空間分析技術在地球化學異常分區(qū)統(tǒng)計中的應用

問 娣

（四川省冶金地質勘查局六O五大隊，四川 彭山 620860）

空間分析技術在地球化學異常分區(qū)統(tǒng)計中的應用

問 娣

（四川省冶金地質勘查局六O五大隊，四川 彭山 620860）

以MAPGIS為平臺，介紹了對區(qū)域化探分區(qū)、分類進行解釋的方法，通過運用空間分析技術可自動、高效完成數(shù)據(jù)準備工作，為異常地質解釋提供了目的性、針對性更強的數(shù)據(jù)處理成果。

空間分析技術; 地球化學異常分區(qū); 應用

DO I：10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.034

空間分析技術是現(xiàn)代GIS技術中進行定位研究專屬性的一種技術，GIS（geopraphic information system）是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地球信息的計算機系統(tǒng)，是分析處理海量空間數(shù)據(jù)的通用方法。

通過GIS空間分析技術編制地球化學圖中附元素含量的直方圖，可以清楚地表示大量區(qū)化樣品多元素數(shù)據(jù)值集中出現(xiàn)的區(qū)間，有利于排除過大或過小的干擾項，反映出數(shù)值變化趨勢，進而抓住事物的本質特征，正確認識和判別異常性質。

1 空間分析技術

空間分析的對象是一系列與空間位置有關的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括空間坐標和專業(yè)屬性兩部分。

1）空間坐標用于描述實體的空間位置和幾何形態(tài)。

2）專業(yè)屬性則是實體某一方面的性質。

空間分析具有一系列數(shù)據(jù)操作功能：數(shù)據(jù)檢索、空間迭加，屬性分析、三維模型分析等。借助于這些功能，我們能夠從大量化探原始數(shù)據(jù)中圖示檢索或條件檢索出某些實體數(shù)據(jù)，還可以進行空間迭加分析，對各類屬性實體數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。

2 數(shù)據(jù)的地質編碼分類提取

編制地球化學圖的附元素含量直方圖時，常需要按地質情況進行分類統(tǒng)計，此時需利用地質編碼。所謂地質編碼，是用數(shù)字符號來表示地質層體的代碼，如某區(qū)可自行規(guī)定第四系用“1”，三疊系用“2”，三疊系“3”，泥盆系用“4”來表示，也可為不同巖體等。這里的“1”、“2”、“3”、“4”就是樣品所對應地層的地質編碼，其文件格式為：點號、統(tǒng)一號、橫坐標、縱坐標、高程、元素含量值、地質編碼。

以MAPGIS平臺中的空間分析技術為例，實現(xiàn)自動判別樣品所屬地質編碼的步驟：

1）制作地質圖。將收集的地質圖數(shù)字化成 MAPGIS格式的點線面文件：地質．wt、地質．Wl、地質．wp。

圖1 修改區(qū)參數(shù)條件、屬性

2）利用區(qū)編輯中“根據(jù)參數(shù)賦屬性”功能將同一地層（顏色）的區(qū)的ID值賦予相同值，即通過上述處理，地質編碼信息由區(qū)的ID值表示見如圖1。

3）利用投影變換模塊將樣品投影轉換到空間位置并含帶屬性的點文件：采樣點．W t（圖2）。

4）空間分析。利用空間分析模塊—空間疊加分析中點對區(qū)判別分析功能，對采樣樣品所處地層進行自動判別，生成含編碼信息的點文件：采樣點新．Wt（即在原點文件屬性基礎上疊加了區(qū)文件的ID號），見圖3。

圖2 投影變換

圖3 點區(qū)判別分析

5）生成地質編碼文件。利用投影變換工具的屬性生成文本功能，輸出為含有地質編碼文本文件。（地質代碼．TXT）

至此完成了數(shù)據(jù)分區(qū)準備。

3 直方圖的制作

3.1 組距的確定

在圖廓外作對數(shù)直方圖，根據(jù)其組距及組端值規(guī)定組距為0.1logug/g或0.1log ng/g。個別宏量元素及少數(shù)變化范圍較小的元素可采用 0.05ug/g。組端值規(guī)定小數(shù)點后第2位數(shù)字為7（表1），這樣可使所有正數(shù)的值落在組內而不落在組端上。

3.2 直方圖的內容

包括全圖幅數(shù)據(jù)的直方圖及圖幅內的不同時代地層及巖漿巖區(qū)內水系沉積物數(shù)據(jù)的直方圖。地質單元只劃分到系或分布面積較廣的巖漿巖。每個直方圖上要標注地質符號、樣本數(shù)、算術平均值X、標準離差S和變異系數(shù)CV。

3.3 按頻數(shù)表繪制出直方圖

在此使用Excel擴展功能中的分析數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)直方圖的制作。

1）依次選擇“工具”-“加載宏”，加載“分析數(shù)據(jù)庫”，加載成功后，可以在“工具”下拉菜單中看到“數(shù)據(jù)分析”選項。

2）打開excel,選擇菜單欄中“工具數(shù)據(jù)分析——直方圖”命令，單擊確定。

彈出“直方圖”對話框，輸入相應參數(shù)，在輸入?yún)^(qū)域輸入原始數(shù)據(jù)單元格區(qū)域，在接受區(qū)域輸入分界點單元格區(qū)域。選擇“輸出區(qū)域”，則新對象直接插入當前表格中。

3）輸入完畢后，則可立即生成相應的直方圖，對其進行調整、修飾，如橫縱坐標的標題、柱型圖的間隔以及各種數(shù)據(jù)的字體、字號等等。

表1 組距確定表

4 應用實例

該空間分析技術應用于木里縣水洛地區(qū)1∶50000水系沉積物地球化學圖中的含量直方圖編制中(見圖4)。其作圖原則規(guī)定如下:直方圖組距規(guī)定為0.1lgC(μg/g、ng/g)。直方圖包含全圖幅數(shù)據(jù)的直方圖及圖幅內重要子區(qū)、不同時代地層、主要巖漿巖等的直方圖。每個直方圖上標注了地質符號、樣本數(shù)、算術平均值、標準離差及變化系數(shù)。整個統(tǒng)計過程可行、方便、美觀。應用效果良好。

5 結語

本測區(qū)面積較大，樣品達一萬多件，元素分析數(shù)據(jù)數(shù)萬個，如果用傳統(tǒng)的手工提取數(shù)據(jù)制作直方圖的方法不僅相當浪費時間，而且在地層分界處，地層編碼很容易出錯。運用空間分析技術可自動、高效完成數(shù)據(jù)準備工作，為異常的地質解釋提供了目的性、針對性更強的數(shù)據(jù)處理成果。

在實際工作中，我們運用本文所述的綜合應用MAPGIS空間分析功能，成功實現(xiàn)了分區(qū)直方圖的制作，大幅提升了數(shù)據(jù)處理水平和繪圖效率。該方法在ARCGIS和GEOSOFT軟件中同樣適用。

圖4 含量直方圖

[1] 《地球化學普查規(guī)范》 （比例尺1:50000） (DZ/T 0011-91) [S]. 地質礦產(chǎn)部1992-01-01

[2] 楊世瑩．EXCEL數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析范例應用[M]．北京：中國青年出版社，2005

[3]《MAPGIS7.0使用手冊》-數(shù)字制圖篇[M]．武漢：MAPGIS系列軟件叢書編委會，2005

The App lication of Spatial mathematics to the Geological Anomalies Division

WEN Di
(No. 605 Geological Party, Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration, Pengshan, Sichuan 620860)

This paper deals w ith the application of spatial mathematics to the geological anomalies division and geochemical data processing based on MAPGIS.

spatial mathematics; spatial mathematics; application

O 213

A

1006-0995（2014）01-0140-03

2013-02-05

問娣（1979-），女，河北保定人，工程師，主要從事地物化遙數(shù)據(jù)處理和異常綜合解釋等工作