Matlab在化探異常解釋評價(jià)中的應(yīng)用

摘要：利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法來評價(jià)化探異常是化探異常解釋評價(jià)工作最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的工作。本文通過工作中的探討和實(shí)踐，將matlab矩陣實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用到化探異常解釋評價(jià)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)計(jì)算和成圖工作中，并詳細(xì)編寫了程序并使其T作簡單化，評價(jià)合理化，指出了matlab軟件包在地礦行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景和使用價(jià)值。

化探是地球化學(xué)找礦或勘查地球化學(xué)的簡稱，作為地質(zhì)找礦工作的一種手段，在成礦遠(yuǎn)景預(yù)測、勘查靶區(qū)優(yōu)選、深部隱伏礦床預(yù)測等方面取得了顯著成效。化探異常解釋評價(jià)的結(jié)論直接影響到找礦效果，而異常下限的確定和異常圖件的編制在化探異常解釋評價(jià)中起著至關(guān)重要的作用。在沒有專門軟件的前提下，如何才能完成這些大量的基礎(chǔ)性T作？針對這些問題，筆者近年來就matlab程序在化探找礦中的應(yīng)用進(jìn)行了探討和總結(jié)，運(yùn)用matlab編譯程序處理化探數(shù)據(jù)并制作聚類譜系等繪制化探解譯圖表，兩者結(jié)合起來完成異常解釋評價(jià)工作，獲得了較好的應(yīng)用效果。這里，著重介紹了描述性統(tǒng)計(jì)值的計(jì)算和聚類譜系圖等圖標(biāo)成圖方法。

1.Matlab在化探領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

Matlab源于matrix laboratory一詞，原為矩陣實(shí)驗(yàn)室的意思。是集數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算、和圖形處理等多種功能等于一體的科學(xué)計(jì)箅軟件包。這種編程語言容易學(xué)習(xí)，使用靈活方便。Matlab統(tǒng)計(jì)工具箱幾乎包括了數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的所有概念、理論、方法、算法及其實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用上，Matlab具有其他軟件不可比擬的操作簡單，接口方便，擴(kuò)充能力強(qiáng)等優(yōu)勢，再加上Matlab的應(yīng)用范圍廣泛，因此可以預(yù)見Mallah在統(tǒng)計(jì)應(yīng)用上越來越占有極其重要的地位。

Matlab目前在化探領(lǐng)域中的應(yīng)用并未廣泛，主要應(yīng)用是其他科學(xué)計(jì)算行業(yè)軟件人員進(jìn)行一些數(shù)據(jù)計(jì)算、圖形處理的程序設(shè)計(jì)及編譯專業(yè)方面的軟件工具包等。

2.化探異常評價(jià)的matlab編程計(jì)算

化探異常評價(jià)和解釋方法有很多種，傳統(tǒng)的有描述性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、相關(guān)系數(shù)計(jì)算法、聚類譜系法、主成分分析法和因子分析法等，最近又提出了多重分形和模糊數(shù)學(xué)理論方法的應(yīng)用。其中，以捕述性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、相關(guān)系數(shù)計(jì)算法、聚類譜系法、主成分分析法和因子分析法在有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查化探異常解釋評價(jià)工作中應(yīng)用較多，這種方法數(shù)據(jù)處理量大，基本數(shù)據(jù)上千個(gè)，計(jì)算過程較為繁瑣，在沒有專門計(jì)算軟件的情況下，通過編譯matlab程序計(jì)算處理，簡化了計(jì)算過程，提高了工作效率及成果資料的精確性。其程序編譯思路、方法如下。

2.1工作思路

以均值加2倍離差計(jì)算異常下限，即單元素異常下限=均值（x）+2倍離差（2δ）。x為單元素的數(shù)據(jù)平均值，是該元素單個(gè)數(shù)據(jù)在[x-3δ，x+3δ]范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)平均值，如果單個(gè)數(shù)據(jù)不在此范圍內(nèi)，必須剔除此數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的剔除采用spss或excel處理。以剔除后的數(shù)據(jù)運(yùn)用matlab編程來進(jìn)行異常的解釋與評價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)理過程的實(shí)現(xiàn)。

2.2數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

打開matlab（matrix laboratory），新建一個(gè)*·m文件，保存為*·m文件（如異常解釋與評價(jià)·m）。在新建的*·m文件進(jìn)行計(jì)算程序的編寫。原始數(shù)據(jù)的輸入可以office形式進(jìn)行調(diào)用，也可以直接拷貝輸入，本次編程為程序簡潔以少量數(shù)據(jù)的直接輸入（數(shù)據(jù)見表1）。

2.3程序編輯

（1）編寫代碼。

在matlab界面中，新建*·m文件，出現(xiàn)matlab程序編輯界面，本界面提供了一個(gè)很好的交互式平臺(tái)用于程序的編寫工作，可以邊編程，邊運(yùn)行，也可以等程序編寫完然后進(jìn)行程序的調(diào)試。

（2）程序調(diào)試。

程序調(diào)試是一個(gè)隨機(jī)性很大的工作。有幾個(gè)值得注意的問題：①原始數(shù)據(jù)必須為數(shù)值型，數(shù)據(jù)中帶有“>”、“<”字符的要做處理，要用一個(gè)具體數(shù)字代替，②輸入的樣品數(shù)與元素個(gè)數(shù)要與原始數(shù)據(jù)表中一致。③程序調(diào)試工作要耐心細(xì)致，最好可以編寫完一段及時(shí)調(diào)試，然后進(jìn)行下一段程序的編寫。④編寫完程序后進(jìn)行全部程序的運(yùn)行調(diào)試。

將在*·m文件中編寫好的程序在菜單欄中點(diǎn)擊“運(yùn)行（RIm）”按鈕進(jìn)行程序運(yùn)行。經(jīng)運(yùn)行后的程序結(jié)果以數(shù)據(jù)和圖表的形式顯示于matlab的\"command window”中。可以在matlab的命令窗口和左側(cè)的工作欄中的工作空間的表中顯示。

2.4計(jì)算應(yīng)用

啟動(dòng)matlab，打開上述經(jīng)過程序編譯的異常解釋評價(jià)計(jì)算*·m或者*·mat文件，在窗口的工具菜單欄中選擇運(yùn)行（run）按鈕，進(jìn)行全部程序的運(yùn)行計(jì)算成圖。運(yùn)行后的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)窗口和圖標(biāo)窗口的形式顯示，將運(yùn)行得到的數(shù)據(jù)復(fù)制到需要的報(bào)告或表格中，然后轉(zhuǎn)到圖表視窗（figer），在相應(yīng)數(shù)據(jù)和圖標(biāo)復(fù)制到相應(yīng)的報(bào)告中進(jìn)行數(shù)據(jù)解譯，以表2為例。

3.結(jié)語

在沒有專門化探軟件的前提下，matlab基本能解決化探異常解釋評價(jià)中的處理數(shù)據(jù)和圖表制作問題。筆者所述的利用matlab編程來解決描述性統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算、聚類譜系法、主成分分析方法、因子分析法計(jì)算等評價(jià)和解釋化探異常，在化探異常解釋評價(jià)工作中應(yīng)用較多，其matlab程序具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。在實(shí)際的化探異常解釋評價(jià)工作中，通常需要有幾種不同的異常解釋評價(jià)方法，只要對所編譯的matlab程序稍加修改和添加即可計(jì)算出不同的解釋評價(jià)數(shù)據(jù)，也可方便更改需要參數(shù)。上述簡單的實(shí)例對matlab初學(xué)者會(huì)有所啟示。

隨著計(jì)算機(jī)日新月異地發(fā)展，一些繁瑣數(shù)據(jù)的處理及圖件制作變得越來越簡單。掌握這些新技術(shù)新方法，對于技術(shù)人員來說非常必要和現(xiàn)實(shí)。

在實(shí)際地質(zhì)工作中運(yùn)用matlab還可以完成其他大量的數(shù)據(jù)處理和圖表編制等工作，并進(jìn)行基于matlab組件工具箱的運(yùn)用成倍地提高工作效率，在地礦行業(yè)中具有較好的應(yīng)用效果和開發(fā)前景，值得進(jìn)一步從廣度和深度上去研究、開發(fā)、應(yīng)用。