孫海芳(新疆地礦局物化探大隊 昌吉 831100)
化探信息資料處理現狀及發展趨勢
孫海芳
(新疆地礦局物化探大隊昌吉831100)
化探作為化學礦探方式,在地理研究與礦物分析方面發揮重要作用。本文主要就當前化探信息資料的處理現狀進行探討,在總結發展現狀的基礎上實現未來趨勢的預測分析。
化探信息資料處理現狀趨勢解讀
隨著計算機硬件設備、信息處理技術及理論體系的不斷提升,使得化探信息資料處理也不斷走向規范和完善,在經歷80年代的普及推廣后,化探信息資料處理也迎來自身發展的穩定期,而這很大程度上得益于現代科技的運用與普及。我國化探信息資料處理發展到今天大致呈現出兩大方面的特性:計算機處理技術的運用普及與化探信息資料處理新方法的交叉運用。
1.1計算機處理技術的運用與普及
90年代以前,我國化探信息資料處理是以中心計算機服務工作站為依托,建立了計算機處理技術較完整體系,實現化探數據整理、數據統計分析、數據成圖再到數據入庫等一系列操作,構建起化探的原始資料處理系統,資料處理成果為地質勘查工作提供借鑒與參考。我國先后在北京、上海、武漢、長春、成都等城市建立地質計算核心站點,在GC-79基礎上研制成GC-81區域化探數據處理系統,實現了化探數據資料的存儲、檢索與自動成圖,實現了區域化探信息資料處理工作的促進與推動。計算機在化探信息資料處理方面的應用還表現為大隊級計算站點的建立,我國先后建立19個大隊級微機計算站,信息資料處理軟件統一開發、交流與推廣。借助DU?AL-6800及PC-1500建立信息處理平臺,服務于信息資料的處理工作。90年代以后,隨著個人電腦的普及,化探信息資料處理在注重工作站建設的基礎上同步推進個人電腦的建立,微機應用的推廣使得化探信息資料處理程序更為多元,個人電腦上我國自主開發運行的GeoIPAS化探信息處理研究應用系統包含60多個化探資料處理模塊,操作簡單、處理速度快、成果多樣化,有文本、圖形、圖像、立體圖四類幾十種表現形式,有效地滿足了數據處理、圖件繪制、信息提取、資料綜合分析研究等工作;同樣依托微機處理技術誕生的MAPGIS軟件作為專業制圖軟件使得化探信息資料處理的成果更加完善,這些處理系統的不斷優化帶動化探信息資料處理新的變革。綜合來說借助微機系統,我國化探信息資料處理以強大的應用軟件為支撐,走上了化探信息資料處理的自動化與規范化發展之路。
1.2化探信息資料處理新方法的交叉運用
化探信息資料處理現狀的另一表現則是化探處理新方法的交叉綜合運用。特別針對背景與異常的劃分,化探分析數據轉化為直方統計圖后針對不服從正態分布采用特殊轉化方法,確定背景與異常并做特殊化處理。化探處理新方法的交叉運用同時表現為對總體分解圖形識別技術的成功運用,對普通克立格法及泛克立格法的推廣嘗試,實現了單元元素背景與異常的正確劃分。目前背景參數統計方法已經走出背景與異常的劃分局限,不再糾結于背景加幾倍方差簡單的計算方式,真正實現了多種計算方法的交叉運用,是區域化探深入發展與化探背景異常確定的數據統計依據與前提,在化探數據處理方面彰顯著自身優勢,實現了化探信息資料處理效率與質量的雙提升。具體來說,在分類方面,綜合運用了模糊聚類分析、對應聚類分析及尋根聚類分析三種分析方式。在元素及樣品相關性的研究方面綜合運用了回歸分析、對應分析及因子分析外還嘗試引入了相關結構分析與馬爾科夫分析,實現了元素含量分散與富集規律的把握。在異常評價方面綜合運用了成礦能量平價法、標準礦化估值法、成礦概率指數法等,實現了二維三維的延伸拓展,對于深入了解礦性具有重要意義。在成圖方面主要借助計算機實現了圖形圖像的自動繪制與處理,運用噴墨繪圖儀實現了等值線圖、色塊圖、符號圖、陰影圖等的繪制。化探信息資料處理新方法的交叉運用實現了化探數據處理的綜合與多元。
2.1數學方法在化探信息資料處理中的運用
化探研究深度的提升意味著其與多種學科的交叉融合度的提升,數學方法在化探信息資料處理中實現了交叉運用。新興的抵制統計學、數量化理論、灰色系統理論及模糊數學理論在化探信息資料處理中發揮著重要作用,這些數學理論為化探信息資料的處理帶去新的思路,使得化探數據處理能力得到有效擴展,實現了數據處理方式的完善與創新。
2.2多元統計分析方法在處理中的滲透
近幾年化探研究呈現出明顯的多元化與綜合化趨向,實現了地質統計學與多元統計的交叉滲透與融合,在此基礎上衍生出的新型空間因子分析、因子克立格分析等在化探研究與信息資料處理中發揮著重要作用。數學概念與因子分析結合,實現滯后條件下最大自相關變量的線性組合分析,借助矩陣的轉移實現兩點空間因子分析模型各個因子的明確。在化探不規則采樣數據處理方面優勢顯著,實現單變量及多變量的靈活切換。化探信息資料處理中的多元統計分析方法的滲透還表現為對應聚類分析的運用,將對應分析與聚類分析結合起來多元統計實現樣品與變量之間統一的分類解釋。注重方式的綜合多元必將成為化探信息資料處理的主流趨勢。
2.3服務于地質問題的信息挖掘與獲取
從本質上說我國化探數據處理的核心是實現地質找礦。隨著區域化探掃描工作的深入開展,找礦效果十分明顯,但是化探信息資料處理特別是數據處理卻容易被忽視。因此化探研究甚至是化探信息資料處理更注重元素在空間中的分布組合研究,借助方差與相關關系的空間變異實現地質規律的分析,基于此也提出了多重相關的資料處理方式,選用多種元素進行層次相關性研究,借助元素在多重相關表達式中的自由跳躍實現地球化學條件的反饋。因此服務于地質問題的信息挖掘與獲取也成為化探信息資料處理的研究方向,我國起步較晚還有較長的路要走。
2.4化學填圖與成圖技術的全球同步化
區域化探全國掃描工作的結束也意味著全球地球化學填圖計劃的實施與到來,因此化探信息資料處理也逐漸實現化學填圖與成圖技術的全球同步。當前化探信息資料處理的過程中數據處理與成圖技術的成熟運用使得全球地球化學填圖工作順利開展,也成為化探信息資料處理的創新與突破。
2.5計算機模式識別技術的獨立化運用
化探研究的方向之一是礦床的研究,特別是礦床的抵制物理等因素制約產生的隨機分布,需要特定的模式識別系統及分析檢驗模式予以論證。模式識別作為獨特的化探信息資料處理方式也逐漸引起社會各界的關注,我國著名學者歐陽宗圻在模式識別方面作了大量研究,借助計算機識別技術可以實現龐大化探信息資料的高效處理,借助計算機模式識別技術實現數據存儲與整理。我們也可以看到,隨著化探研究的深入與復雜,建立人機聯系的計算機模式識別系統將成為化探信息資料處理的必然趨勢。
化探信息資料處理作為系統龐大的工程,處理難度大,復雜程度高,而又直接關系到化探研究工作的后續開展。因此做好對化探信息資料現狀及趨勢的分析對于化探研究具有重要意義。本文從兩大方面就當前化探信息資料處理現狀進行總結,并在此基礎上提出化探信息資料處理的五大必然趨勢,為化探信息資料的發展與研究指明了方向。
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收稿:2016-06-16
10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.045