Работа 3. Построение карт полей геологических параметров с использованием программного комплекса surfer

В отчетные материалы по инженерно-геологическим изысканиям часто включают карты – модели полей геологических параметров. Под геологическим параметром понимается показатель какого-либо свойства или состава попрод. Поле параметра – пространственное его распределение по участку, выраженное графически.

Ниже приводится методика помтроения поля геологического параметра – показателя влажности грунта.

Программный комплекс используется для визуализации координатно привязанной информации в виде карт изолиний, полутоновых изображений, объемных диаграмм и их сочетаний.

Исходными данными для построения карт служит численное описание картируемого показателя (отметка поверхности рельефа, показатель физико-механических свойств горных пород и т.д) по нерегулярной сети точек наблюдения.

В простейшем случае таким описанием служит таблица XYZ-данных, где X и Y условные (или географические) координаты точки наблюдения, а Z – численное значение картируемого показателя. Для работы программного комплекса необходимо сохранить описание исходных данных в виде отдельного файла данных.

Файл данных XYZ это файл, который содержит, по крайней мере, три столбца числовых значений. Первые два столбца являются координатами X и Y для локализации точек. В третьем столбце содержится координата Z, связанная с координатами X и Y. Программный комплекс не накладывает жестких требований на расположение координат в определенных столбцах, но по умолчанию считывает координату X из столбца A, координату Y из столбца B, а координату Z из столбца C. Surfer следит, чтобы данные в этих столбцах были определены, имели формат числа и выдает предупреждение в противном случае.

Содержание обработки исходных данных заключается в построении графического изображения единой поверхности в границах поля точек наблюдения.

Последовательность обработки исходных данных следующая:

• подготовить исходные данные в табличной форме;

(оцифровать бумажный вариант карты фактического материала);

• сохранить исходные данные в виде электронной таблицы;

(формат файла может быть произвольным, удобно использовать текстовый с любым разделителем между столбцами или формат рабочего листа EXCEL);

• выполнить интерполяцию значений по равномерной сетке;

(команда главного меню: Grid/Data …)

• сохранить файл интерполированных значений на диске;

(формат файла значений интерполияции по равномерной сетке – *.grd)

• построить карту изолиний;

(команда главного меню: Map/Contour Map/New Contour Map …)

• отредактировать полученное изображение карты;

(выполнить зарамочное оформление с использованием инструментов рисовании и добавления надписей )

• сохранить результаты работы на диске

(формат файла изображения готовой карты – *.srf)

• распечатать изображение на принтере

(вставить рисунок с использованием буфера обмена в электронную версию отчета)

В качестве примера рассмотрим порядок построения карт пространственного распределения влажности супеси на глубине 8 метров.

1. Оцифровать (рис. 2) карту фактического материала.

95

93

X 92

91

90

Y

Рис. 2. Схема определения условных координат твёрдого оригинала карты фактического материала

1. Средствами ПК EXCEL подготовить таблицу исходных данных для построения набора электронных карт. Таблица может содержать несколько столбцов показателей физико-механических свойств.

Рис. 3. Таблица исходных данных ПК ЕXCEL

3. Открыть ПК SURFER.

4. Выполнить интерполяцию картируемых значений показателей физико-механических свойств по регулярной сети.

4.1. В пункте главного меню Grid выбрать команду Data (рис. 3), в окне Open data открыть файл исходных данных (*.txt, *.xls или *.dat). В диалоговом окне ввести следующие параметры:

4.1.1. Data Columns (Столбцы с данными) — в строках с выпа-дающими списками, помеченных буквами X, Y, Z, выбрать, соответственно, «X», «Y» и имя столбца значения показателя влажности супеси, для которого выполняется интерполяция.

4.1.2. В строке Gridding Method выбрать из выпадающего списка метод интерполяции данных (как правило, рекомендуется Kriging).

4.1.3. Закрыть диалог нажатием кнопки ОК. ПК SURFER сделает пересчет пространственных данных и запишет результат во вспомогательный файл *.grd. Необходимо следить за тем, чтобы каждому файлу было присвоено уникальное имя, включающее наименование показателя как суффикс.

4.1.4. Повторить п.4.1 для каждого показателя физико-механических свойств.

Рис. 4. Активизация команды Grid/Data…

5. На основе каждого grid-файла построить карты распределения показателей химического состава подземных вод в изолиниях.

5.1. Из пункта главного меню Map выбрать команду Contour Map/ New Contour Map, в окне Open grid открыть вспомогательный файл *.grd показателя физико-механических свойств.

5.2. В диалоговом окне Contour Map выбрать величину сечения изолиний, вид легенды, варианты раскраски изолиний и области между ними, подписей к изолиниям и т. д.

Рис. 5. Активизация команды Map/Contour Map

5.3. Удалить или добавить изолинии можно в окне строки

Contour Levels с помощью кнопок Delete и Add. Для изменения значения изолинии установите маркер в поле Level на изменяемом значении и дважды щелкните по нему. В открывшемся окне введите величину изолинии. Создайте изолинии с шагом, отвечающим соответствующим задачам.

5.4. Отредактировать изолинии: изменить тип линий и цвет. Редактировать линии можно в окне строки Contour Levels, установив маркер на нужной линии и двойным щелчком, получив доступ к динамической библиотеке линий.

5.5. Сгладить форму изолинии, установив метку напротив строки Smooth Contour.

5.6. Создать цветную (Color Scale) или (и) штриховую (Fill Contour) заливку областей, ограниченных изолиниями, и отредактировать тип заливки, щелкнув два раза в поле Fill (окно строки Contour Levels) и выбрав в библиотеке нужный тип и цвет. Чтобы заливка получилась прозрачной, поставьте метку против надписи Transparent.

5.7. Установить наличие или отсутствие подписей изолиний, щелкнув в поле Label (окно строки Contour Levels).

5.8. Формирование/расформирование легенды производится щелчком по соответствующей надписи Yes/No в поле Hach окна строки Contour Levels.

5.9. Зафиксировать сделанные установки в файле, нажав кнопку Save, и сохранить полученную карту в рабочей директории.

5.10 Добавить скважины выбрав из меню Map/Post Map/New Post Map (рис 6).

Рис. 6. Активизация команды Map/Post Map/New Post Map

5.11. Выполнить зарамочное оформление, в которое входит – название карты, условные знаки, поясняющий текст, легенда раскраски. Использовать для этого инструментальную панель рисования (пункт главного меню Draw).

5.12. Сохранить результаты работы в файле формата *.srf с уникальным именем, включающим наименование показателя как суффикс.

5.13. Повторить п.п. 5.1 – 5.11 для каждого показателя физико-механических свойств.

Пример карты поля геологического параметра показан на рисунке 7.

Рис. 7. Поле распределения влажности супеси на глубине 8 метров