１ 引言

三维物探施工是物探中一个重要的施工方法，对于测量来说，三维施工数据量大，人员多，内业计算人员从工程的开始到结束，一直都在与这些大量的数据打交道。如果没有相应的处理软件，计算工作将是非常繁琐的。

三维施工中，炮检点虽然数量大，但检波线和炮线的设计和施工却有着一定的规律。基本上都是炮排方向（炮线施工时的前进方向）垂直于检波线，但是也有些物探项目，炮排方向则与检波线斜交，有一定的角度，如图 1所示。设计上炮线和检波线是同一方向的平行的直线，但是三维施工时，相邻炮点之间的距离往往要比相邻炮线之间的距离大，这样一来就使得测量施工时人员实际工作的方向是炮排的方向，如图 1所示的施工方向。

图1 三维勘探测量施工图

这样一来，就可以确定一个检波点按照检波线来施工，炮点按照炮排来施工的基本方法。然后从开始的准备以及最后数据的整理都按照这个方法进行，这样也为Excel编程创造了一定的条件。

2 测量施工准备

在得到三维勘探测量施工任务后，测量组进行测量施工安排，考虑的问题有以下几点：

２.１检波线的施工

可以按照正常的测线施工方法进行。因为相邻检波点之间的距离远小于相邻检波线的间距。

２.２和检波线同方向的炮线施工

由于炮线的点距比线距大，只能沿着炮排方向施工，即三维炮排放样测量方法，这样可以减少相当大的工作强度。在遇到障碍物时，也可以很方便的将一排炮进行偏移。如图 1所示。

3 测量数据的准备

3.1检波点设计数据计算

物探测量就是将设计物理点放样到实际的地方。在进行设计数据计算的过程中，检波点和炮点的设计数据都是根据测线主方位和始末炮检点来计算的。这里生成的设计测线的方位都是平行主方位，即检波线方位的。

由于检波线是按照整条线来施工，需要一次性地完成一条线，因此可以按照常规的二维方法将单条检波线进行数据上传至测量手簿即可。

根据这个特点，笔者使用Excel的VB编程功能，并根据检波点坐标和桩号的关系编写了以下程序，如图2所示。

图2  计算检波点设计坐标程序界面和源程序

在图2所示的界面中填入工区参数，运行程序就可以得到需要的检波线数据，如图3。本程序可以设定生成检波线的条数和点数，比如某个测量组分配的任务是三条检波线，就可以输入相应的参数，得到三条检波线的设计设计数据，并且还可以在指定的路径生成一个可以直接被TGO（Trimble Geomatics Office，美国天宝公司研发的一款用于GPS卫星定位数据处理的软件，目前常用于物探测量施工中卫星和放样数据处理）软件调入的数据文件。

图3  程序计算出的设计坐标和用于打印的桩号

程序在生成设计坐标的同时，也一起生成了相应检波点的打印桩号，这样就可以方便内业计算员打印其桩号。

3.２炮点设计数据计算

在三维勘探测量施工时，一般都采取炮排的方向来进行炮点放样。由于采集施工一次并不能放完整排炮，所以测量进行炮排放样时也是只放样一整排炮的一部分。这样就出现了以下问题。

３.２.１按照实际工作进行炮点分类

测量组所获得的全部炮点设计坐标都是按炮线分类的，如果按照测量组的计划来进行施工，就必须对炮点进行重新归类，使其符合生产需要。

３.２.２老办法无用点选择过多

现在使用的TBC软件中，选择需要的点时，只能按矩形框进行选择点，对于如图1所示的有一定倾斜角度的炮排，选择某个测量组应分配到的炮排任务时，不可避免的有多余的炮点被选上，将数据上传后造成手簿项目中无用点过多，使得野外施工人员对于需要测量的炮点数没有清楚的概念，很容易造成漏测炮点的情况。

由于三维勘探的测线主方位都是有一定角度的，就造成了以上问题在施工中会经常碰到。针对这一问题，解决的方法就是直接计算出所需要的炮点设计坐标。

笔者经过对设计坐标和桩号规律，以及编写好的计算检波点的程序的研究，基于Excel的Basic语言编写了一个生成炮排设计坐标的程序。运行界面如图4所示：

图4计算炮点设计坐标程序界面和源程序

使用时将需要计算的炮排的左下角桩号输入，并填写相应的工区参数数据后，运行程序后自动生成TGO适用的数据文件。在自动生成所需炮排的设计坐标的同时，该程序还能同时生成用于打印的炮点桩号，如图5所示。

图5 程序计算出的炮点设计坐标和用于打印的桩号

将生成的设计坐标文件导入TGO，就可以利用TGO中按源文件名称选择点的方式来选择相应的炮排，如图6所示，这种选择方式不受角度或其他因素影响，保证了选点的正确性。

图6 TGO中根据数据源文件名选择点

这样一来，每个测量组就能得到只含有其工作量的施工数据，并且配合相应的打印桩号，这些桩号和生成的设计坐标是一一对应的。测量组在炮点施工过程中，可以根据这些打印桩号来核对实际生产量，从而可以保证炮点的施工质量。由于施工数据中没有了多余的数据，从而也使得测量外业施工人员和内业计算人员工作效率大大提高。

4 加密炮点

三维地震勘探中，在一些比较大的障碍物，比如村镇、工厂等中间的空地上需要临时增加炮点，来达到生产技术要求。这就需要测量来测定实地坐标和相对应的桩号。如果根据以往的做法，就是将障碍物附近的设计炮点全部传输到GPS仪器中去，然后到实地进行方位角和距离的计算，在合适的地点进行测量并记录坐标。这种施工方式容易造成点号与实际坐标不符的情况，因为需要操作人员有很强的方向感和距离感才行。

笔者在编写好了三维炮点设计坐标计算程序后，发现如果将炮点的点距改为炮点偏移的最小距离，就可以利用程序计算出相应范围内的所有炮点和加密炮点的设计坐标。有了这些设计数据，再进行炮点加密时，只需要在适合打井的地方利用GPS仪器的搜索最近点的功能，就可以很快的找出与所处位置距离最近的点号，并且可以导航到至标准点位。

如此施工，就省去了繁琐的计算，使得复杂的测量工作变得快速高效。

具体操作：将炮点设计坐标计算程序中的炮点间距参数改为加密炮的最小距离，即加密炮以多少米为倍数偏移的数值。然后在点位分布图上将障碍物所处范围的左下角炮点的桩号找到，输入程序中，运行即可。然后再将其传输到GPS仪器中进行施工。

5 物理点展绘

在每天测量工作完成后，虽然有质量控制软件来控制数据质量，但是这些都是一些统计数据，经常需要有一种方法可以直观的看出每天的工作量，各个测量组的工作进度，以及所测的点位分布情况。笔者发现，如果将每天的测量数据都能导入到CAD中的话，这些问题就能得到解决。

三维测量数据量非常大，CAD中如果要导入如此大量的数据就需要编写脚本文件。CAD的脚本文件有相应的格式，并且也有相应的规律。只要能找到转换处理大量数据的方法就可以了。图7所示的就是笔者使用Excel的VB编程功能，来实现海量数据转换脚本文件的功能。

图7 CAD脚本文件生成程序界面和源程序

使用方法也很简单，将相应的参数进行设置，然后将数据按照点名、东坐标、北坐标的顺序格式粘贴过来，运行程序就可以在指定的路径生成脚本文件。然后打开AutoCAD运行脚本文件就可以了。

将当天的测量成果导入到CAD中后，效果如图8所示，从图中就可以很直观的看出当天的测量工作量，点位情况。并且根据炮点的偏移情况来了解有多少个村庄，村庄的准确范围，主要交通干线及管线等情况。

图8 测量实测成果在CAD中的显示效果

有了实测点位图就可以检查每个物理点的点位，可以及时发现漏测和位置不合格的点，并在第二天安排补测工作。并且可以为钻井分队和采集分队等后续班组提供详细的点位分布情况，方便其施工和作施工计划。在布设过村庄的加密炮时，也可以准确的定位出需要加炮范围的左下角的桩号，从而为使用笔者所编写的计算加密炮点设计坐标的程序提供准确的参数。

6 结束语

笔者在2011年的国内地震勘探三维测量施工中，通过对施工中的各个环节的特点的研究，逐步完善了上面所提到的各种Excel程序。并在施工过程中边使用边改进，使得这些程序有了相互的系统性和关联性，并在实际测量工作中也起到了较大的作用。

有了一定的技术基础后，在2012年的地震勘探三维测量施工中，笔者从开始便直接使用了这一整套的程序和方法。计划的炮点施工方法满足了工区的施工要求，并且减少了相当大的工作量。编写的这个程序，可以非常快的计算出需要的设计坐标，并且配合相应的桩号，大大提高了野外施工效率和质量。外业由于得到的点都是自己需要的点，在放样完成后，对于那些剩余的点，即还没有进行放样的设计点一目了然，减少了炮点漏测而造成耽误生产的可能性。

在区域性加密炮点时，程序可以根据需要来随意计算选定的区域的炮点，可以根据计算出来设计坐标直接进行放样，而不用再根据方位角和距离来确定加密炮点，提高了加密炮点的准确性。

每天的点位图不仅可以用来检查点位情况和施工进度，也可以用来评估施工中的障碍物大小。在测量施工中起到了很大的指导作用，同时也为其他班组提供了更多的服务。

由于物探测量的性质，Excel中的VB编程功能对其工作的帮助很大，在这里只是探讨了很小的一部分，还有很多的物探测量工作可以使用Excel中的VB编程功能，希望有更多研究人员来开发这些功能，来实现提高施工效率，减少劳动强度的目的。

参考文献

［1］［中华人民共和国石油天然气行业标准——石油物探测量规范］.国家经济贸易委员会：2003.51-68.

［2］马维峰. ［ Excel于VBA程序设计］.机械工业出版社: 2005.101-151.

［3］孙江宏, 米浩, 张建.［AutoCAD 2000应用于开发技巧］.科学出版社:1999.89-126.