应用SURFER软件快速实现工程地质剖面图绘制

应用SURFER软件快速实现工程地质剖面图绘制

目前在工程地质剖面绘制过程中，通常采用人工方法对取得的钻孔资料进行投影来绘制工程地质剖面，需要大量的校正工作，尤其是剖面较多交叉的情况下，这样导致工作量大，绘图繁琐且容易出现错误，文章介绍利用SURFER软件，应用钻孔地层数据快速绘制剖面图，简单快捷，工作量小，可不用进行误差较正。

标签：Surfer；剖面；等值线

1 工程地质剖面绘制现状

目前，在工程勘察设计过程中，设计专业往往需要地质工作提供许多工程地质剖面图，导致地质专业人员工作把大量时间用在此上面，没有太多时间进行地质勘察成果的分析。针对现状而言，能够实现绘制工程地质剖面的软件有很多，如各勘察单位基于AutoCAD开发的功能性软件，还有大型的综合性软件CATIA 和GOCAD等都可实现工程地质剖面图的绘制[1-3]。但各种小软件功能较单一，数据处理能力差；大型软件绘制工程地质剖面图需要以大量数据为基础，并建立三维模型，工作量大，费时费力，难以投入实际应用。

2 Surfer软件简介

Golden Software Surfer（以下简称Surfer）软件是Golden Software公司的系列绘图软件之一，Surfer的主要功能是绘制等高线图（contour map），此外它还可以绘制post map，classed post map，vector map，image map，Shaded Relief map，wireframe map，3d surface map等形式的图形。其功能强大，尤其是在等高线领域，目前Surfer软件已经在水文、气象、工程地质、物探和地理等专业和领域得到了广泛应用[4-6]，其具有操作方便，易学易用，数据处理方便等特点。Surfer软件版本较多，最新版本为Surfer 11，现以Surfer7.0为例进行剖面绘制介绍。

3 利用Surfer绘制工程地质剖面

3.1 数据准备和获取

在水利水电工程或其它工程开展过程中，往往需要布置许多钻孔以获得工程区地质地层信息，工程地质人员利用岩芯资料进行地质分层。经过分析整理现场资料，于是可以得到以下格式数据，见表1，可以增加更多的不同地层信息在列中。

表1 数据格式示例表

得到的数据可以用Excel软件整理保存，Surfer软件可以直接读取。

3.2 绘制各地层等值线

数据制作好之后，利用Surfer软件强大的等值线绘制功能，分别绘制地形等值线（利用孔口数据）、地层1等值层底高程等值线、地层2层底高程等值线等。绘制完毕后，分别存储各地层的层底等值线图。在绘制等值线图时，插值方法应采用距离平方反比法或克里金插值法（Kriging）[7]。因为这两种方法在插值点与取样点重合时，插值点的值就是样本点的值，而其它方法不能保证如此。

3.3 绘制剖面

绘制剖面线前，需要制作剖切文件，剖切文件制作可以利用“Map | Digitize”数字化采取（此前可导入CAD文件至Surfer），也可以直接读取坐标，保存为bln文件格式。

剖切文件制作好后，再选择，选择“Grid|Slice”命令，在Open Grid 对话框中选择打开地层等值线grd文件，在open 对话框中打开剖切bln 文件，在打开的Grid Slice对话框中有两项选择，一是输出的bln文件，会输出三列，第一列为剖线的x坐标，第二列为剖线的y坐标，第三列为剖线点上的z坐标（即与等高线交点的z坐标）。一般此文件用处不大。第二个输出的是数据文件，请选择其名称。此文件输出5列，分为剖线所在的x，y，z，剖线长度积累值，即第一点为0，其它各点的值是到此点的距离，最后一列为剖线标记，数字不同代表不同的剖线，相同代表同一条线。再下面是两个缺省值的设定，可以不去管。点ok，就会生成剖面数据。

选择“Map|Base Map”在Import 窗口打开剖面数据bln 文件，剖面图就生成了。

依次可以生成地層1剖面数据，地层2剖面数据等。再利用Map | overlay maps 叠合地图功能，绘制成完整的工程地质剖面。可以直接成图，也可以转为CAD 的dxf格式保存。

4 工程实例介绍

现以国外某水利水电工程为例进行介绍，该工程首部枢纽地质情况复杂，因此在概念设计阶段和基本设计阶地开展了大量勘探工作，获取了大量钻孔分层地质信息，由于工程设计人员需要许多剖面的地质信息进行工程设计，地质人员采用此方法后，工作效率大大提高。

5 结束语

利用Sufer软件制作等值线时，应尽量采用克里金插值法（Kriging），以保证插值点与取样点重合。使用Sufer软件绘制工程地质剖面，具有数据处理简单，操作方便，不用误差校正，图形效果好等特点。

参考文献

[1]姚高峰，郭元世，黄小华.地质三维模型快速生成标准地质剖面图方法初探[J].广西水利水电，2012（5）：17-20.

[2]蒋锐.GOCAD 与CA TIA 在三维地质建模生产中的应用分析[J].地下水，2013（2）：97-98.

[3]张燕飞，朱杰勇，张威.基于GOCAD 的三维地质模型构建[J].河北工程大学学报（自然科学版），2011（12）：69-73.

[4]张仁凌，齐向华.使用Surfer软件绘制雨量等值线图[J].水利水文自动化，2007（12）：45-47.

[5]何瀚原，李清华，史源香.利用Surfer 软件绘制山西区域气象要素图[J].科技情报开发与经济，2007（4）：234-235.

[6]杨金玉，张训华，徐世浙，等.Surfer和Grapher在地球物理位场延拓可视化软件开发中的应用[J].物探化探计算技术，2007（5）：264-267.

[7]陈欢欢，李星，丁文秀.Sur fer 8. 0 等值线绘制中的十二种插值方法[J].工程地球物理学报，2007（2）：52-56.

作者简介：张党立（1979-），男，工程师，硕士，地质工程专业，主要从事水利水电工程勘察工作。