地球化学综合编图

  （一）编图试点研究简要史料。
 
  1973年3月，湖南地质局物探大队编制了《地球物理（化学）探矿图件编制规范》。
 
  1974年4月，冶金部地质司在广西桂林举行冶金地质系统区域地球化学编图及新方法、新技术交流会。
 
  1978年4月，物探所任天祥在《物探与化探》上发表了《关于1：20万区域化探资料整理利用方法的讨论》，提出编制1：20万和1: 50万地区域化学图的方法。
 
  1980年10月，谢学锦等发表了《皖浙赣边区区域化探的资料整理与异常评价》，编制了皖浙赣边区Cu、Pb、Zn等12个元素的地球化学图。
 
  同年，桂林冶金地质研究所与广东地质勘探公司940队开展了“广东大陆区域化探编图及找矿研究”。
 
  1985年10月，地矿部物化探所、江西物探大队和北京计算中心合作完成的《赣西北地球化学试验图集》由地质出版社出版，这是我国公开出版的第一份地球化学图集。
 
  1987年8月，地矿部物探所研制的IBMPC/XT应用开发及通用成图系统，移植和开发了20多个常用化探数据处理程序，并研制了一套微机成图系统。
 
  1988～1992年期间，北京计算中心承担地质行业科学技术发展基金资助的科研项目（刘如英、金谆浩、邬宽廉、邬可筠等），开发研制了“计算机地球化学图编图系统”（小比例尺）(GCMCS)，在我国率先比较系统地研究小比例尺计算机地球化学编图系统。
 
  1990年11月，地矿部北京计算中心（刘如英、金谆浩、邬可筠）与辽宁物探队（白希杰等）合作，首次用1: 20万区域化探数据为辽宁编制全省1：50万地球化学图，编制了37种元素的等值线图、色块图及异常图，以及8种元素的综合异常图，可以全面反映辽宁省有关元素的分布特征和规律，是一份全省性的基础地球化学资料。
 
  1993年，受地矿部勘技司委托，北京计算中心刘如英、金谆浩、赵玉祥等在中国地质大学（北京）举办培训班，推广应用“计算机地球化学编图系统（小比例尺）”。
 
  1993年12月，成都地质学院完成的地面放射性测量工作站通过专家鉴定，以微机或笔记本机为平台，实现了地面放射性测量数据的采集、传输、处理、成图成像和解释全过程的计算机化，该系统为国内首创。
 
  20世纪90年代后，大部分省（区、市）按省（区、市）域编制了省（区、市）地球化学图，如浙江、新疆、湖北、贵州等（杨永忠，1997），同时按成矿区带和大区域编制了区带地球化学图，如东昆仑、北祁连、内蒙古北山、华南等区域性地球化学图。主要采用色块、等值线和数据加密插值的成图方法。
 
  （二）编制彩色地球化学图件中一些问题的处理。
 
  插值：由于输出的彩色图件为全面色，每个像元点都应具有数据及其对应的颜色，因此输出彩图之前必须求出每个像元点的插值。处理中常用的插值算法包括距离平方倒数、双线性方法、双三次样条等。单一的插值算法往往存在缺点。距离平方倒数方法插值不连续，并且，当插值点与数据点的距离太近时，可能出现误差；而双三次样条则在插值中出现高于数据中的最大值和低于数据中的最小值、甚至出现负值的不合理情况。为了避免这些问题使用联合算法插值，成功地解决了这一问题。
 
  色阶划分：对已插值数据进行分级，并对各数量级指定显示的颜色。分级方法包括以标准差的倍数作为相邻级别的差值、用累积频率（或分位数）分级、使用等比级数分级等。
 
  色彩的调配：抖动算法。由于彩色墨水只有4种颜色(青C、品红M、黄Y和黑K)，由CMYK的不同组合至多可以获得8种颜色（包括白色）。为了显示更多的颜色，必须用加大象元、牺牲分辨率的方法。例如使用4×4的抖动矩阵，每个象元可以获得大约5 000种颜色，但此时对于分辨率为300 dpi的Novajet绘图仪，分辨率降到300/4=75 dpi。
 
  (三）全国范围的地球化学编图。
 
  进入20世纪90年代，全国区域化探扫面计划宜测地区的任务基本完成，积累了丰富而系统的高质量数据，许多省（区、市）据之编制了省（区、市）域的地球化学图和图册。于是，编制全国范围地球化学图的任务就提上日程。
 
  1993年，中国勘查技术院立设立“中国小比例尺地球化学图编制”项目，由地科院物化探研究所组织实施，在谢学锦和任天祥主持下，向运川负责编图方法技术研究。这次编图以1：20万和1：50万区域化探扫面数据为基础，以1：5万和1: 2.5万图幅为统计单元计算元素含量算术平均值，作为编图的数据源。采用改进的距离倒数加权法对数据进行加密（插值），将数据划分为16个色阶，生成彩色像元，通过彩色喷墨绘图仪绘制图件。分别编制了39种元素的全国1：500万地球化学图（1:2.5万图幅数据集）和1：
 
  1 000万全国地球化学图集（1:5万图幅数据集）。编图成果于1996年提交，这是我国首次编制的全国性39种元素的地球化学图件。
 
  2001年，中国地质调查局下达新的全国性编图任务，即“全国区域地球化学系列图编制”项目，由牟绪赞、奚小环负责，中国地质调查局发展研究中心组织实施，谢学锦、任天祥等为顾问，向运川为编图组长。这次编图的特点是，直接以化探扫面的原始数据为编图依据，首次汇集了全国28个省（区、市）的1: 20万和1: 50万区域化探资料，涉及1：20万图幅1299个，1：50万图幅18个，数据点约142万个，包括39种元素及氧化物的测试数据，覆盖面积达650×104 km²。最终，分别编制出了39种元素与氧化物的1：500万全国地球化学图和1：1 200万地球化学图集。并且，在编图同时建立全国区域地球化学数据库。项目历时4年，2005年6月提交编图成果。
 
  由于采用原始数据编图，数据量大，地球化学数据处理又有其特殊性，出现了一系列技术问题需要解决。编图工作采用中国地质调查局研制开发的“多元地学空间数据管理与分析系统GeoExpl”作为编图平台，使数据处理、编图和输出等过程一体化操作。第一，要分别对各元素进行系统误差的处理，以便得到很好的图面效应。为此，制定了4条系统误差校正的原则：①分析误差源，所展示的数据误差与周边数据值具有明显的台阶状。
 
  ②数据误差在空间上具有区域性特点，省、大区域、图幅或分析批次。③在数据值的分布上，掩盖了地球化学特征和地质特征展布的延续性和规律性。④在数据校正方法上，尽可能地选择线性校正，通过简单的计算可以复原数据。第二，数据网格化处理。大区域编图难以利用原始点位直接构图，需要对原始数据进行网格化处理，通过对不同网格化参数的选择、对比和研究，确定了效果较好的网格化处理方法，即：网格距4 kmX4 km的网度；数距搜索方式采用搜索半径为12 km的圆域；数据计算方法采用改进的距离倒数加权法，即指数距离幂倒数加权法。第三，地球化学专题图的生成。应用GeoExpl提供的专题图生成模块，制作各元素等量线、等值区图，以及相关的特征图等。采用累计频率与对数分级相结合，同时参考数据的特征值如平均值、中位数等，将数据分为19级，继而划分级次和色阶，分级统计计算特征值，利用系统提供的专题图创建模块，生成地球化学等值线和等值区，分别以线图层和区图层的形式，作为系统显示窗的图形显示数据。用这套方法制成的图件，应用了GIS技术和现代数据处理技术，是近十几年来计算机技术在地球化学数据管理、处理、成图方法研究的结晶。