地球化學(xué)等值線圖生成方法探討

王利楊拓 王冠鴻 齊兵

遼寧省化工地質(zhì)勘查院，遼寧省 錦州 121007

技術(shù)方法

地球化學(xué)等值線圖生成方法探討

王利*楊拓 王冠鴻 齊兵

遼寧省化工地質(zhì)勘查院，遼寧省 錦州 121007

對(duì)1:2.5萬化探數(shù)據(jù)生成等值線圖的各種方法進(jìn)行分析，指出各種方法生成等值線圖存在的優(yōu)缺點(diǎn)，提出實(shí)際工作中的一些應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

地球化學(xué) 數(shù)據(jù)處理 等值線圖 生成方法

地球化學(xué)等值線圖是了解一個(gè)地區(qū)范圍內(nèi)地球化學(xué)情況的重要圖件【1】，目前多數(shù)是由計(jì)算機(jī)完成。由于多種原因人們對(duì)計(jì)算機(jī)成圖效果有時(shí)卻不盡滿意，主要表現(xiàn)在既想保持地球化學(xué)分布的細(xì)微特性，又想要求地球化學(xué)等值線圖生成圖件美觀、規(guī)范。為此利用金維地學(xué)信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)（GeoIPAS）和Surfer軟件結(jié)合實(shí)際工作對(duì)該問題進(jìn)行了一些探索和研究。

1 計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成等值線的主要方法

計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成等值線的算法主要可以分為2種，即網(wǎng)格化法和三角剖分法。其中網(wǎng)格化法有多種，每種都會(huì)形成略有差異的等值線。優(yōu)點(diǎn)是線段圓潤，美觀大方，缺點(diǎn)是異常范圍有誤差。三角剖分法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠保持采樣點(diǎn)的確切位置，極值無偏差，沒有進(jìn)行偏移，人為能干預(yù)它的結(jié)果的手段較少、可信度高，缺點(diǎn)就是成圖不美觀，棱角鮮明，后期修圖很浪費(fèi)時(shí)間。

2 等值線圖生成過程及效果對(duì)比

1:2.5萬工區(qū)測(cè)線方向?yàn)?35°，測(cè)網(wǎng)密度為250m×100m。這是規(guī)則網(wǎng)工區(qū)，但是測(cè)線方向與GeoIPAS網(wǎng)格數(shù)據(jù)GRD是有夾角不能完全重合的，不能用簡單的轉(zhuǎn)網(wǎng)格數(shù)據(jù)方法處理，最常采用的是離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法和Surfer網(wǎng)格化。

2.1 采用冪指數(shù)加權(quán)網(wǎng)格化成因

GeoIPAS系統(tǒng)→數(shù)據(jù)預(yù)處理→離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化→冪指數(shù)加權(quán)法；搜索范圍：圓域，R=1000m；指數(shù)因子12，搜索方向135°，搜索范圍內(nèi)最少點(diǎn)數(shù)：3，按原采樣點(diǎn)線距設(shè)計(jì)正方形網(wǎng)格間距，線距250m，點(diǎn)距100m。繪制的地球化學(xué)圖，如圖1【2】。

圖1 冪指數(shù)加權(quán)網(wǎng)格化繪制的地球化學(xué)圖Fig.1 Geochemical contour diagram generated by power exponential weighted gridding

2.2 采用冪指數(shù)加權(quán)網(wǎng)格化

冪指數(shù)加權(quán)網(wǎng)格化圓滑處理成圖，經(jīng)圓滑處理后，GeoIPAS系統(tǒng)→數(shù)據(jù)預(yù)處理→二維數(shù)據(jù)濾波處理【3】，圓滑方法：周圍點(diǎn)平均圓滑；圓滑參數(shù)：X方向點(diǎn)數(shù)：3,Y方向點(diǎn)數(shù)：3，原點(diǎn)倍數(shù)：3。網(wǎng)格化參數(shù)同上，經(jīng)以上處理繪制的地球化學(xué)圖，如圖2。

圖2 冪指數(shù)加權(quán)網(wǎng)格化經(jīng)圓滑處理地球化學(xué)圖Fig.2 Geochemical contour diagram generated by power exponential weighted gridding after smoothed

2.3 采用Kriging網(wǎng)格化成圖

采用surfer→Grid→Kriging網(wǎng)格化【4】，網(wǎng)格化參數(shù)同上，繪制的地球化學(xué)圖，如圖3。

圖3 Kriging網(wǎng)格化繪制的地球化學(xué)圖Fig.3 Geochemical contour diagram generated by Kriging gridding

2.4 采用三角剖分tin文件成圖

對(duì)這種規(guī)則的數(shù)據(jù)也可以采用三角剖分tin文件繪制地球化學(xué)圖，如圖4。

2.5 成因效果對(duì)比

從圖1、圖2對(duì)比可以看出，兩張圖用同一種網(wǎng)格化方法，圖2經(jīng)圓滑處理生成的地球化學(xué)圖雖然在極值上有損失，但減少了零星的異常干擾，異常形態(tài)連續(xù)清晰，目標(biāo)明確。

由圖2、3對(duì)比可以看出，兩張圖用不同網(wǎng)格化方法，冪指數(shù)加權(quán)網(wǎng)格化對(duì)數(shù)據(jù)的壓制較大，異常線的形態(tài)較刻板。

從圖3、4對(duì)比分析表明，三角剖分繪制的地化圖，雖然其能保留原點(diǎn)坐標(biāo)位的原始值，但測(cè)線間的等值線被拉長，成圖結(jié)果不是很美觀實(shí)用。Kriging網(wǎng)格化，對(duì)數(shù)據(jù)的壓制較小，正負(fù)中心更明顯，圖擴(kuò)邊效果更好，異常的形態(tài)也保持較好，為常選用的網(wǎng)格化方法。

圖4 三角剖分方法繪制的地球化學(xué)圖Fig.4 Geochemical contour diagram generated by triangulation

3 結(jié)論

（1）網(wǎng)格化遵循的一個(gè)原則是盡量使網(wǎng)格化后的坐標(biāo)點(diǎn)位與原始數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)位接近，網(wǎng)格化搜索的范圍越小數(shù)據(jù)損失越小。

（2）網(wǎng)格間距要小于等于最小的原始點(diǎn)距，如果要保留更多的細(xì)節(jié)，也可以將網(wǎng)格距減小一倍。如果細(xì)節(jié)太多，可以用圓滑處理，加大原點(diǎn)倍數(shù)。

（3）除了本文前面使用的網(wǎng)格化方法，還有距離平方倒數(shù)、距離等權(quán)、方位加權(quán)等一些其他的常用網(wǎng)格化方法，可以選用不同的網(wǎng)格化方法和參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從中選出滿意的，然后再統(tǒng)一批處理。

（4）常規(guī)網(wǎng)格化grd文件制圖，過濾掉了一些細(xì)小異常，因?yàn)樵紨?shù)據(jù)插值網(wǎng)格化后，有些高值被降低，異常變平緩，表現(xiàn)出異常中心與實(shí)際極值有偏差。

（5）Kriging網(wǎng)格化的缺點(diǎn)，就是如果工區(qū)有一個(gè)特高值，附近沒有采樣點(diǎn)，則結(jié)果會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，所以建議在插值時(shí)處理這一現(xiàn)象，減少這種情況的發(fā)生。

（6）建議化探規(guī)范明確推薦使用的數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法和提交繪制地球化學(xué)等值線圖的參數(shù)等。

1 DZ/0011—1991. l∶50000/地球化學(xué)普查規(guī)范[S]

2 DZ/T0075—1993. 地球化學(xué)勘查圖圖式、圖例及用色標(biāo)準(zhǔn)[S]

3 白世彪. 陳曄. 王建. 等值線繪圖軟件SURFER7.0中九種插值法介紹 [J]. 物探化探計(jì)算技術(shù) 2002，24（2）：157～162

4 新疆烏魯木齊金維圖文信息科技有限公司. 跨平臺(tái)金維地學(xué)信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)GeolIPAS3.2化探專業(yè)版用戶手冊(cè)[P]. 2014,8

Discussion on generation method of geochemical contour diagram

Wang Li Yang Tuo Wang Guanhong Qi Bing

Liaoning Chemical Geology Exploration Institute, Jinzhou 121000, Liaoning, China

In this article on the basis of analysis on all kinds of methods for contour diagram generation of 1∶25000 geochemical exploration, we point out merits and drawbacks of the methods above, and provide some application experience from practical work.

geochemistry, data-process, contour diagram, generation method

P618.42；P618.4

A

1006–5296（2017）02–0126–03

* 第一作者簡介：王利（1987～），男，勘查地球化學(xué)、固體礦產(chǎn)勘查，工程師

2017-3-10；改回日期：2017-03-28