一种抽水试验数据的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抽水试验数据的处理方法，属于地学信息工程中地矿图件的计算 机辅助制图领域。
【背景技术】
[0002] 抽水试验是资源勘探中获取水文信息的重要手段，水文抽水试验综合成果图是矿 山勘查和开采中最重要的水文图件，是抽水试验数据可视化的最直接的体现，它承载着重 要的水文信息，对野外地质人员获取含水层水文地质参数、及与其他含水层及地表之间的 水力联系，及时评定抽水工作的质量，判断研宄区水文情况有着决定性的作用。在将GIS可 视化技术、数据库技术以及计算机自动制图技术引入多学科、多途径的地质科研和实际生 产工作中的地学发展趋势的推动下，如何利用大规模抽水试验数据批量进行数据制图，得 到完整的成果图，是计算机制图专家和地学工作者最为关注的问题，同时也成为衡量地质 领域技术水平的重要指标。
[0003] 目前，对采集数据的预处理和制图大都是分散处理的。针对水文抽水试验的制图 技术基本上是基于半手工模式的，如刘叶青（2010年）提出使用Excel绘制抽水试验曲线 的方法，但该方法仅仅限于生成曲线，与完成专题图件的制作还相差甚远。部分软件的基本 作图模式为：由Excel绘制单一图表，导入到MapGis中，对栅格图形进行矢量化；对曲线的 配线采用手动配图和整合绘制，再由MapGis矢量化，水文参数计算采用人工计算，存储在 Excel表中等。国内地矿行业软件基本不具有基于数据库管理的抽水试验综合成果图的自 动编绘功能，且从采集数据到有效数据提取大部分依然采用人工的复杂操作，抽水试验综 合成果图制图模式还半手工化制图，制图流程复杂、工作效率低、计算量大、中间及结果数 据不能自动存储与管理，不能形成集数据于一体化的管理、处理和应用，最终无法形成一套 集数据采集、数据加工、数据管理与计算机制图于一体的综合软件模块。在数据存储、分析、 计算、管理和自动绘制专题图件时给地质人员造成一定的困难。抽水试验综合成果图的制 图自动化程度不高，综合自动制图技术不够成熟，存在着效率与质量的矛盾。因此，建立一 个从数据采集到数据转换与加工处理，再到基于数据库管理的抽水试验数据自动制图的机 制是十分有必要的。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种抽水试验数据的处理方法，快速并 高效实现抽水试验综合成果图的计算机自动制图和存储。
[0005] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种抽水试验数据的处理 方法，包括以下步骤：
[0006] (1)采集抽水试验数据，获取由井中流量水位测井仪产生的.mdf格式的抽水试验 数据文件；所述抽水试验数据文件包括静止水位观测数据文件、抽水试验数据文件和恢复 水位数据文件三类，各类抽水试验数据文件包括所属钻孔抽水试验的基本信息，以及成果 数据，成果数据的每行数据包括时间、温度、水位、流速和深度；
[0007] (2)对抽水试验数据文件进行预处理，将预处理后的抽水试验数据文件写入数据 库，形成抽水试验数据；
[0008] (3)调取数据库中的抽水试验数据和存储的水文钻孔其他相关数据，根据抽水试 验数据在同一工程下按照纵向展布的规则分别绘制以下子图和数据：
[0009] (a)设置柱状图基本参数和非目标层范围，利用裁剪技术绘制省略掉非目标层的 水文综合柱状图；
[0010] (b)根据抽水试验数据中的每条记录的时间数据构建初始日期时间轴；根据抽水 试验数据中的每条记录与第一条记录的时间间隔构建初始累计时间轴；第一条记录的时间 数据所在位置的世界坐标为（〇,〇);
[0011] 利用多时段变比例尺和数据联动定位技术，根据变比例尺处的日期，计算日期时 间轴和累计时间轴的每个比例尺分界处的世界坐标以重新规划日期时间轴和累计时间轴 的刻度分布，再根据各个时段比例尺的大小动态计算抽水试验数据中每个数据点的世界坐 标；
[0012] 以日期时间轴和累计时间轴作为横坐标轴，以Q纵坐标轴和S纵坐标轴作为纵坐 标轴，绘制抽水试验Q、S-t及恢复水位历时曲线；
[0013] (c)依据抽水试验数据，由计算机计算并绘制Q-S曲线、S-lgt曲线、S' -lgt'曲线 及lgS-lgt曲线；分别在S-lgt、S' -lgt'曲线的单坐标系和lgS-lgt曲线的双坐标系下， 结合坐标系下曲线中抽水试验数据的表现特点，利用图元属性识别技术获取曲线坐标系中 所存储的首位刻度的图元属性值，再利用鼠标动态定位技术动态计算当前鼠标移动位置在 各坐标系下的实际坐标值，实时显示在屏幕上，绘制后，获得水文特征点，选择是否将特征 水文点的坐标值写入数据库；
[0014] (d)根据数据库中抽水试验数据和制图过程中得到的水文特征点，利用一般科学 计算方法和迭代递归算法自动分析并计算相关水文地质参数和其他综合成果数据，将水文 地质参数和其他综合成果数据写入数据库；
[0015] (4)将步骤（3)绘制的各个子图进行图幅移动，得到完整的单孔抽水试验综合成 果图和多孔抽水试验综合成果图。
[0016] 步骤（2)所述的预处理，包括对抽水试验数据文件获取、文件及内容有效性检查、 抽样数据分析、处理及提取，以及将抽样得到的抽水试验数据自动写入数据库。
[0017] 步骤（3)中所述利用多时段变比例尺和数据联动定位技术，根据变比例尺处的日 期，计算日期时间轴和累计时间轴的每个比例尺分界处的世界坐标以重新规划日期时间轴 和累计时间轴的刻度分布，再根据各个时段比例尺的大小动态计算抽水试验数据中每个数 据点的世界坐标，其中第i个变比例尺分界处的世界坐标采用以下公式计算：
[0018] 当i= 〇 时，
[0019] DX分〇=0
[0020] 当i> = 1 时，
[0021] DX*土=DX分卜！+ (Tj-Th)XcIh;
[0022] 其中，0乂&为当前变比例尺分界处的世界坐标，为上一个变比例尺分界处 的世界坐标，1\为当前变比例尺分界处的日期时间，Th为上一个变比例尺分界处的日期时 间，dg为当前变比例尺分界处以前每个单位小时的图上距离；Ti、Th和dh均为设置值； [0023] 所述利用数据联动定位技术计算抽水试验数据中每个数据点的世界坐标，其中第 i个数据点的世界坐标采用以下公式计算：
[0024] DXi= Xdi
[0025] 其中i> = 1，为当前数据点的世界坐标；Tem为当前数据点的日期时间；七为 当前变比例尺分界处以后每个单位小时的图上距离；cU为设置值。
[0026] 步骤（3)中所述结合坐标系下曲线中抽水试验数据的表现特点，利用图元属性识 别技术获取曲线坐标系中所存储的首位刻度的图元属性值，再利用鼠标动态定位技术动态 计算当前鼠标移动位置在各坐标系下的实际坐标值，包括以下过程：
[0027] 利用图元属性识别技术，获取坐标系的横纵坐标轴首尾刻度的属性值来确定特征 点的定位范围，在绘制s-lgt、S' -lgt曲线及其坐标系时，分别向坐标系的横坐标轴的最 左端与最右端和纵坐标轴的最上端和最下端写入属性值，属性值包括smax、smin、tmax、tmin、 dLX、dRX、dBY和dTY，然后利用鼠标动态定位技术动态计算当前鼠标移动位置在各坐标系 下的实际坐标值，在S-lgt、S' -lgt单坐标系内绘制特征水文点的坐标值，其中在单坐标系 S-lgt内特征水文点的坐标（S，t)采用以下公式计算：
[0030] 单坐标系s' -lgt'内特征水文点的坐标（S'，t'）采用以下公式计算：
[0033] 其中，dY为当前鼠标所在视图区的世界纵坐标，5_为S-lgt或S'-lgt'坐标系纵 坐标轴S的最大刻度，Smin为S-lgt或S'-lgt'坐标系纵坐标轴S的最小刻度，tmax为S-lgt 或S' -lgt'坐标系横坐标轴t的最大刻度，〖_为S-lgt或S' -lgt'坐标系横坐标轴t的 最小刻度、dLX为S-lgt或S' -lgt'坐标系t横坐标轴最左端的世界横坐标、dRX为S-lgt 或S' -lgt'坐标系t横坐标轴最右端的世界横坐标、dBY为s-lgt或S' -lgt'坐标系S纵 坐标轴最底端的世界纵坐标，dTY为S-lgt或S' -lgt'坐标系S纵坐标轴最上端的世界纵 坐标。
[0034] 步骤（3)中所述结合坐标系下曲线中抽水试验数据的表现特点，利用图元属性识 别技术获取曲线坐标系中所存储的首位刻度的图元属性值，再利用鼠标动态定位技术动态 计算当前鼠标移动位置在各坐标系下的实际坐标值，包括以下过程：
[0035] 利用图元属性识别技术，获取坐标系的横纵坐标轴首尾刻度的属性值来确定特征 点的定位范围，在绘制lgS-igt曲线和ig(w(u)-ig(iAi))曲线及其坐标系时，分别向双坐 标系的横坐标轴的最左端与最右端和纵坐标轴的最上端和最下端写入属性值，属性值包括 smax、s-、t-、t-、dLX、dRX、dBY、dTY、11_、u-、dLX'、dRX'、dBY' 和dTY'， 然后利用鼠标动态定位技术动态计算当前鼠标移动位置在各坐标系下的实际坐标值，在 lgS-lgt和标准曲线的双坐标系内绘制特征水文点的坐