基于Excel自动绘制地震安全性评价报告的钻孔综合柱状图

扈桂让，赵晋泉，郭　瑾，王丽晶，李小壮

(1.山西省地震局，山西　太原　030021；2.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西　太原　030025；

3.山西省地质环境监测中心，山西　太原　030002；4.山西晋城市地震局，山西　晋城　048000)



基于Excel自动绘制地震安全性评价报告的钻孔综合柱状图

扈桂让1，2，赵晋泉1，2，郭瑾3，王丽晶1，2，李小壮4

(1.山西省地震局，山西太原030021；2.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西太原030025；

3.山西省地质环境监测中心，山西太原030002；4.山西晋城市地震局，山西晋城048000)

摘要：钻孔综合柱状图是地震安全性评价报告中必备的一种图件。本文介绍在Excel中自动生成钻孔综合柱状图的方法，实现在Excel中设计柱状图框架，并利用Excel vba编程自动生成岩土柱状及剪切波速曲线。该方法运用一键式成图，简单易用，已在实践中得到较好的应用。

关键词：地震安全性评价报告；Excel vba；钻孔综合柱状图

0引言

钻孔综合柱状图是地震安全性评价报告中的基本图件。地震安全性评价的规范规定：Ⅰ级工作应有不少于3个深度达到基岩，或剪切波速不小于700 m/s的钻孔；Ⅱ、Ⅲ级工作应有不少于2个深度达到基岩，或者剪切波速大于等于500 m/s的钻孔，并编制相应的钻孔综合柱状图[1]。该行业图件包括两方面要素：一方面是岩土柱状，包含地层深度、厚度、岩性图例、岩土描述等；另一方面是钻孔的剪切波速曲线，包含深度、波速值及曲线图等。

对于钻孔柱状图，即使是计算机制图，以往也多采用手动绘制的方法，费时费力，效率不高。后来有人编制了自动绘制柱状图软件[2-4]，但是多数都有行业针对性，不便于推广使用。对于自动绘制地震安全性评价行业中的钻孔综合柱状图，很少有人研究，笔者就此问题进行深入探讨。

Micosoft Excel是最常用的电子表格软件，主要应用于数据处理方面。VBA是微软开发出来在其桌面应用程序中执行通用自动化任务的编程语言，可寄生于其他应用程序中运行，提高其工作效率，并且该语言支持面向对象的编程。Excel支持VBA进行二次开发，进行一些自动的、重复的数据处理。Excel软件的特点及二次编程功能为钻孔柱状图的绘制提供可能。本研究根据以上特点及相似性进行程序的编制。

1设计方法

(1) 设计柱状图图头。

首先在Excel “sheet1”中输入柱状图图头，通过合并单元格、调整行高列宽等操作进行格式设计。将单元格的行高列宽设置为合理的数值，便于形成合适的成品图尺寸。对于特定类型的钻孔柱状图来说，图头都是统一的，只输入一次即可。据此，设计的柱状图图头如图1所示。

图1　柱状图图头Fig.1　The head of the column

(2) 用户录入地层数据及波速数据。

柱状图图头下方的单元格是用户填入野外钻孔编录采集数据的位置，需用户手工录入，分别填入层底深度列、柱状图列和岩土描述列。柱状图列中填入图例的标准名称，以便在该单元格中载入该类岩性图例。在“sheet2”中输入测量深度、剪切波速列的数据，程序将利用这些数据进行柱状图的绘制(见第17页图2)。

图2　图头下方单元格输入地层数据Fig.2　Stratigraphic data inputted in cells below the head

(3) 自动绘制柱状图。

程序总体利用循环控制结构进行数据处理，以“层底深度列值为空”作为判断循环结束的条件。根据每层所在层位自动填入层序列1，2，3……，根据各层分层厚度值ΔH(单位为m)及比例尺r设定各个行高，柱状图中每层地层厚度Δh(单位为磅)为：

Δh=r×ΔH×1 000/0.361 2 。

利用pictures对象的insert方法在每层柱状图列相应位置插入岩性图例。需要特别说明的是，岩性图例以bmp格式存储在一个独立的文件夹legend中，常用的图例应提前制作好放于该文件夹中。另外，输入地层数据时，在柱状图里输入的岩性名称与该文件夹中的bmp图片文件名一致，如果不一致或者使用的图例在legend库中不存在，程序将会出错。岩性图例文件制作时，宽度与柱状图列的宽度相等，约为1.5 cm左右，以免遮盖表格线。经过此步骤的中间成果如图3所示。

图3　柱状图生成中间成果图Fig.3　The intermediate result histogram

(4) 生成剪切波速曲线。

根据“sheet2”中测试深度列、波速列数据生成剪切波速曲线，亦是程序化实现，此部分主要用到Excel对象模型中的activechart对象及其相关的属性和方法。以测试深度列、波速列两列数据为数据源，以波速列为横轴，以测试深度列为纵轴，生成图表。图表的长度与地层的总深度相等，图表宽度与剪切波速曲线列的宽度相等，图表坐标纵轴设为无坐标轴，横轴设为无标注等。最后，把该图表粘贴到“sheet1”中剪切波速曲线列下方单元格中。同样，分别把“sheet2”中测试深度列、波速列设为与测量深度列、剪切波速列宽度相等，深度比例尺亦为r，与柱状图相同。将该两列数据以图片格式粘贴到测量深度列、剪切波速列下方的单元格中。

(5) 设置网格线。

将“sheet1”中数据区的内部单元格边线设为细黑色，将外框线设为加粗黑色，柱状图的绘制即完成(见图4)。

图4　Excel绘制的柱状图成果图Fig.4　The result column by Excel

整个过程无需干预，可一键式成图。因此，在Excel中创建commandbutton控件，将以上程序段作为该控件的click事件触发的过程。增加另外一个commandbutton控件时，将上述控件的click事件完成清除历史数据的操作，便于下次的数据操作。

最后，将生成的数据导出，有两种方式：一是将数据区域选中，复制粘贴到画图板，另存为图片格式；二是将数据区域选中，使用Excel中“照相机”功能，另存为emf图元文件。二者比较来说，方式二生成的图片分辨率高，图片质量好(见图5)。对生成图件的不合理之处还可在画图软件中进行局部修改。

图5　方式二导出的钻孔综合柱状图成品图Fig.5　The final drilling synthesis column exported by the second way

2结论和讨论

(1) 该系统在用户输入地层数据及波速数据后，可进行一键式生成柱状图，简单易用，已在实际应用过程中得到验证。

(2) 在地层厚度较薄的情形下，岩土描述列数据可能会因为单元格行高太小显示不全，这种情况可通过调宽岩土描述列列宽、增大柱状图比例因子、调小字体等方式解决，也可在生成的图片文件中增加引线修改。

(3) 每个行业的钻孔柱状图多有不同，在Excel中可进行柱状图样式设计，因此该方法可推广应用于其他行业。

参考文献：

[1]卢寿德，高孟潭，陈国星，等.国家标准GB 17741-2005《工程场地地震安全性评价》宣贯教材[M].北京：地震出版社，2005：41-42.

[2]魏莲，卞州罡，卢建杰，等.基于mapgis的柱状图系统设计与实现[J].中国地质大学学报，2006，31(5)：743-746.

[3]胡中富.应用Excel和mapcad快速生成地质钻孔柱状图[J].云南地质，2003,23(1)：104-112.

[4]周永臣，岳殿召，张广军，等.用vb编程实现钻孔自动绘制[J].江苏煤炭，2004(1)：76-77.

(英文摘要

Automatic Drawing of Drilling Synthesis Column in Seismic Safety Assessment Report Based on Excel

HU Gui-rang1,2, ZHAO Jin-quan1,2, GUO Jin3, WANG Li-jing1,2, LI Xiao-zhuang4

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi 030021, China;2.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China;3.Shanxi Geo-environmental Monitoring Center, Taiyuan, Shanxi 030024, China;4.Earthquake Administration of Jincheng City, Jincheng, Shanxi 048000, China)

Abstract:Drilling synthesis column is the necessary map of seismic safety evaluation report. The method of automatic generation of drilling synthesis column in Excel is introduced. The design of column frame and automatic generation of lithologic column and shear wave velocity curve by VBA programming are implemented in the excel. This method which uses one-touch drafting is easy to operate. And the method has been well used in practice.

Key words:Seismic safety assessment report; Excel vba; Drilling synthesis column

中图分类号：P315.6-39

文献标志码：A

作者简介：第一扈桂让(1985—)，男，山东省菏泽人。2011年毕业于中国地震局地壳应力研究所，硕士研究生，工程师。

收稿日期：2015-10-27

文章编号：1000-6265(2016)01-0016-03