂勘探剖面内，从而在地表构成一组相互平行(有时也不平行)的直线；这是矿床勘探中最常采用的一种工程总体布置形式，称之为勘探线；它一般适用于有明显走向和倾斜的层状、似层状、透镜状及脉状矿体矿区设计。勘探线偏离距就是工程点垂直于勘探线直线距离，俗称P值；投影距，是指工程点i所在坐标格网的下限坐标纵、横线和勘探线相交的两个交点及其与工程点的连线，该线段在勘探线上的投影(ΔXi，ΔYi)；实质上就是以上述两个交点为依据，计算工程点沿勘探线方向的坐标增量[1]。在矿区地形地质图绘制过程中矿区的勘探线方位、勘探线两端点坐标以及每个工程点最终成果坐标都是已知的，从几何关系图(见图1)可知他们之间相互关系。

图1中,AB为探矿工程点勘探线，AC为工程点X增量、CP为工程点Y增量、PF为探矿工程偏离勘探线的垂直距(L)、α为勘探线方位。

图1 工程点与勘探线的几何关系图Fig.1 Engineering point located on the left and right side of prospecting line

由图1可知：AC∥X轴，CP∥Y轴；AC=ΔX，CP=ΔY；则CE=CPcosα=ΔYcosα；CD=AC×sinα=ΔX=sinα；而L=PF=DE=CD-CE。所以，工程点位于勘探线左端时：

L=ΔXsinα-ΔYcosα

(1)

同理得，工程点位于勘探线右端时：L=ΔY×cosα=ΔX×sinα。由图1(b)可得：S=AF=AD+DF，而AD=AC×cosα=ΔX×cosα，DF=EP=CP×sinα=ΔY×sinα，所以：

S=ΔXcosα+ΔYsinα[2]

(2)

2 三种不同的计算方法

2.1 手动计算方法

手动计算也称半自动计算，借助计算器，根据前文给出的勘探线偏离距与勘探线之间相互几何关系，按公式手工输入数据利用计算器计算。这种传统计算方法由于计算是在后台，外业资料和已知条件输入不直观，出现错误比较难检查，计算繁琐，输入过程也没有良好的人机界面，容易出错[3]，且每个工程点都需要重复计算。当工程点较多时，这种方法费时且效率低下。

2.2 利用CAD软件在图上拾取

利用AutoCAD软件直接拾取工程点偏离距和投影距，方法为：打开AutoCAD，进入编辑界面，输入“多段线”命令(PL)，在命令栏输入勘探线两端点坐标值，这样一条精准的勘探线就绘制完成；同理，输入“多段线”命令(PL)后再命令栏中输入工程点坐标，在状态栏右键单击 “对象捕捉”并选择 “设置”，在弹出对话框中选择“对象捕捉”，在弹出的菜单栏将“垂足”打勾，其它项全部不选(见图2)，关闭对话框回到当前命令下。将鼠标靠近勘探线移动，当“垂足”符号出现时单击左键确认(见图3)，再单击右键结束当前编辑，这样“偏离距”线绘制好，选择该线并用list命令查看其长度。投影距有勘探线端点到垂足点间的距离和勘探线终点到垂足点间的距离两种，同样可以采用list命令查看其投影距长度，这样即可获得一个工程点的偏离距和投影距。

图2 捕捉设置Fig.2 Capture settings

图3 量偏离距Fig.3 Measuring deviation distance

2.3 编制Excel表格自动计算

在Excel环境下，编制勘探线偏离距和投影距的计算表，此方法计算过程展示在前台，操作简单、修改容易、透明度高、并可重复利用；常规的偏离距的计算公式要在Excel表格中实现，需结合Excel单元格特征：Excel表格计算过程层层相扣、先后顺序严谨且具有很强的逻辑性[4]。在Excel单元格中编制勘探线工程点偏离距和投影距计算语句，见表1。

表1 单元格编制语句

Tab.1 Cell statement in Excel

按表1中的语句，编制好的计算表格见表2。表格中第5行是已编制好语句并可以自动计算的单元格，使用复制命令，填充到其它空白行，表格就会按编制好的公式进行填充语句计算，实现批量计算。

表2ZK101钻孔勘探线偏离距、投影距计算表

Tab.2 Calculation table of deviation distance and projection distance for prospecting line of drill holeZK101

3 三种方法应用对比

在江西省赣州市某矿山勘查过程中，采用上述3种方法计算了10个钻孔的勘探线偏离距和投影距。得到的各钻孔偏离距和投影距，如表3所示。

表3 钻孔偏离勘探线偏离距和投影距统计表

Tab.3 Statistics table of deviation distance and projection distance between prospecting line and drill hole

孔号 偏离勘探线距离 勘探线投影距 开孔/m终孔/m开孔/m终孔/mZK1010．01-4．32702．146707．549ZK0010．46-1．54690．076692．131ZK2020．46-7．47624．671630．537ZK203-2．02-32．27485．588517．698ZK2050．0014．76418．872404．425ZK4010．100．76635．468634．924ZK4022．5014．42514．624498．516ZK6020．458．57501．530493．646ZK6031．369．39405．762393．514ZK1001-3．70-11．49503．904557．037

从表3中可以看出：开孔偏离勘探线距离0.01 m，说明ZK101孔开孔孔位偏离1号勘探线0.01 m，该数据为钻孔计算曲线提供了值；终孔偏离勘探线距离4.32 m，说明ZK101孔终孔位置偏离1号勘探线4.32 m，说明终孔位置点偏距小于25 m，质量符合钻探六项指标的要求。

以ZK101偏离勘探线的偏离距和投影距计算为例，对3种方法各自的特点进行介绍并对其进行比较：

1)公式计算法。按式(1)、(2)，依据ZK101勘探线起点坐标和定测坐标计算，此方法是每个工程点都要重复输入一次，输入计算比较费时，另外因数据操作在后台容易出错。

2)利用CAD软件拾取法。如图4所示，1-1′为矿区1号勘探线，3为工程点ZK101，S为工程点投影距，P为偏距离，分别量取1-2，2-3线段长度，即求取该工程点的勘探线投影距和偏离距；同理，逐个拾取其它10个工程点值。此法虽有良好的人机互动，但每次也只能计算一个工程点数据，计算不能批量化，且结果还需即时记录。

图4 ZK101钻孔勘探线偏离距与投影距量算Fig.4 Measurement of deviation distance and projection distance between prospecting line and drill hole ZK101

3)编制Excel表计算法。将矿区已有勘探线的起点坐标和工程点坐标成果复制到相应单元格，并在B2单元格录入矿区勘探线方位，利用Excel表格就能自动计算，结果见表4。

表4 江西赣州某矿山勘探线工程点偏离距、投影距计算表

Tab.4 Calculation table of deviation distance and projection distance between prospecting line and drill hole in a mine of Ganzhou，Jiangxi Province

利用上述3种方法都能有效地获得勘探线偏离距和投影距，通过对比可以得出Excel法更简洁、方便，且可批量计算。

勘探线偏离距和投影距数据的取得，能解决勘探过程中勘探剖面线图绘制的问题，能反映钻孔钻线轨迹偏离勘探线距离的多少及水平方向控制长度多少的问题，从而有效评定钻探工程质量的优劣。

4 结束语

在实际应用中通过对比发现，采用编制Excel表格计算方法快捷方便，在第一个工程点计算表格编制完毕后，其它工程点仅是一个数据复制的过程，计算数据显示在前台，错误更容易被发现，且能有效地提高工作效率。

[1] 李枝.工程点偏离勘探线的偏差及其投影距的坐标增量计算法[J].湖南地质，1990(1)：73-76.

[2] 国家质量监督技术局.GB/T 18341—2001地质矿产勘查测量规范 [S].北京：中国标准出版社，2001.

[3] 余梁蜀，张宗孝，马斌，等.Excel环境中控制测量三角网平差及坐标计算[J].武汉大学学报：工学版，2004(2)：63-65.

[4] 杨勇军，黄奎树，欧阳云.等.利用Excel表格进行导线的近似平差计算[J].科技与生活，2012，9(9)：221-223.

Several Methods of Obtaining Deviation Distance andProjection Distance for Prospecting Line

YANG Yong-jun1，LIU Da-cheng2，LI Deng-ping1

(1.No.2TeamofJiangxiNon-ferrousMetalsGeologicalProspectingBureau，GanzhouJiangxi341000，China； 2.QinghaiInstituteofCoalGeologicalProspecting，XiningQinghai810000，China)

The relationship between engineering points and prospecting line is expounded，and the geometric relationship formulas between them are given. By using three different methods，the deviation distance and projection distance for engineering point are calculated. By comparing the three methods，the conclusion is that the method of using Excel table to calculate the deviation distance and projection distance can make calculation easier and more convenient，and it can be used to calculate several points at the same time and improve the work efficiency.

prospecting line；deviation distance；projection distance；Excel table

2017-02-13

P 258； P 623

B

1007-9394(2017)02-0048-03

杨勇军(1982～)，男，江西吉水人，工程师，现主要从事矿山测量、地形测量等方面的工作。