Excel圖形化處理地球化學數據的應用研究

葛建華， 徐國棟， 朱華平

(成都地質調查中心，成都　610081)

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Excel圖形化處理地球化學數據的應用研究

葛建華， 徐國棟， 朱華平

(成都地質調查中心，成都610081)

摘要：充分利用Microsoft Office Excel 2007的函數、VBA及圖形顯示功能，以色塊圖模擬等高線圖的方式，實現圖形化顯示地球化學數據的效果。首先在Excel表格中錄入地球化學分析數據，并根據野外樣品采集點位分布圖編輯樣品的坐標數據表；然后將地球化學數據和坐標點位通過Excel的函數和VBA功能生成具有等高線圖功能的色塊圖。通過Excel生成的色塊圖能即時反映地球化學數據的任何變動，既可以直觀地發現化學分析樣品過程中批次間的臺階化偏差，還可以及時發現地球化學異常區域和異常數據，為質量監控提供了一個直觀高效的工具。

關鍵詞：Excel； 圖形化； 地球化學； 質量監控

0引言

隨著地質工作發展的需求，實驗室要面對大量的化探樣品、多目標樣品的分析，每天都會產生大量數據，質量監控就是一個繁重的問題。一般情況下，Excel軟件僅用于作一些統計分析[1-4]，而在判斷批與批之間的系統偏差(即含量臺階化)和發現異常區域和異常數據方面則極少發揮作用。這些成圖方面的問題只能等到全部數據提交給地質人員，并通過MapGIS、Surfer等專業軟件[4-6]制作成圖以后才知道，這勢必不利于即時發現和處理問題。

這里綜合利用了Excel軟件所具有的計算、編程、圖示等功能，采用簡單的方法實現即時的、圖形化的顯示化探分析結果，每得到一批測試結果都能直觀看出數據的分布，不需要做任何統計運算就能發現異常數據，即時地發現臺階化問題。

1方法

要圖形化顯示測試數據，就需要在Excel軟件中錄入數據并以數據分布圖的形式顯示出來，為此需要建立兩個數據表和一個圖形化界面，以分別完成我們需要的任務。下面分別介紹建立方法(使用Excel 2007)。

1.1建立測試數據表

測試數據表(表1)，用以存儲測試數據。這里的“點位”指采樣點的順序號，與坐標數據表對應。數據按分析編號和元素，一一對應的錄入表格。(因為數據太多僅列出一小部分，下同)

1.2建立坐標數據表

根據地質人員提供的采樣點坐標數據建立坐標數據表(表2)，此數據表將決定數據分布圖的形狀。其中第一列為縱坐標，第一行為橫坐標，中間是采樣點的順序號，對應表1的“點位”列。實際的地質圖可能是斜向的，坐標也不是整數，為了方便EXCEL處理，要作一定的調整，按照樣品順序將坐標調整為連續整數。

1.3建立圖形化界面

表1、表2僅僅用來放置數據，要讓數據以圖形方式顯示出來就要通過一個圖形化界面來實現。建好的圖形化界面如圖1所示，左邊是功能區，用于設置參數和統計，右邊是數據分布圖，用不同深淺的3種顏色表示元素的高低含量。

表1　測試數據表

表2　坐標數據表

圖1　圖形化界面Fig．1　Graphic interface

1.3.1界面的建立

在圖形化界面中，左邊第一列作為功能區，放置一些參數并作一些簡單的統計。以第2行第2列開始的右下區域作為圖形區，圖形區中的每個方塊就是一個單元格，調整單元格的大小，使每個單元格呈正方形，并盡量使圖形區能在電腦屏中全部顯示。

1.3.2界面設置

首先是圖形區的設置，第一步調用數據，圖形區中的單元格的行、列位置必須與坐標數據表(表2)中的單元格一一對應，每個單元格的數值，采用VLOOKUP函數從測試數據表(表1)中讀取。VLOOKUP函數的Lookup_value參數調用坐標數據表對應單元格，Table_array參數就是測試數據表中所有測試數據所在區域，Col_index_num參數調用本表中元素符號下一格(A5)。如本表中C3單元格，設置函數為VLOOKUP(坐標!C3,數據!$B:$AE,$A$5)。為了使空白格不顯示，實際的函數設置如下：

=IF(ISERROR(VLOOKUP(坐標!C3, 數據!$B:$AE,$A$5)),"",VLOOKUP(坐標!C3, 數據!$B:$AE,$A$5))

第二步要使數據能顯示出高、低分布，最簡單的辦法是用不同顏色來表示。所以采用條件格式中的漸變顏色刻度，格式樣式為三色刻度，最大值用紅色表示，最小值用淺藍色表示，中間值為紫色，中間值的取值鏈接到功能區“顏色中點”下面一個單元格，這個單元格的數值由旁邊的數值調節鈕控制，這樣就能方便的調整中點(圖2)。

圖2　條件格式Fig．2　Conditional formatting

接下來設置功能區，其中“元素”下面的數字單元格的數值也是用數值調節鈕控制，它決定了讀取哪個元素的測試數據，同時使“元素”下面一個單元格顯示當前元素符號。其他的(如平均值、標準偏差等，EXCEL都有相應的函數)直接調用就行。

為了方便在圖形化界面下查看數據，采用函數和VBA編程的方式，使得鼠標點擊圖中任意有測試數據的單元格，功能區都能顯示相應的分析編號、點位、含量，無數據則顯示空格。代碼如下：

Private Sub Worksheet_SelectionChange(ByVal Target As Range)

Dim C1, R1 As Integer

On Error Resume Next

C1 = ActiveCell.Column

R1 = ActiveCell.Row

If C1 < 2 Or R1 < 2 Then

GoTo line1

End If

Sheet3.Cells(16, 1) = Sheet2.Cells(R1, C1).Value

line1:

End Sub

2應用

得到分析數據后，按元素和樣品編號將數據錄入測試數據表，在圖形化界面就能看到數據分布圖，從圖上可以直觀地觀察數據高低分布和異常。

2.1查看各元素分布圖

只要有數據錄入測試數據表，圖形化界面就會顯示數據分布情況(圖3、圖4)。隨著分析不斷進行、分析結果不斷錄入，數據分布圖將不斷得到充實，最終得到整個的分布圖(圖1)。

圖3　錄入一批數據時Fig．3　When a group of data entry

圖4　錄入兩批數據時Fig．4　When two batch of data entry

圖5　鉬數據圖Fig．5　Data figure of the molybdenum

要查看其他元素的結果也非常簡單，只需要用鼠標點擊元素下面的小箭頭以改變數字，就可以在各個元素中切換。圖1是錫的數據圖，圖5是鉬的數據圖，圖6是銀的數據圖，對比圖1、圖5、圖6，可以發現錫和銀的分布較一致，化探異常區域在中左位置，而鉬的化探異常區域在中下位置，可以大致判斷錫、銀相關而都與鉬不相關。這有利于從合理性角度去判斷數據的準確性。

圖6　銀數據圖Fig．6　Data figure of the silver

2.2顯示數據錯誤

如果出現人為的錯誤而將某批樣品的2個元素的數據弄顛倒了(銀與錫的數據顛倒)，在圖7中可以很清楚地看到黃線內的數據出現錯誤。黃線內出現連續的藍色塊，與周圍形成明顯的臺階，說明這里數據嚴重偏低。在圖8中，黃線內出現連續的紅色塊，同樣形成臺階，說明數據嚴重偏高。通過查看原始數據，糾正錯誤后，得到圖1和圖6的正確結果。

圖8　錯誤的銀數據Fig．8　Wrong data figure of the silver

2.3顯示最大值點和最小值點

把顏色中點的值調整到99，將得到如圖9所示的分布圖，紅色點顯示了最大值所在的位置。相應的，把顏色中點的值調整到1，則最淺的藍色點就是最小值所在的位置(圖10)。鼠標選定最大值或最小值所在的單元格就能看到相應的樣品分析編號和點位。

圖9　顯示最大值Fig．9　Display the maximum value

圖10　顯示最小值Fig．10　Display the minimum value

3結語

地質實驗室化學分析工作者一般對MapGIS、Surfer等專業軟件都很陌生，而對Excel軟件非常熟悉。作者所建立的方法就是應用常用的Excel軟件生成色塊圖來近似模擬線性的等高線圖，雖然不能達到等高線圖的效果，但是對于化學分析工作中的質量監控能起到較為重要的作用。

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The application research on geochemical data processed by Excel graphics

GE Jian-hua, XU Guo-dong, ZHU Hua-ping

(Chengdu Center, China Geological Survey, Chengdu610081,China)

Abstract:The geochemical data were showed in color map by using the functions, VBA and graphics capabilities of the Microsoft Office Excel 2007. First, the geochemical data were entered into the Excel table, and the coordinate data of samples were edited in the Excel on the basis of the field sample collection point. Then, the color map with contour map function which contains the geochemical and coordinate data was mated by the Excel and VBA function. The color map generated by Excel can provides a view of efficient tools for quality control, through immediately reflecting any change of geochemical data, finding the steps deviation between batches of samples in the process of chemical analysis, and timely discovering the regional geochemical anomalies and abnormal data.

Key words:Excel； graphically； geochemical； quality control

中圖分類號：P 632

文獻標志碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1001-1749.2016.01.18

文章編號：1001-1749(2016)01-0120-05

作者簡介：葛建華(1968-)，男,高級工程師,主要從事與油氣相關的有機和物性分析,E-mail:gjhgem@163.com。

收稿日期：2014-12-22改回日期：2015-04-29