MAPGIS地理信息系统在化探数据处理中的应用.pdf

SerialNo. 473 September . 2008 矿 业 快 报 EXPRESS I NATI ON OFM I N I NG I NDUSTRY 总第473期 2008年8月第8期 刘文杰1982 - ,女,在读硕士生, 650093云南省昆明市。 MAPGIS地理信息系统在化探数据处理中的应用 刘文杰 1, 2 李 峰 2 杨昌正 2 1. 昆明理工大学国土资源工程学院; 2.天津华北地质勘查总院 摘 要以黄崖关银金矿区的岩石地球化学剖面测量中Ag元素化探数据为例,介绍了化探数 据的特征及处理方法及在MAPGIS中如何绘制各种化探图。 关键词化探数据;MAPGIS;化探图;地下信息 中图分类号 P631. 4 9 文献标识码B 文章编号 100925683 2008 0820110203 1 前 言 岩石地球化学剖面测量工作是“ 黄崖关一带金 银多金属矿普查 ” 项目的一项重点工作,其工作目 的是查明成矿有利地段以及与找矿有关的地球化学 特征,圈出各类区域性异常及成矿有利的远景区,寻 找目标靶区,为进一步开展其它地质勘查工作提供 依据。该区工作精度为1∶2 000,共6条采样线,每 条采样线上采集样品100个,测线距20m,测点距 5m,采样点位均用GPS精确定位,共采集样品600 个,所有样品均送到有色金属桂林矿产地质测试中 心进行检验。 2 Excel数据处理 2. 1 处理前的准备工作 将GPS的数据包括点号、 坐标、 时间、 路线、 高 程等各种信息导人到计算机中存成Excel数据格 式,取名为“ 化探数据. xls”,将样品化验分析结果表 也复制到此文件中,然后利用Excel强大的数据处 理功能将无用信息去除,用Excel对输入数据进行 处理,仅留下采样点坐标、 和各元素 Cu 、Mo、Ag、 Pb、 Zn 品位值。由于化验分析结果所给数据有时 不是很规范,如Ag的品位值中有 5的,像这类数 据在Excel中进行分析时往往会出错,影响分析精 度,需做以下处理 1Ag的品位值所在的列元素 D前插入一列 C ,并输入1、2、3. . . . . .。 2选中C、D两列,点击菜单“ 数据 ” 2 “ 排序 ” 2 弹出“ 排序对话框 ”,此时的“ 主要关键字 ” 选择元素 “Ag” 所在的列,“ 排序方式 ” 选为“ 降序 ” 2 确定,这时 系统将会把Ag元素的品位值从大到小排列即品 位5的全放到前面 , 这时便于做修改工作,将所 有“5” 的单元格全部替换为“5. 00” 。 3选中C、D两列,点击菜单“ 数据 ” 2 “ 排序 ” 2 弹出“ 排序对话框 ”注意此时的“ 主要关键字 ” 选 择元素“列 C ” 所在的列,“ 排序方式 ” 选为“ 升 序 ”2 确定,这时系统将会把Ag元素的品位值按原 来采样的顺序排列。 4删除原来插入的那一列列 C 。 2. 2 数据分析处理 一般认为微量元素在地质体当中是服从正态分 布或对数正态分布的 [1 ] ,因此在数据分析处理之 前,应将首先应进行数据准备工作,缺省的W indows Professional XP一般不安装用来数据处理所需要的 数理统计功能,故需重新加载,步骤如下工具 → 加 载宏 → 分析工具库 → 确定。之后,还需检查在工具 菜单下有无“ 数据分析 ” 选项。如有,则可进行下面 的操作。步骤如下。 1对原始数据进行特高值预处理剔除含量 高于算数平均值加3倍标准差的数据。 2工具 2 数据分析 2 描述统计 2 确定。在“ 描述 统计 ” 对话框选项中,输入相关的项目,“ 输入区域 ” 应选择需做数理统计的数据,这里为“Ag” 元素所在 的列。此外要注意“ 分组方式 ” 的选择,如果表格 即sheet的字段名是放在列上,即同一列为同一个 元素数据,则选择“ 逐列 ”,否则选“ 逐行 ”,平均数置 信度一般默认为95 ,单击确定即可获得相关的统 计量见表 1 。 2. 3 背景值及异常下限的确定 [1 ] 各元素异常下限的确定。首先计算未剔除采点 样情况下各元素的算术平均值和标准差;其次按大 于算术平均值加3倍标准差的标准剔除异点样;然 后EXCEL来计算背景值C0和标准差Sx见图1 ; 最后利用公式求得背景值及异常下限。 011 背景值及异常下限的数学公式为 背景值C0数据的平均值; 异常下限CAC02Sx, 式中,Sx标准差。 将表1中数据代入到以上两式中,求得C0 0. 201,CA0. 201 20. 400 1. 001 . 因此在制图时可以将背景值定为0. 2、 异常下 限定为1. 0。 表1 Ag元素品位相关统计数据 平均标准误差中位数众数标准差方差峰度偏度区域最小值 最大值求和观测数 最大1最小1置信度95 0. 2010. 0400. 0720. 0350. 4000. 160 12. 302 3. 5852. 1190. 0282. 147 19. 927 99. 0002. 1470. 0280. 080 3 利用MAPGIS制作化探图 MAPGIS地理信息系统是集数字制图、 数据库 管理及空间分析为一体的空间信息系统 [2 ]。随着 该系统在地质勘查部门的进一步推广和应用,地质 找矿和地质勘查技术方法和手段有了进一步的提 高。在地球化学普查中,利用MAPGIS数字地面高 程模拟系统绘制普查区金、 银、 铜等金属元素的点位 图、 原始数据图、 地球化学图,不仅提高了地质工作 人员的工作效率,缩短了工作时间,而且保证了空间 数据的精确性。 3. 1 各种类型化探图的基本特点 [3 ] 地球化学普查其成果除提交文字报告外同时提 交勘查区采样位置图及原始数据图、 地球化学剖面 图、 地球化学平面图等。采样位置图是最常用的实 际材料图,在图上标明采样线或水系,采样的位置及 样品号,若在每个采样点旁标明元素含量,即成为原 始数据图,原始数据图是一种反映地球化学勘查工 作中采样位置和有关元素含量之间关系的原始图 件。地球化学剖面图包括地质剖面及地球化学测量 成果两部分,地球化学测量成果可以元素含量变化 曲线来表示,剖面图的纵坐标可以用算术比例尺、 对 数比例尺,而且地球化学剖面图还可与勘探剖面结 合起来,反映钻孔中元素的含量变化。地球化学平 面图一般以单元素制作,是从平面上反映与成矿有 关的元素含量变化的,它除了以浓度带表示外,也可 以用等值线表示,或在采样点附近或数字表明元素 背景上限。 3. 2 数据的投影转换 [2 ] 数据的投影转换是化探数据的处理及各种图形 图件生成的核心,利用MAPGIS投影变换功能中的 “ 用户文件投影转换 ” 来完成。 “ 用户文件投影转 换 ” 是将用户已测出坐标值的成批文本数据,直接 添加到已绘制好的MAPGIS图形中或者将这些坐标 点直接绘制成图。化探数据点位图的形成采用“ 用 户文件投影转换 ” 来完成,并且使生成的点具有属 性结构和属性。将前面的“ 化探数据. xls” 另存为文 本文件制表符分隔. txt格式,即“ 化探数据. txt” 。 用户数据点文件投影转换具体工作步骤投影 变换 2 用户数据点投影变换 2 打开用户文件“ 化探数 据. txt” 2 指定数据起始位置选择第二行2 设置用户 投影参数 2 结果投影参数 2 设置用户文件选项选择 “ 按指定分隔符 ”2 设置分隔符分隔符号选中“Tab 键 ” 复选框;属性名称所在行选择“X、Y、Ag” 等元素 所在行;数据类型中将所有“ 字符串型 ” 改为“ 双精 度型 ”;小数位数改成“2” 位或更多见图1 ,确定 2 设置生成点图元参数注意点“ 图层号 ” 设置成 1 2 投影转换 2 保存点文件1. wt、 线文件1. wl。此时的点 文件中各采样点具有MAGIS内部属性结构及相应 的属性。 图1 设置分隔符号对话框 指定分隔符的作用使自动生成的点文件具有相 应的属性为下一步制作点位图、 各元素原始数据图 和利用数字高程模型绘制等值线服务。 3. 3 点位图、 原始数据图的生成 在投影转换中,生成的点文件具有X, Y平面坐 标及采样点的各金属含量等属性。点位图、 原始数 据图制作在MAPGIS图形编辑功能中进行,新建工 程文件,将3. 2中生成的点线文件装入其中,在点文 件编辑主菜单中,选择“ 根据属性标注释 ” 生成采样 点编号即I D号 , 各元素的分析数据也可按上述 方法进行标注,但需注意的是这里须将新生成采样 点号和各元素品位值分别存到不同的线文件中,然 111 刘文杰 李 峰等MAPGIS地理信息系统在化探数据处理中的应用 2008年9月第9期 后再添加到已绘制好的地理底图中成为点位图、 原 始数据图 , 注意在“ 标注属性选择 ” 对话框中X为 0.5、Y为1,而且每种元素其设置值应不同。 3. 4 地球化学平面图的生成 [4 ] 化探采样的目的是形成该地区各元素的化学异 常图,圈定工作区的矿产异常范围,为后期地质找矿 提供依据。各元素化学异常图的绘制在MAPGIS空 间分析模块中“TI N模型追踪剖分等值线 ” 中进行。 TI N模型不必将原始离散数据网格化处理,而是直 接对非网格化数据或网格化数据进行等值线追踪或 分析。化探数据为离散数据,在投影转换时形成的 点位图,其点具有高程属性各元素含量值。在追 踪剖分等值线时,首先从点位图中提取高程某一 元素含量值 , 生成TI N文件,快速生成三角剖分 网,再进行追踪剖分等值线。具体工作步骤以银元 素为例。打开MAPGIS主菜单 2 空间分析 2DT M分 析 2 打开“ 文件 ” 菜单 2 打开数据文件 2 点数据文件该 为投影转换形成的具有属性的点文件,这里是 1. wt2 处理点线 2 点数据高程点提取 ,选择银元素 Ag 含量值为高程值 2 打开TI N模型中快速生成三 角剖分网 2 追踪剖分等值线,确定 2 保存点Ag . wt线 Ag . wl面Ag . wp ,最后打开MAPGIS的输入编辑 模块,新建工程,将上面的点线面分别添加到工程文 件中,进行编辑修改。注意在追踪剖分等值线 时,关键的是等值线参数设置,对不需要表示的等值 层采取删除一层的命令来选取。对特殊的等值层采 取添加一层的方法来增加。等值线光滑处理采用中 精度处理,这样经追踪剖分的等值线才会比较光滑, 接近真实情况。 3. 5 地球化学剖面图的生成 地球化学剖面图的纵坐标为元素品位值,横坐 标为采样点位,根据图幅需要,常常根据异常下限来 定纵坐标的比例尺,为保证图幅美观,往往在异常下 限下面留20mm,如上面的Ag的异常下限为1. 0,因 此定其纵坐标比例尺为1∶0. 05,而横坐标的比例尺 往往根据实际工作需要而定。文中就以Ag的品位 值为例,操作步骤如下。 1对Ag的品位值进行处理,公式为 S10 / CA /2 3S0, 式中,S为处理后的Ag元素品位值;S0为原Ag元 素品位值;CA为异常下限值。 2新建个EXCEL空白工作表,其中包含X、Y 坐标和S值。 3到MAPGIS中“ 投影变换 ” 模块中,“ 用户文 件投影变换 ” 进行投影变换,分别生成点、 线注意 这时也可以将坐标线用投影变换生成。 4按照制作地球化学剖面图的要求进行图幅 修整。 4 结 语 MAPGIS地理信息系统在地勘单位被广泛推 广,应用该软件对GPS采集的采样点坐标数据与样 品元素化验分析结果进行处理分析,具有成图快、 准 确、 精度高、 可操作性强的特点.绘制的异常图与地 形地质图的套合后,有利于对异常的解释和推断,指 导探矿工程的布置。但是生成的等值线图,个别地 方还存在比较生硬、 圈定不合理的问题,需做人为修 改,使之合理、 美观。 参 考 文 献 [1 ] 春乃芽.如何利用EXCEL处理化探数据[J ].物探化探计算技 术, 2006, 28 3 272～276. [2 ] 武汉中地信息工程有限公司. MAPGIS地理信息系统实用教程 [M ].湖北武汉, 2002. [3 ] 黄薰德,吴郁彦.地球化学找矿[M ].北京地质出版社, 1985. [4 ] 何明华. MAPGIS数字高程模拟系统在化探数据处理中的应用 [J ].矿山测量, 2005, 2 13～15. 收稿日期20082042 28 上接第81页水生产。 5 9月30日投入生产,利用西管降 50m浓缩 机水位对浓缩机进行大修。 4 结 论 1按方案一制作,自2006年9月28日投入使 用,至2006年10月16日 50m浓缩机大修结束此 设施停用共生产精矿粉15 665t,品位为65. 70; 生产过程未发生故障,运行平稳。 2精矿粉按内部结算7. 96元/ t 品位 , 生 产运行成本按286元/t,直接投资50万元核算,计 创造效益321万元。 3首先为车间及全矿完成全年任务奠定基 础,同时为 50m浓缩机大修提供了一种新的保障 措施。 收稿日期20082062 23 211 总第473期 矿业快报 2008年9月第9期