SURPAC二次開發(fā)技術(shù)在地質(zhì)繪圖中的應(yīng)用

李 暢,劉曉明,聞 磊

(1.長(zhǎng)沙礦山研究院, 湖南長(zhǎng)沙 410012;2.中南大學(xué), 湖南長(zhǎng)沙 410083)

SURPAC二次開發(fā)技術(shù)在地質(zhì)繪圖中的應(yīng)用

李 暢1,劉曉明2,聞 磊1

(1.長(zhǎng)沙礦山研究院, 湖南長(zhǎng)沙 410012;2.中南大學(xué), 湖南長(zhǎng)沙 410083)

運(yùn)用大型三維數(shù)字礦業(yè)軟件 Surpac建立了某礦深部礦床地質(zhì)模型,采用 Tcl語言對(duì) Surpac軟件進(jìn)行二次開發(fā),以建立的礦床地質(zhì)模型為基礎(chǔ)編寫繪圖程序,實(shí)現(xiàn)了礦床地質(zhì)圖形的自動(dòng)繪制,為礦山技術(shù)人員繪制地質(zhì)圖紙及礦山管理工作提供了強(qiáng)有力的支持。

Surpac;二次開發(fā);地質(zhì)繪圖

0 前 言

數(shù)字化礦山軟件強(qiáng)大的可視化功能,能將大量復(fù)雜、多維的工程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直觀的視覺信息,使人們能在三維環(huán)境里充分發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)和理解采礦的各種現(xiàn)象及規(guī)律,從而優(yōu)化工程設(shè)計(jì),指導(dǎo)工程實(shí)踐。

Surpac軟件是 1套在礦業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用較早并具有國(guó)際領(lǐng)先水平的大型數(shù)字化礦山軟件,其核心是一個(gè)完全集成的數(shù)據(jù)可視化和可編輯的三維圖形模塊,可以直觀地生成和顯示各種三維模型,創(chuàng)建擁有三維數(shù)字化、多視角、色彩渲染、旋轉(zhuǎn)縮放顯示等強(qiáng)大功能的虛擬環(huán)境。

某礦床已進(jìn)入深部開采階段,為了繪制更精確的地質(zhì)圖形,利用 Tcl語言對(duì) Surpac軟件進(jìn)行二次開發(fā),編制了地質(zhì)剖面的自動(dòng)繪制程序,提高了技術(shù)人員的工作效率,大大方便了礦山地質(zhì)圖件的繪制、管理及共享。

1 軟件繪圖方式

1.1 繪圖方式對(duì)比

Surpac軟件有自動(dòng)繪圖和文件繪圖2種方式。自動(dòng)繪圖采用軟件默認(rèn)的對(duì)線串、填充圖案、標(biāo)注等的設(shè)置,繪圖原則是“所見即所得”;文件繪圖強(qiáng)調(diào)對(duì)不同圖元使用不同的繪制方式,可根據(jù)用戶的具體需求,進(jìn)行更為復(fù)雜的圖紙繪制,其比較見表1。

1.2 文件繪圖流程

文件繪圖的流程如圖1所示。

2 基于 Tcl語言的 Surpac二次開發(fā)

2.1 Tcl語言簡(jiǎn)介

表1 自動(dòng)繪圖和文件繪圖的特點(diǎn)

Tcl是 Surpac軟件的腳本語言,且可嵌入命令,可以在 Windows NT/98/2000、Unix及變種、Macintosh系統(tǒng)平臺(tái)上使用。作為腳本化語言,它提供標(biāo)準(zhǔn)的語法、變量、程序流向控制和子過程。由于是解釋性程序,Tcl可以很容易地嵌入到 Surpac軟件中。

Tcl語言的語法命令簡(jiǎn)單易懂,同時(shí)它還提供了宏文件錄制功能。這樣編程者既可以利用 Tcl語言創(chuàng)建窗口、菜單、工具條等來完成編程任務(wù),還可以通過對(duì)軟件已有功能的操作將一系列任務(wù)錄制到 1個(gè)腳本中并進(jìn)行回放。宏文件的一大優(yōu)點(diǎn)是將眾多菜單、工具條的操作縮減成簡(jiǎn)單的“一鍵”。當(dāng)宏文件中所使用的繪圖文件名稱發(fā)生改變時(shí),只需對(duì)宏文件進(jìn)行編輯,改變現(xiàn)用的繪圖文件名稱即可。

2.2 繪圖方式定義

定義繪圖方式之前,首先要確定圖元的種類。1幅完整的地質(zhì)圖,基本圖元包括圖框、坐標(biāo)軸、礦體界線、巖層界線、節(jié)理界線、鉆孔 (軌跡線、孔號(hào)、孔深、品位、巖性等)、坑道、填充區(qū)、標(biāo)注等。Surpac有 3種圖元繪制方式,即線、注釋、圖片。注釋和圖片類型是定義注釋 (文本)和圖片的位置、高度,線類型針對(duì)的是“.Str”文件中包含對(duì)象的一些繪制方式定義。上述圖元中,除了標(biāo)注和鉆孔的相關(guān)信息使用注釋圖元繪制方式外,其他都采用線類型繪制方式。

圖1 文件繪圖流程

圖元繪制方式說明的是“怎么繪制”,而圖元繪制映射則為“繪制什么”,即在“.Str”文件與圖元繪制方式之間建立一種映射關(guān)系,軟件會(huì)將已經(jīng)定義的繪制方式傳遞給“.Str”文件,實(shí)現(xiàn)文件繪圖。

3 Surpac二次開發(fā)的應(yīng)用

3.1 礦山簡(jiǎn)介

礦床為大型層控鉛鋅礦床,礦層厚度達(dá)數(shù)百米,鉛鋅品位較高。礦區(qū)地層的主體為地臺(tái)構(gòu)造層的地層部分,缺失低洼構(gòu)造層。主要賦礦地層劃分如下:中泥盆統(tǒng)桂頭組(D2g);中泥盆統(tǒng)棋梓橋組 (D2q);上泥盆統(tǒng)佘田橋組 (D3g);上泥盆統(tǒng)錫礦山組(D3x);下石炭統(tǒng)巖關(guān)階孟公坳組 (C1ym)。礦區(qū)發(fā)育有多組褶皺構(gòu)造,斷層構(gòu)造十分發(fā)育。礦床為“多因復(fù)成”綜合成礦模式,由初始沉積礦化期、同生沉積成巖成礦期、成巖后活化改造富集 (化)成礦期 3個(gè)成礦期構(gòu)成。

文章針對(duì)礦床深部礦段 (-360 m以下)展開了以礦床地質(zhì)模型為基礎(chǔ)的剖面成圖技術(shù)研究。

3.2 二次開發(fā)的應(yīng)用

礦山三維地質(zhì)模型是地質(zhì)剖面成圖的基礎(chǔ),其中礦床地質(zhì)數(shù)據(jù)庫是繪制鉆孔軌跡及元素品位的依據(jù);礦床實(shí)體模型是繪制礦體邊界、巖層屬性、節(jié)理等的依據(jù);中段巷道模型是繪制坑道邊界的依據(jù)。深部礦段的三維地質(zhì)模型見圖2。運(yùn)用 Tcl語言對(duì)Surpac軟件進(jìn)行二次開發(fā),形成了一系列自定義菜單,用戶可以根據(jù)繪圖需求,進(jìn)行子菜單操作,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)剖面圖的一鍵繪制。二次開發(fā)子菜單見圖3。

圖2 礦床模型及地質(zhì)鉆孔三維顯示

繪制的剖面圖如圖4所示,該圖清晰地描述出礦體、夾石、巖層、節(jié)理、鉆孔取樣等信息。整個(gè)圖件繪制過程簡(jiǎn)單易操作,成圖所反映的信息清晰、規(guī)范,成圖的“.pf”圖形格式與 AutoCAD有接口,并可根據(jù)不同圖元自動(dòng)劃分圖層,方便對(duì)圖形的編輯、修改。剖面圖可以作為礦山采礦單體設(shè)計(jì)的圖形資料,很大程度上加快了礦山繪圖工作的電子化進(jìn)程。

圖3 二次開發(fā)子菜單

圖4 自動(dòng)繪制的剖面圖

4 結(jié) 論

為了在三維空間內(nèi)清晰、直觀地表達(dá)礦床的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息,運(yùn)用大型三維數(shù)字礦業(yè)軟件 Surpac建立了某礦床深部的三維地質(zhì)模型,采用 Tcl語言對(duì)Surpac進(jìn)行二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)了在三維地質(zhì)模型基礎(chǔ)上自動(dòng)繪制地質(zhì)剖面圖的功能,為礦山技術(shù)人員的繪圖、資料管理、資源共享等提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

[1] Surpac國(guó)際軟件公司.Surpac Vision軟件用戶使用手冊(cè)(第四版)[Z].Surpac國(guó)際軟件公司,2000.

[2] 李 暢.礦床三維建模及地質(zhì)剖面成圖技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2009.

[3] 戴碧波,王李管,賈明濤,等.三維數(shù)字建模技術(shù)在某銅礦山中的應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探,2007,43(3):97～101.

[4] 羅周全,劉曉明,劉望平,等.數(shù)字礦山的技術(shù)基礎(chǔ) [J].中國(guó)鎢業(yè),2005,20(6):8～12.

[5] 古德生,李夕兵,等.現(xiàn)代金屬礦床開采科學(xué)技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.

[6] 張 雷,辛 鋼,孟長(zhǎng)功.編寫 Tcl-Hcl混合腳本程序模擬沸石轉(zhuǎn)晶[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),2005,22(1):73～76.

[7] 戴維康,孫傳偉,李靖誼.直升機(jī)飛行品質(zhì)評(píng)估系統(tǒng)的 Tcl/Tk和 C/C++混合編程 [J].東華大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2005,31(4):45～48.

2010-06-08)

李 暢 (1983-),女,湖南望城人,碩士,主要從事數(shù)字礦山技術(shù)研究,Email:lichang1118@163.com。