一种在铀矿勘查中制成探槽γ照射量率等值图的方法与流程

本发明涉及地质勘测领域，尤其涉及一种在铀矿勘查中制成探槽γ照射量率等值图的方法。

背景技术：

铀矿勘察探矿工程的原始编录分为地质、物探两部分，二者一般同时进行，是地质矿化现象的客观真实反映，为研究铀矿化特征提供基础资料。其中，物探原始编录的主要成果为γ照射量率等值图。

探槽工程是铀矿勘查的重要手段，其原始地质物探编录包括现场编录和室内资料整理两部分内容。对于物探编录来说，现场编录工作主要为测量放射性活度，室内整理工作主要为根据现场观察研究和各种测量成果，对现场编录进行修正、补充和归纳、整理，形成γ照射量率等值图，并将原始数据按规定格式存盘、入库和归档。

传统的现场编录操作，往往需要两至三人方能配合完成工作。现场要手动绘出探槽工程轮廓，记录工区号、测线号、导线号、导线长度、基线位置、坡度角和距离等信息，测量放射性活度并记录于纸质表格。如果遇上陡峭异形编录工程时，受到地形环境影响和仪器限制，给工作人员带来了很大的安全风险和编录难度，按照规则网格法完成此类探槽工程的编录工作，仅野外工作就要用多天时间，工效之低可见一斑。

传统室内资料整理工作，是通过手工素描成图实现的，主要是依据现场观察成果，标本、样品的鉴定和测试结果，对数据进行修正、补充、归纳和整理。先绘制工程展开图，然后用透明纸附在工程展开图上素描其轮廓，再将γ定向辐射仪测量到的照射量率在透明纸上按网络进行标示，绘制成等值线图，经核对无误后，按矿化品味的不同而手动绘上各种颜色。如需数字化图件，还得通过专业绘图软件，再次素描形成矢量化矿化异常成果图。在工程工作量较大、地形复杂或者矿化异常较好的情况下，手工素描和手动成果矢量化，存在耗时长、工作量大、精确度低、插值不合理、矿化信息标注不清晰美观、长久保存易丢失信息等问题。

技术实现要素：

本发明目的是解决上述问题，设计一种利用自动化和it技术在铀矿勘查中快速制成探槽γ照射量率等值图的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种在铀矿勘查中制成探槽γ照射量率等值图的方法，包括以下步骤：

s1、使用规格网格法测量矿体的分布形态与规模，在探槽地表工程上拉好卷尺，然后以基线为准，基线上下两侧用卷尺按照测网量好测量点距离并做标记；

s2、使用γ定向辐射仪测量所标记测量点的γ测量值，并记录测量点的坐标、基线号、坡角、基线位置；

s3、通过每个测量点的平面位置坐标信息计算出该测量点的具体位置，以便于成图；

s4、将每个测量点的横向坐标值x、纵向坐标值y、γ测量值z按照下列格式排列：

“x”，“y”，“z”

x1，y1，z1

x2，y2，z2

......

xn，yn，zn

其中第1列为横向坐标值x，第2列为纵向坐标值y，第3列为γ测量值z；

s5、对步骤s4中得到的数据进行空间内插，生成网格数据文件；

s6、使用vb程序调用surfer软件进行操作，将网格数据文件导入surfer软件中，使用surfer软件中shapes对象的addcontourmap函数，将网格数据直接生成等值线图；

s7、通过surfer软件中的“白化”数据操作处理模块，结合数据边界文件对等值线图的边界进行“白化”处理，最终形成一个有次序的封闭边框数据；

s8、对等值线图进行等值线属性设置、底图与等值线图叠加、测量值标注操作。

进一步的，步骤s2中对于测量点的数据采集采用与γ定向辐射仪匹配的手机端app软件记录。

进一步的，步骤s3中壁的测量点与底的测量点计算测量值的公式不同，壁的测量点计算测量值的公式为：

z＝mr(1)

式1中：

x、y为坐标位置，z为γ测量值；

n为测量点对应的导线号，命名为第n导；

li为第i号导线长度；

jn为测量点对应的第n号导线基线位置；

jnr为测量点与第n号导线基线位置的铅垂距离，且基线上侧为正，基线下侧为负；

θi为第i号导线坡度角，且仰视角为正，俯视角为负；

mr为放射性异常值；

底的测量点计算测量值的公式为：

y＝jnr

z＝mr(2)

式2中：

n为测量点对应的导线号，命名为第n导；

li为第i号导线长度；

jn为测量点对应的第n号导线基线位置；

jnr为测量点与第n号导线基线位置的水平距离，且基线左侧为正，基线右侧为负；

θi为第i号导线坡度角，且仰视角为正，俯视角为负；

mr为放射性异常值。

进一步的，所述步骤s7中的数据边界文件为bln文件，其格式如下：

“len”，“flag”

x1，y1

x2，y2

......

xn，yn

其中len为边界点坐标个数，flag为0或1，第1列为x坐标，第2列为y坐标，当x1＝xn，y1＝yn时为闭合曲线，flag＝0时闭合曲线外的数据被屏蔽掉，flag＝1时闭合曲线内的数据被屏蔽掉。

进一步的，所述步骤s8中的等值线属性设置包括填充设置、颜色设置、等值线标注设置、坐标轴设置，均采用surfer软件中contourmap对象的level子对象进行设置。

进一步的，所述步骤s8中的底图与等值线图叠加操作使用surfer软件中shapes对象的addbasemap函数，通过底图数据在等值线图底部添加底图。

进一步的，所述步骤s8中的测量值标注操作使用surfer软件中shapes对象的addbasemap函数，将测量点的数据信息生成粘贴图数据文件，粘贴图数据文件是含有测量点平面位置坐标和测量信息的ascii码文件，其格式如下：

i1x1y1label1

i2x1y1label2

.................

inxnynlabeln

其中，in是测量点号，xn，yn是坐标，labeln为标注内容。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明设计了专门的数据处理流程，利用自动化和it技术，通过调用surfer软件，逐步实现自动化成图，可以在野外现场快速获取成图信息和γ照射量率值，并且可以通过手机app电子化记录和保存，极大的改善传统操作存在的耗时长、工作量大、精确度低、插值不合理、矿化信息标注不清晰、长久保存易丢失信息等问题，不仅提高了工效和成果质量，而且原始资料及图件格式的一致性替换了手动绘图的格式随意性，促进了成果图件资料的标准化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基本操作流程图；

图2为探槽编录基线布置示意图；

图3为探槽放射性测量点坐标计算示意图；

图4为槽壁投影示意图；

图5为数据处理流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

基本工作流程：

如图1所示，首先，用γ定向辐射仪采集γ异常值，手动输入基本的位置信息等参数，二者一并对应按一定格式保存。这部分工作通过γ定向辐射仪匹配的手机操控台的app完成。

然后，经过电脑软件对数据进行算法分析，主要对铀矿地表工程测量数据(包含工区号、测线号、导线号、导线长度、基线位置、坡度角和距离等信息)进行综合分析处理，形成一定的数据格式，最终支持surfer软件自动成γ照射量率等值图。

最后，调用surfer软件加载地质图读取矿化信息，和γ照射量率等值图准确匹配，完成电子化和矢量化成果图件的编辑工作。

现场编录操作流程

1、编录对象的选择

铀矿地表探矿工程当前主要指探槽。探槽原始地质物探编录的对象是经施工管理、地质、物探人员三方现场确认，施工质量符合要求并能达到目的的探槽(含样沟、剥土、采场以及其它的天然露头)。

2、编录对象的初步处理

地质、物探编录一般同时进行，编录组技术人员共同观察拟编录探槽中的地质现象(必要时还应观察探槽附近有关地质现象)，确定编录壁及基岩面、分层并布样。涉及物探编录初步主要处理工作有：

1)确定编录槽壁

探槽图件一般只作一壁一底展开图。当两壁上基岩露头的地质现象可对应吻合时，东西向或大致东西向的探槽选北壁，南北向或大致南北向探槽选东壁。若首选壁的基岩露头不理想时，可选择对应的另一壁。一般情况下以首选壁为主、对应壁为辅。

2)确定基岩面

槽壁上的风化基岩高度应不小于30cm，通过观察正确判断残坡积物与风化基岩的界线。

3)分层

应首先确定分层单元，分层单元视矿体复杂程度而定，一般同矿区填图单元一致，复杂矿体的分层单元应小于矿区填图单元。分层厚度及夹石剔除厚度，按工业指标或设计要求进行，不同矿(化)体层，不同矿石类型和矿化品味、不同岩石类型和较大构造应分开。

3、设置基线号(导线号)等参数

1)基线位置选择

如图2所示，基线(亦称导线)位置一般选择在基岩与浮土的分界线附近，但工程起、止两个端点应布在地表。当探槽编录面很高大时，基线位置也可适当下移，一般离地1m布置基线。当探槽过长或有拐弯时，应分段设置基点及基线(导线)，并用喷漆做好标记。

2)操作方法

在基点处打上编好号的基线桩，然后用皮尺拉紧，固定在两个基线桩上部成为基线，第一条基线起点为零。

3)测量方位角及坡度角

用罗盘测定基线的方位角和坡度角，二者的读数误差在3°之内时，取平均值作为基线的方位角和坡角。

4)基线与基点记录

将测量的基点基线数据记录于登记表上，备份用于室内整理数据时查询。

4、数据采集

1)测量方法

为了详细测量矿体的分布形态和规模，使用较多的是规则网格法测量法。

测网大小根据矿化类型、矿体规模、探矿工程断面的大小等情况而定。如果矿化均匀，范围较大时，一般可用50cm×25cm网度；矿化范围较小但均匀时，可采用25cm×2scm网度；若矿化受地层层位或一定构造控制时，可采用50cm×25cm的长方形网度；当矿化范围小，矿化不均匀，又不规则者，可用不等点线距的网度，对异常位置进行加密测量以控制异常范围。

网格法首先在探槽地表工程上拉好卷尺，然后以基线为准，上下用卷尺按测网量好测量点距离并喷漆作标记。

2)测量工具

选用γ定向辐射仪测量异常值。数据记录采用与仪器匹配的手机端app软件采集，该软件主要完成测量点位置信息和γ异常值数据采集，并能自动记录数据发送给上位机。当然也可手动记录。

3)数据记录

无论是仪器匹配的专业软件或手动记录数据，测量过程中，测量数据需要一定的数据记录格式。在编录过程中，测量数据按表1格式进行记录，将使数据较为有序、准确，同时便于软件对数据的读入、计算，且可以作为地表放射性编录验收的原始资料，可使测量数据记录进一步规范化。

表1野外地表工程放射性编录记录表

采集到的数据，主要包括测量值、基线号、坡角、基线位置等。根据布设的测网逐点进行物探测量，并将数据记录在手机app软件中或纸质表格相应位置上，并及时保存和备份原始数据。必要的时候，辅助拍照、摄像机其他资料记录。

表1中换导处数据按要求从0m开始计算，每一导线末端数据均必须录入(如第一导线长5.3m，数据应在5.3m结束第一导，下一列为0开始第二导)，如果导线末端没有测量数据，可不填入数据，即此列为空。

室内编录资料整理操作流程

1、测量点位置坐标计算方法

一般的探槽编录涉及壁和底，网格法测量时，壁和底的测量点成图坐标位置计算方法不同，数据计算公式设计原理如图3所示，设计的推断公式如下式1(探槽壁)和式2(探槽底)，因此需设计两个数据处理方法对其进行数据处理。

1)壁：

z＝mr(1)

式1中：

x、y为坐标位置，z为γ测量值。

n为测量点对应的导线号，命名为第n导；

li为第i号导线长度；

jn为测量点对应的第n号导线基线位置；

jnr为测量点与第n号导线基线位置的铅垂距离，且基线上侧为正，基线下侧为负；

θi为第i号导线坡度角，且仰视角为正，俯视角为负。

mr为放射性异常值。

2)底：

y＝jnr

z＝mr(2)

式2中：

n为测量点对应的导线号，命名为第n导；

li为第i号导线长度；

jn为测量点对应的第n号导线基线位置；

jnr为测量点与第n号导线基线位置的水平距离，且基线左侧为正，基线右侧为负；

θi为第i号导线坡度角，且仰视角为正，俯视角为负。

mr为放射性异常值。

以下图4为例(解释说明用)：在基线0～1上拉根皮尺，基线上设置1根导线(如多根导线，各导线起点读数均为0m)，设各点铅垂投影到基线上的位置为xm，即皮尺上的读数，该点距基线的铅垂距离为ym(分基线上或基线下，用标杆丈量出数据)。图4中，地表点a垂直投在导线上的点为a′，a′在皮尺(导线)上的读数为5.5m。a点距导线的垂距a～a′为1.9m(读成基上1.9m)，则a点的x坐标＝5.5m。y坐标＝基上1.9m，据此可在图上确定出a点位置，再依次确定出地表b点的位置。这样依次连接o、a、b点即成地形线(地表线)。将c、d、e点相联为基岩线；将f、g、j点相联为槽底线；将k、i点相联为矿体顶界；将n、m点相联为矿体底界。

2、数据的准备

整理数据前检查数据源格式是否正确，判断数据是否按照要求填入表格，有问题可适当调整。如果格式和参数正确，填入表1中的源文件将转换为surfer软件能识别的格式。首先要将数据文件转换为surfer可接受的.grd文件(surfer可处理离散点、格点资料)，才能用来绘制需要的等值线图等。然后要增加边界位置信息，准备.bln文件进行白化处理。

a.准备.grd文件

资料数据的格式可为文本格式或者表格格式，一般包含的数据项有测量点的平面位置坐标(x、y)及其测量值(z)，其数据文件至少需要3列，分别代表x、y坐标和属性z值。具体的数据格式如下：

“x”，“y”，“z”

x1，y1，z1

x2，y2，z2

......

xn，yn，zn

其中第1列为坐标x值，第2列为坐标y值，第3列为测量值。编辑程序自动将表1中数据转换为上述格式，就可以对资料数据进行空间插值处理，形成“.grd”文件。

b.准备.bln文件

对于边界位置信息资料，包括边界点个数、坐标值等。具体数据格式如下：

“len”，“flag”

x1，y1

x2，y2......

xn，yn

其中len为边界点坐标个数，flag为0或1，第1列为x坐标，第2列为y坐标，当x1＝xn，y1＝yn时为闭合曲线，flag＝0(1)时闭合曲线外(内)的数据线被屏蔽掉。

3、surfer调用及接口技术实现

surfer分若干等级存放和组织automation(自动化)对象，在此通过vb程序调用各级对象实现surfer图形的自动绘制。

首先建立vb客户程序与surfer服务器之间的连接。

启动microsoftvisualbasic后，选择菜单栏的project/preference，然后勾选surfertypelibrary前面的复选框，建立vb与surfer的连接通道。

4、数据导入处理和离散数据插值网格化

绘制等值线图之前需要生成网格数据，必须先对离散数据进行空间内插。推荐选择克里格(kriging)网格化插值方法，把原始数据文件生成网格数据文件。

用离散点资料进行网格插值时，还要注意网格分辨率的大小，本方法对应的数据采用网格间距0.01m×0.01m。

5、打开绘图窗口

打开surfer软件操作界面，数据处理流程如图5所示；

6、等值线绘制与裁剪

绘制等值线，首先使用surfer软件的shapes对象的addcontourmap函数，由格网数据直接生成等值线图，然后通过contourmap对象的属性控制显示内容。比如，showcolorscale属性控制颜色图例是否显示，smoothcontours属性控制等值线平滑，fillcontours属性决定等值线填充。contourmap对象下面还有个level子对象，它对等值线进行间距、颜色、线型、注记等方面的设置。level对象的autogenerate函数很重要，它有三个参数，分别为起始值、终止值和等值线间距，通过设置这些参数，可以得到网格数据所对应的各式等值线。

数据网格化过程中，数据均按矩形形态进行插值，造成网格数据呈矩形形态展布，部分数据超出实测数据边界，使图件范围与测量范围不吻合，需要对图形的边界范围进行白化处理即裁剪，目的是除去测量范围外的等值线。针对此情况，surfer软件设计有一个“白化”数据操作处理模块，但其需要一个数据边界文件，其功能主要是针对成图数据进行y值大小判断，提取文件中同一基线位置y值最大和最小值的坐标数据，最终形成一个有次序的封闭边框数据，进而利用surfer软件实现对图件进行“白化”处理。对网格文件的裁剪操作是通过调用automation接口技术中的gridblank函数实现的。

7、设置等值线图的属性

等值线的属性设置包括填充设置、颜色设置、等值线标注设置、坐标轴设置等。其中，伽玛照射量率等值图着色级别为，铀含量：0.01％～0.03％、0.03％～0.03％、＞0.05％，分别着色：橙黄、天蓝、红。

8、等值线图添加底图并叠加

为了方便等值线的展示效果或识图需要，需要将底图与等值线图叠加。把地质编录成果图放在等值线底部，在surfer中的格式是*.bln、*.gsb、*.jpg等多种形式，比较常用的是*.bln，包含点、线、面信息的ascii码文件。

*.bln文件可以在其它地理信息软件中导出并按surfer的格式修改。本软件使用的*.bln文件是专门设计的软件从原始探槽编录位置数据中转换而出。

使用surfer软件的shapes对象的addbasemap函数，由底图数据添加底图。

9、添加测量点标注

添加粘贴图，对测量值进行标注。也可在图中加入测站的坐标，并用圆点、五星等符号将其标出。可8.用surfer的postmap对象，用其shapes的addpostmap函数将测站信息数据生成postmap，粘贴图数据文件是含有测站xy坐标和测量信息的ascii码文件后缀名为txt或dat，格式如下：

i1x1y1label1

i2x1y1label2

.................

inxnynlabeln

in是测量点号，xn，yn是坐标，labeln为标注内容(测量值10^-6)。

10、图形的保存或导出

放射性γ照射量率等制图生成后，为了方便图形存档，可以将生成的图形导出为jpg、bmp等图片形式并将绘图界面保存为surer的工程文件，也可导出shape和dxf格式，从而便于导入mapgis等软件做进一步编辑处理。该操作是通过调用export和saveas函数实现的。

本发明设计了专门的数据处理流程，利用自动化和it技术，通过调用surfer软件，逐步实现自动化成图，可以在野外现场快速获取成图信息和γ照射量率值，并且可以通过手机app电子化记录和保存，极大的改善传统操作存在的耗时长、工作量大、精确度低、插值不合理、矿化信息标注不清晰、长久保存易丢失信息等问题，不仅提高了工效和成果质量，而且原始资料及图件格式的一致性替换了手动绘图的格式随意性，促进了成果图件资料的标准化。