应用Excel和Section实现实测地质剖面批量成图

陈海飞，王 旗，吴海峰，洪 涛，方 涛，曾 成，王日平

（江西省核工业地质局二六四大队，江西 赣州 341000）

1 设计目的与思路

实测地质剖面作为地质工作中常用和必要手段，剖面成图涉及大量的数据换算和图表绘制，如何批量处理原始数据，提取成果数据绘制图件，同时保证数据准确、过程高效、易于维护，是本文思考的问题。可以利用数字地质调查系统（DGSS），但不利于批量操作和维护。Microsoft Excel作为图表处理软件，具有强大的数据处理能力和二次开发能力。应用软件编程，将实测地质剖面导线、分析信息表格化，经过自动化处理转换为成果数据，再通过程序处理转换为投图数据，最后利用Section投图生成Mapgis点线文件，绘制剖面地形线、分层界线和导线。

2 地质与数学基础

实测剖面图由导线图（水平面）和地形剖面图（垂直面）两部分组成，导线图反映剖面测量路线变化情况，地形剖面图反映地质综合情况[1]。绘图目的是通过在不同图面确定导线、分层位置，表达地质体空间关系。

已知剖面总方位角（成图方位角）α0、导线起点平面直角坐标（X0、Y0、H0）、导线参数（方位角P、斜距L、坡度β）和导线上分层位置斜距Lfc，导线终点坐标（X、Y、H）计算公式如下：

X=X0+cosP×cosβ×L，Y=Y0+sinP×cosβ×L，

H=H0+sinβ×L

分层点坐标（Xfc、Yfc、Hfc）计算公式如下：

Xfc=X0+cosP×cosβ×Lfc，

Yfc=Y0+sinP×cosβ×Lfc，Hfc=H0+sinβ×Lfc

绘图需要应用到的参数：导线水平距Ls、导线高差△H、累计水平距L1、累计高差H1，导线图上剖面水平距dx、剖面偏移距dy、剖面水平累计Dx和剖面偏移累计Dy，剖面图上剖面水平距px、剖面高差距ph、剖面水平累计Px、剖面高差累计Ph，分层导线段水平距fx、分层导线段高差距fh。需要根据分层斜距（视厚度）Hfc、岩层倾向Q和倾角α，求解导线方向与岩性走向夹角γ、绘图视倾角αs和分层真厚度Hz。各计算公式分别如下：

3 程序设计

3.1 系统设计

系统包含记录表录入、记录表完善、剖面计算与分层投图和投影数据Section投图四个部分。系统结构见图1。

图1 系统结构图

3.2 界面设计

界面设计包括Excel工作表、自定义鼠标右键菜单和导线与分层投图对话框三部分。

实测地质剖面记录采用《固体矿产勘查原始地质编录规程》（DZ／T 0078-2015）附表1记录格式。为了便于绘图，Excel工作表增加了相关参数的计算列，由导线、导线图、剖面图、产状、分层、地质描述、样品等列表组成。

自定义菜单为鼠标右键菜单，新增菜单三个，分别为：数据比对、完善记录表和剖面计算分层投图。数据比对菜单包含两表完整比对、比对源数据表、精确匹配、数据排空等子菜单，实现常用的表格数据处理功能。完善记录表菜单包含导线计算、分层位置初始化、地质描述补位置等子菜单，对应完善记录表系统。剖面计算分层投图菜单整合全部的数据处理过程，生成最终投图数据。

导线与分层投图对话框为弹出式对话框，为通过菜单方式调用的窗体，其作用是接收投图的相关参数和设置投图对象，见图2。投剖面图生成剖面数据，投地质图则生成地质平面图数据。

图2 导线与分层投图对话框

3.3 模块设计

设计模块3个，包括菜单开发、功能函数与过程、剖面计算。菜单开发模块加载数据比对程序和导线、剖面计算调用程序。功能函数与过程模块加载的是自定义的常用函数和过程，如反算方位角、两点空间位置、岩层坡向取值、数组删重、数组排序、数组维度等。剖面计算模块为主模块，包含增行补录导线尾数、导线计算、剖面计算分层投图三个程序。

4 程序编写

程序编写需要调用工作表、行列、单元格等对象的事件、属性或数据，通过判断语句、循环结构等嵌套，运用数学公式计算。其过程一般是：定义变量→获取原始数据→赋值给数组→数据处理→生成新数组→输出给表单。VBA编程将表单数据赋值给数组，在数组内计算，可以极大的提高运行效率。程序开始和结束前需通过Application.EnableEvents语句先后禁止、允许事件循环触发。

4.1 自定义鼠标右键菜单

利用Sub过程创建菜单是常用的方式，通过调用CommandBars子集的Controls属性实现[1]，如创建“两表完整比对”二级子菜单。其功能通过调用过程实现。

4.2 自定义函数与过程

自定义函数与过程是为实现特定功能，将编程中反复使用的数学计算模型或处理流程固化。如此既可以简化编程提高效率，又可以减少报错率。自定义函数通过Function过程实现，自定义过程通过Sub过程实现，需区分输入的数据是使用其数值（ByVal）还是地址（ByRef）。

4.3 Excel表事件

Excel表加载了Worksheet的SelectionChange和Change事件，表格数据变动则激活。对导线列表前四项（1-4列）和导线分层位置（第24列）数据进行修改，如果是第24列数据变化说明是在录入导线分层位置，则启动增行补录导线尾数程序，自动插入下一行填入数据，确保每导分层结尾米数为导线斜距；否则是导线参数变化，则启动导线计算程序，更新剖面绘图数据。

4.4 Sub过程编写

剖面计算分层投图程序基于完善记录表，对导线、分层、产状和样品原始数据进行处理，可以分解为如下步骤：绘图数据计算、投图数据计算、数据合并和数据输出，具体见图3。其中投剖面图的分层线和产状线按视倾角生成。投图数据合并为新数组，赋值给新建的Excel表。

5 程序运行与测试

（1）基础数据录入：打开Excel表将剖面起点坐标、基点号、GPS ID、剖面总方位和导线参数等基础数据录入完成。

（2）完善记录表：更新绘图数据点击鼠标右键完善记录表——导线计算。点击完善记录表——分层位置初始化，可以在导线分层位置列自动填充“0-导线斜距”。然后根据记录表录入分层、地质描述、产状和样品信息。地质描述录入格式：起始位置[换行]岩性名称[换行]描述内容。起始位置格式：起～止导线号#[空格]米数[空格]m，如果米数后为“m处”则指夹层或脉体不参与投图。点击完善记录表——地质描述补位置，可以根据导线分层位置自动添加起始位置行。

图3 剖面计算分层投图程序步骤分解图

图4 导线、分层线、产状投影成图

（3）剖面计算与分层投图：点击鼠标右键剖面计算分层投图，弹出是否继续的对话框，选择“是”。设置导线与分层投图对话框相关参数，然后点击“确定”按钮。计算结果赋值到新Excel工作簿内，默认被选中。

（4）Seciton投图：打开Seciton辅助制图软件，点击文件菜单——新建文件，依次点击1辅助工具菜单——表格数据投影——选择数据投影（Excel）。弹出数据投影对话框，比例尺默认为1000不需要改动，取消绘制点和线闭合，然后点击“确定”。调整图元参数，结果见图4。

6 Mapgis图件整饰

图件整饰主要为补充完善地质内容，补充图式要素，形成实测地质剖面成果图。