内 容 提 要

本书介绍了用计算机绘制地质图件的方法、原理及其程序设计，并详细介绍了最常用的优秀绘图软件的

使用方法.全书共九章，前三章为有关计算机制图的基本原理、方法；后六章为各种常用地质图件的计算机

绘图原理及软件使用方法，并附有大量实例图件。读者掌握此书后，经过一定量的练习，就可以运用书中所

介绍的软件绘出令人满意的地质图件。

本书供地质、石油地质及有关地学工作者参考，并可作为高等院校相关专业师生的参考教材。

目 录

第一章 绪 论

1.1计算机绘图的发展及计算机图形学的内容

1.2计算机图形学的应用

1.2.1交互式绘图

1.2.2计算机辅助设计与制造

1.2.3模拟系统

1.2.4制作动画片

1.2.5计算机辅助教育

1.3计算机绘图在地质学中的应用

1.4计算机制图与手工制图的比较

1.5本书编写目的

第二章 有关计算机绘图的基本知识

2.1计算机绘图系统

2.1.1绘图仪

2.1.2图形显示设备

2.1.3图形输入设备

2.1.4绘图软件的组成与分类

2.2绘图仪的作图原理

2.2.1绘图笔的动作

2.2.2绘图笔的走向

2.2.3直线的插补

2.2.4圆弧的插补

2.2.5绘图仪命令及使用

2.2.6图形显示原理

2.3计算机图形学中的几种坐标系

2.3.1用户坐标系

2.3.2设备坐标系

2.3.3归一化坐标系

2.3.4三种坐标系之间的关系

2.4计算机地质绘图的基本步骤

第三章 绘图语言和绘图方法基础

3.1图形语言的熟悉和使用

3.1.1VisualBasic图形方法概述

3.1.2基本的图形方法（语句）

3.2基本图形的设计和编程示例

3.2.1多边形的生成

3.2.2在屏幕上绘各种图形

3.2.3绘Lorenz渐近曲线

3.2.4绘橡筋线

3.2.5绘直方图

3.3图形的移动、放缩、旋转和剪辑

3.3.1图形的移动

3.3.2图形的放缩

3.3.3图形的旋转

3.3.4图形的剪辑

第四章 直角坐标系类图形的绘制

4.1曲线的插值和平滑

4.2二维绘图软件GRAPHER文件和配置

4.2.1GRAPHER的文件类型

4.2.2GRAPHER的配置

4.3GRAPHER主菜单及绘图初步

4.3.1GRAPHER主菜单

4.3.2绘制一个最简单的图形

4.4GRAPHER的菜单及使用详解

4.4.1GRAPHER的功能键

4.4.2产生或修改绘图数据文件

4.4.3图形格式化

4.4.4屏幕看图

4.4.5图形文件存盘

4.4.6图形的打印输出

4.4.7改变GRAPHER的缺省运行参数

4.5简单回顾

第五章 地质等值线图的绘制

5.1曲面的拟合和插值

5.1.1按近点距离加权平均法（N－P法）

5.1.2按方位取点加权法

5.1.3移动曲面插值法

5.1.4三次样条函数插值

5.1.5克里金插值

5.2等值线图的绘制原理

5.2.1网格尺寸的确定

5.2.2绘制等值线图的原理

5.2.3矩形域等值线的绘制（格网法绘制等值线图）

5.2.4三角网方法绘制等值线图

5.2.5在等值线上标记

5.3SURFER概览

5.3.1SURFER的功能

5.3.2SURFER的运行要求

5.3.3SURFER的安装

5.3.4SURFER的菜单

5.3.5保存SURFER菜单值及设置

5.3.6SURFER的执行顺序

5.3.7SURFER的坐标系

5.4网格化

5.4.1随机菜单（Randommenu）

5.4.2函数菜单（Equationmenu）

5.4.3修改菜单（Modifymenu）

5.4.4用户配置（Environmenu）

5.4.5网格文件的格式

5.5绘制等值线图

5.5.1输入（Input）

5.5.2等值线分级（Level）

5.5.3尺度（Scale）

5.5.4等值线（Conline）

5.5.5文本（Text）

5.5.6在屏幕上编辑等值线图

5.5.7边框（Border）

5.5.8边界线（XYline）

5.5.9网格线（MESH）

5.5.10粘贴（Post）

5.5.11输出 （0utput）

5.5.12用户配置（Environ）

5.6屏幕看图

5.7画图输出

5.8图形的重叠与拼接

5.9SURFER中其它程序的功能和使用

5.9.1概述

5.9.2UTILITY的使用

第六章 曲面图的绘制

6.1概述

6.2图形的透视变换

6.2.1平面网格的透视变换

6.2.2等值点的透视变换

6.3隐藏线的判别和消隐处理

6.3.1单侧消隐处理

6.3.2双侧消隐处理

6.4利用SURFER绘制曲面图

6.4.1输入（Input）

6.4.2看图（View）

6.4.3线的类型（Linetype）

6.4.4基面（Base）

6.4.5文本（Text）

6.4.6轴（Axes）

6.4.7图幅（Size）

6.4.8XY线（XYLine）

6.4.9粘贴（Post）

6.4.10输出 （Output）

6.4.11用户设置（Environ）

第七章 地层剖面图和综合柱状图的绘制

7.1剖面图绘制简介

7.1.1绘制地形剖面图

7.1.2绘制地质横剖面图

7.2柱状图绘制简介

7.2.1单井柱状图

7.2.2地层对比图

第八章 其它类型地质图件的绘制

8.1GRAFTOOL概述

8.1.1GRAFTOOL的功能

8.1.2GRAFTOOL要求的系统配置

8.1.3GRAFTOOL的安装和启动

8.1.4GRAFTOOL的菜单

8.1.5GRAFTOOL的屏幕组织和屏幕模式

8.1.6GRAFTOOL的文件类型

8.2GRAFTOOL的使用方法

8.2.1图形剖析

8.2.2基本绘图步骤

8.2.3GRAFTOOL的使用方法

8.2.4对象编辑

8.3GRAFTOOL（缩写GT）的数据文件格式

8.3.1数据文件格式

8.3.2曲线数据格式

8.3.3曲面数据格式

8.3.4条形图、柱形图和扇形图数据格式

8.4HarvardGraphics简介

第九章 Aut0CAD及其应用简介

9.1概述

9.2AutoCAD的安装和使用

9.3AutoCAD的实体生成功能

9.4属性及块

9.4.1块

9.4.2带属性的块

9.5AutoCAD的尺寸标注功能

9.6阴影线填充（打剖面线）功能

9.7AutoCAD的三维实体造型功能

9.8AutoCAD的实体编辑修改功能

9.8.1圆角修整

9.8.2等距曲线的生成

9.8.3按矩形或辐射形对实体进行阵列

9.9AutoCAD的显示控制功能

9.10AutoCAD的查询功能

9.11AutoCAD的其它功能

9.11.1幻灯片和幻灯片库

9.11.2形文件

9.12AutoLISP语言及功能简介

主要参考文献

（4）Windows及Wind0ws环境下大量绘图软件的推出，使用户可以迅速掌握绘图软件

的使用方法，为计算机制图学的迅速发展打下了良好的基础。

计算机绘图，目前可分为两类：

（1）被动式绘图（passivegraphics） 由人输给计算机全部绘图信息后，计算机控制绘

图设备输出图形。在绘图过程中，人无法进行干预。

（2）交互式绘图（interactivegraphics） 在计算机绘图过程中，图形显示在屏幕上。人

可以利用键盘、光笔、鼠标等输入设备输入各种命令或图形数据，以实现图形的删、增、改，

取得满意的结果后，再进行绘图。交互式绘图是计算机图形学这门科学中的一个重要组成

部分，目前发展最快。

一般来说，计算机制图学的主要研究任务包括：

（1）图形的数学处理方法；

（2）图形输入的数据结构和方法；

（3）研究编制图形的显示与绘制程序的方法；

（4）研究交互式绘图的有关问题；

（5）解决在实际应用中出现的一些图形处理问题。

计算机图形学研究的具体内容则主要集中在以下方面：

（1）基本图形软件包的编制；

（2）交互式绘图系统的建立；

（3）基本算法，如开窗剪裁，隐线消除，交、并、差运算等；

（4）自由曲线与曲面的构造；

（5）体素造型；

（6）专用软件的研制；

（7）图形数据库、图形库的建立；

（8）图形软件的标准化。

1.2 计算机图形学的应用

计算机图形学被应用最广泛的是在工业、商业、政府统计部门、教育、娱乐等方面，最

近还广泛用于家庭。它已涉及了几乎所有的领域。下面是图形学一些有代表性的方面。

1.2.1交互式绘图

计算机图形学经常被用来绘制数学、物理以及经济方面的二维、三维图形，如各种函

数曲线、直方图、线图、饼图、工作进程图等，还可以用来在纸上或胶片上产生高精度的

线画图，如地理图、地形图、气象图、等值线图等等。这些图的特点是以有意义的和简明

的图形方式表示数据模型和变化趋势，以增强人们对复杂现象的理解。比起一个个枯燥数

字，它更易被人们接受。

1.2.2计算机辅助设计与制造

在计算机辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM）（c0mputeraideddesignandcomputer

aidedmanufacture）中，交互式绘图技术可用来进行机械、电气、电子装置的元部件和各种

结构的设计，以及模具加工、建筑工程等。如，化工厂、发电厂的房架结构的各种管道布

置图、建筑物的外观模型、室内采光分析，以及机械行业中汽车车身、飞机和船的壳体中三

维曲面及其内部结构的设计与制造等。目前，CAD在石油、地质行业也得到了广泛的应用。

1.2.3模拟系统

实时模拟图像正在被越来越广泛地用于航天、航空飞行的驾驶和试验等项工作。所谓

实时模拟就是由计算机产生表现真实图像和模拟对象随时间变化的行为和动作。通过观察

以图形方式表现出的变化效果，我们不仅可以研究数学图形，而且可以研究科学现象的数

学模型，如液体流动、热流、相对论、核反应、化学反应、生理系统与器官的活动状态，以

及各种机器、建筑物有负载时的结构变形等。还可用于飞机驾驶的模拟训练。飞行模拟训

练就是让飞行员坐在一间特制的屋子里，面前摆着各种仪表和数字显示器，周围墙壁上放

上大型显示屏。当显示屏显示出各种“机”外景物时，驾驶员的感觉如同真正在天空驾驶

一样。对于屏幕上出现的各种景物，如云雾、烟、夜晚灯光，以及不同大小和形状的其它

飞机、飞行物等特殊景物，驾驶员做出各种反应，操作飞机运行。这时，各种仪表显示器

也显示出各种相应数据，一切都如同在天上发生的一样。在这种驾驶室里驾驶员可以用最

低廉的费用，最安全地学会驾驶。

1.2.4制作动画片

用图形学的方法产生动画片，其形象逼真、生动。在使用高分辨率显示器的情况下，图

像具有很高的欣赏价值。更重要的是，用这种方法制作动画片成本低。画动画片时，往往

一幅图和下一幅图之间仅有很小的区别，或背景完全相同，用人来完成，就不得不做大量

重复性工作，而用计算机来做，这些重复的图形数据可存储在计算机内，需要时直接调出

来，再加以稍微改动就成了下一幅图。有时，一幅图和另一幅图之间景物不变，仅各部分

比例或角度发生变化，就可以利用绘图软件中窗口旋转、缩放等功能，毫不费力地完成这

一工作，既准确又迅速。

1.2.5计算机辅助教育

正在兴起的计算机辅助教育（CAI），就是利用计算机图形学产生各种图像、图表、实

验器具和实验内容等，使教学过程更形象、更直观、更生动，能提高学生的兴趣和教学效

果。

如化学实验课，学生从取烧杯、计量化学试剂开始，一切均在屏幕上执行。先用光标

把“烧杯”取来，再用屏幕上的“秤”，称出该取出的化学试剂，放在“烧杯”里，加

“水”、加“热”，学生可从屏幕上直接看到所出现的化学现象。当学生违反操作规程时，实

验可能做不出结果来，或者发生“爆炸”等等。然后计算机还可自动演示一遍该实验的步

骤。

以上仅仅是计算机图形学的几个最主要的用途。随着计算机技术的不断发展，计算机

图形学一定会得到更广泛、更深入的应用。