1、121 地質(zhì)數(shù)據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)一、地質(zhì)數(shù)據(jù)的概念一、地質(zhì)數(shù)據(jù)的概念 地質(zhì)實體：地質(zhì)實體：是指客觀存在并可以相互區(qū)別的地是指客觀存在并可以相互區(qū)別的地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)作用等，如一個巖體、一個質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)作用等，如一個巖體、一個化石、龜裂現(xiàn)象、風(fēng)化作用、地質(zhì)運動等。化石、龜裂現(xiàn)象、風(fēng)化作用、地質(zhì)運動等。 地質(zhì)信息：地質(zhì)信息：地質(zhì)實體特性在人頭腦中的反映，地質(zhì)實體特性在人頭腦中的反映，可以進行交流和處理?？梢赃M行交流和處理。 地質(zhì)數(shù)據(jù)：地質(zhì)數(shù)據(jù)：是表示地質(zhì)信息的數(shù)、字母和符號是表示地質(zhì)信息的數(shù)、字母和符號的集合。的集合。它是用來表示地質(zhì)客觀事實這一地質(zhì)信息它是用來表示地質(zhì)客觀事實這一地質(zhì)信息的

2、。從廣義角度來看，地質(zhì)數(shù)據(jù)可以是定量、定性的。從廣義角度來看，地質(zhì)數(shù)據(jù)可以是定量、定性數(shù)據(jù)，也可以是文字說明，甚至是地質(zhì)圖形。從狹數(shù)據(jù)，也可以是文字說明，甚至是地質(zhì)圖形。從狹義角度來看，地質(zhì)數(shù)據(jù)主要是指定量的和定性的地義角度來看，地質(zhì)數(shù)據(jù)主要是指定量的和定性的地質(zhì)數(shù)據(jù)。質(zhì)數(shù)據(jù)。 3 地質(zhì)數(shù)據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)是是表示表示地質(zhì)信息地質(zhì)信息的，的，地質(zhì)信息地質(zhì)信息是是反映反映地地質(zhì)實體質(zhì)實體特性的。特性的。地質(zhì)實體地質(zhì)實體地質(zhì)信息地質(zhì)信息地質(zhì)數(shù)據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù) 狹義上地質(zhì)數(shù)據(jù)分為定量和定性數(shù)據(jù)，廣義上分狹義上地質(zhì)數(shù)據(jù)分為定量和定性數(shù)據(jù)，廣義上分為定量、定性、圖形及其它形式紀錄的資料等。為定量、定性、圖形及其它形式

3、紀錄的資料等。據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)的來源，又把地質(zhì)數(shù)據(jù)分為據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)的來源，又把地質(zhì)數(shù)據(jù)分為觀測、綜觀測、綜合、經(jīng)驗數(shù)據(jù)合、經(jīng)驗數(shù)據(jù)三類。三類。二、地質(zhì)數(shù)據(jù)的分類二、地質(zhì)數(shù)據(jù)的分類4 指指對樣品用物理、化學(xué)或直接觀測的方法獲得的對樣品用物理、化學(xué)或直接觀測的方法獲得的表達樣品特性的數(shù)據(jù)表達樣品特性的數(shù)據(jù)。對于源于樣品、沒有經(jīng)過任。對于源于樣品、沒有經(jīng)過任何加工處理的數(shù)據(jù)稱為原始數(shù)據(jù)。依據(jù)觀測數(shù)據(jù)的何加工處理的數(shù)據(jù)稱為原始數(shù)據(jù)。依據(jù)觀測數(shù)據(jù)的性質(zhì)，又可分為定性、定量數(shù)據(jù)兩類。性質(zhì)，又可分為定性、定量數(shù)據(jù)兩類。 它是它是用符號或代碼表示的沒有數(shù)量概念的觀測數(shù)用符號或代碼表示的沒有數(shù)量概念的觀測數(shù)據(jù)據(jù)。又分為

4、名義型和有序型兩類。又分為名義型和有序型兩類: 名義型數(shù)據(jù)是名義型數(shù)據(jù)是沒有數(shù)量概念和次序之分沒有數(shù)量概念和次序之分,但彼此之但彼此之間有間有“相等相等”或或“不相等不相等”關(guān)系的定性數(shù)據(jù)關(guān)系的定性數(shù)據(jù)。如巖。如巖石的紅綠灰黃可用字母石的紅綠灰黃可用字母ABCD 表示表示,又如砂巖、泥巖、又如砂巖、泥巖、灰?guī)r可用灰?guī)r可用S、N、H 代替代替,有有A=A,AB,S=S,SN的含義。的含義。1.觀測數(shù)據(jù)觀測數(shù)據(jù)(1) 定性數(shù)據(jù)定性數(shù)據(jù)5 有序型數(shù)據(jù)是有序型數(shù)據(jù)是沒有數(shù)量概念，但彼此之間具有次沒有數(shù)量概念，但彼此之間具有次序關(guān)系的定性數(shù)據(jù)序關(guān)系的定性數(shù)據(jù)。如。如、 型干酪根可用數(shù)型干酪根可用數(shù)字字1

5、、2、3表示，具有表示，具有型干酪根生烴潛力優(yōu)于型干酪根生烴潛力優(yōu)于型干酪根的含義。型干酪根的含義。 定量數(shù)據(jù)是指用數(shù)值來描述的觀測數(shù)據(jù)定量數(shù)據(jù)是指用數(shù)值來描述的觀測數(shù)據(jù)。包括間。包括間隔型數(shù)據(jù)和比例型數(shù)據(jù)。隔型數(shù)據(jù)和比例型數(shù)據(jù)。(2) 定量數(shù)據(jù)定量數(shù)據(jù) 間隔型數(shù)據(jù)是間隔型數(shù)據(jù)是有明確數(shù)量概念和地質(zhì)含義的定量有明確數(shù)量概念和地質(zhì)含義的定量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。如地層分層數(shù)據(jù)是典型的間隔型數(shù)據(jù)。間隔。如地層分層數(shù)據(jù)是典型的間隔型數(shù)據(jù)。間隔型數(shù)據(jù)有相等、不等以及大于、小于關(guān)系。數(shù)據(jù)之型數(shù)據(jù)有相等、不等以及大于、小于關(guān)系。數(shù)據(jù)之間的差異具有實際的地質(zhì)意義。如某地層底界和頂間的差異具有實際的地質(zhì)意義。如某地層底界

6、和頂界分層深度值之差等于該地層的厚度。界分層深度值之差等于該地層的厚度。6 比例型數(shù)據(jù)是比例型數(shù)據(jù)是指定量數(shù)據(jù)的比值指定量數(shù)據(jù)的比值。比例型數(shù)據(jù)。比例型數(shù)據(jù)本身及其差值都有實際意義。比例型數(shù)據(jù)是大于本身及其差值都有實際意義。比例型數(shù)據(jù)是大于等于等于0的實數(shù)。如兩地層厚度的比值反映其中一個的實數(shù)。如兩地層厚度的比值反映其中一個地層厚度是另一個地層厚度的百分之幾，或反映地層厚度是另一個地層厚度的百分之幾，或反映某種沉積環(huán)境，或反映生油條件等。某種沉積環(huán)境，或反映生油條件等。 由定量數(shù)據(jù)由定量數(shù)據(jù)(或經(jīng)定量化后的定性數(shù)據(jù)或經(jīng)定量化后的定性數(shù)據(jù))經(jīng)有限次經(jīng)有限次算術(shù)運算后得到的定量數(shù)據(jù)算術(shù)運算后得到的

7、定量數(shù)據(jù)。它具有明顯的地質(zhì)。它具有明顯的地質(zhì)意義意義,例如總烴含量、時間例如總烴含量、時間溫度指數(shù)、生油巖厚溫度指數(shù)、生油巖厚度與沉積巖厚度的比等。另外，隨機變量的各種度與沉積巖厚度的比等。另外，隨機變量的各種數(shù)值特征，如平均值、標準差、極差、相關(guān)系數(shù)數(shù)值特征，如平均值、標準差、極差、相關(guān)系數(shù)等都可視為綜合數(shù)據(jù)。等都可視為綜合數(shù)據(jù)。2.綜合數(shù)據(jù)綜合數(shù)據(jù)7 經(jīng)驗數(shù)據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)是在研究地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律的基礎(chǔ)上，根是在研究地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律的基礎(chǔ)上，根據(jù)大量實際資料和經(jīng)驗總結(jié)歸納出的數(shù)據(jù)。據(jù)大量實際資料和經(jīng)驗總結(jié)歸納出的數(shù)據(jù)。 如單儲系數(shù)、排烴系數(shù)、聚集系數(shù)等。它是大量如單儲系數(shù)、排烴系數(shù)、聚集系數(shù)等。它是

8、大量地質(zhì)信息的綜合反映，地質(zhì)意義明確，但它受哪些地質(zhì)信息的綜合反映，地質(zhì)意義明確，但它受哪些主控因素的影響，以及和各因素間的作用關(guān)系等問主控因素的影響，以及和各因素間的作用關(guān)系等問題不夠清楚。另外，經(jīng)驗數(shù)據(jù)還具有較明顯的地域題不夠清楚。另外，經(jīng)驗數(shù)據(jù)還具有較明顯的地域性。因此，在油氣資源評價等工作中使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)性。因此，在油氣資源評價等工作中使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)時，要特別注意對比地質(zhì)條件的相似性。時，要特別注意對比地質(zhì)條件的相似性。3.經(jīng)驗數(shù)據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)8 因地質(zhì)系統(tǒng)復(fù)雜性及測試手段的差異等因素影因地質(zhì)系統(tǒng)復(fù)雜性及測試手段的差異等因素影響，地質(zhì)數(shù)據(jù)有如下主要特點：響，地質(zhì)數(shù)據(jù)有如下主要特點： 三、地質(zhì)數(shù)

9、據(jù)的主要特點三、地質(zhì)數(shù)據(jù)的主要特點 (1)地質(zhì)數(shù)據(jù)類型多，性質(zhì)不一，反映地質(zhì)內(nèi)容地質(zhì)數(shù)據(jù)類型多，性質(zhì)不一，反映地質(zhì)內(nèi)容豐富；量綱不統(tǒng)一，定量數(shù)據(jù)的數(shù)量級相差很大，豐富；量綱不統(tǒng)一，定量數(shù)據(jù)的數(shù)量級相差很大，各類數(shù)據(jù)的數(shù)量和精度相差懸殊。各類數(shù)據(jù)的數(shù)量和精度相差懸殊。 (2)地質(zhì)數(shù)據(jù)往往是多種地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)地質(zhì)數(shù)據(jù)往往是多種地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果，故具有混合分布特征。果，故具有混合分布特征。 (3)地質(zhì)數(shù)據(jù)以定量數(shù)據(jù)為主，而定性數(shù)據(jù)的定地質(zhì)數(shù)據(jù)以定量數(shù)據(jù)為主，而定性數(shù)據(jù)的定量化研究和應(yīng)用目前尚不成熟。量化研究和應(yīng)用目前尚不成熟。9 地質(zhì)數(shù)據(jù)的特點決定了地質(zhì)數(shù)據(jù)不是單一性質(zhì)地質(zhì)數(shù)據(jù)的特點決定

10、了地質(zhì)數(shù)據(jù)不是單一性質(zhì)的數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)集合, ,而是多種來源的混合數(shù)據(jù)集合，這一而是多種來源的混合數(shù)據(jù)集合，這一特點客觀存在且不易改變。使用地質(zhì)數(shù)據(jù)時特點客觀存在且不易改變。使用地質(zhì)數(shù)據(jù)時, ,要注要注意它們的適用性，同時還要研究和改進數(shù)據(jù)加工意它們的適用性，同時還要研究和改進數(shù)據(jù)加工和處理技術(shù)，發(fā)揮各種地質(zhì)數(shù)據(jù)的作用，才能使和處理技術(shù)，發(fā)揮各種地質(zhì)數(shù)據(jù)的作用，才能使地質(zhì)定量研究獲得良好效果。地質(zhì)定量研究獲得良好效果。 1011 五五.數(shù)據(jù)矩陣數(shù)據(jù)矩陣 假設(shè)有個假設(shè)有個n樣品，每個樣品有個樣品，每個樣品有個m變量，為便于變量，為便于數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理,那么常把樣品變量的觀測值記為如下數(shù)那么常把樣

11、品變量的觀測值記為如下數(shù)據(jù)矩陣：據(jù)矩陣：nmnnmmmnjixxxxxxxxxxX212222111211 X1 X2 Xm 其中其中 xij 是第是第i個樣品第個樣品第j 個變量的觀測值。個變量的觀測值。12111212122212nnijm nmmmnxxxxxxXxxxx 其中其中 xij 是第是第j個樣品第個樣品第i個變量的觀測值。個變量的觀測值。13 表表1 地地 質(zhì)質(zhì) 圈圈 閉閉 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)編號編號閉合面積閉合面積/102m2 閉合高度閉合高度/m長短軸比長短軸比埋藏深度埋藏深度/m110005001.5200022501501.022003100703.015004102002.

12、018005401005.0250025000.51004018000.22001015000.37010022000.115025020005.1500100045jixX X1 X2 X3 X4(2-1)例例:地質(zhì)圈閉數(shù)據(jù)矩陣地質(zhì)圈閉數(shù)據(jù)矩陣14 是是對變量的觀測值進行的標準化對變量的觀測值進行的標準化。 主要目的：消除量綱造成的數(shù)量級差異。主要目的：消除量綱造成的數(shù)量級差異。 3 地質(zhì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理地質(zhì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理 一、定量數(shù)據(jù)的標準化一、定量數(shù)據(jù)的標準化（統(tǒng)一量綱的數(shù)據(jù)變換）（統(tǒng)一量綱的數(shù)據(jù)變換） 方法方法: 標準差標準化、極差標準化、極差正規(guī)化、標準差標準化、極差標準化、極差正規(guī)化、總

13、和標準化、最大值標準化、模標準化和中心標準總和標準化、最大值標準化、模標準化和中心標準化等。常用方法有化等。常用方法有標準差和極差標準化、極差正規(guī)標準差和極差標準化、極差正規(guī)化等化等7種方法種方法。 指指在定量研究地質(zhì)問題時，預(yù)先對原始數(shù)據(jù)進在定量研究地質(zhì)問題時，預(yù)先對原始數(shù)據(jù)進行的各種處理行的各種處理。其主要內(nèi)容為定量數(shù)據(jù)的標準化、。其主要內(nèi)容為定量數(shù)據(jù)的標準化、定性數(shù)據(jù)的定量化、原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化、原始數(shù)據(jù)定性數(shù)據(jù)的定量化、原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化、原始數(shù)據(jù)的簡縮和增補、離群的簡縮和增補、離群(異常異常)數(shù)據(jù)的識別與剔除等。數(shù)據(jù)的識別與剔除等。15nmnnmmmnjixxxxxxxxxxX21222

14、2111211 X1 X2 X m1. 標準差標準化標準差標準化 變量變量xj的每個觀測值的每個觀測值xij 減去該變量觀測值的平均減去該變量觀測值的平均值，再除以觀測值的標準差值，再除以觀測值的標準差sj 。即矩陣。即矩陣X第第j列上的列上的每個元素減去該列元素的平均值，再除以第每個元素減去該列元素的平均值，再除以第j 列元列元素的標準差，變換公式為素的標準差，變換公式為:16),;,(mjni2121jjjijisxxx),2,1(11mjxnxnijij第第j個變量觀測值的平均值，即個變量觀測值的平均值，即標準化前的數(shù)據(jù)標準化前的數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù))標準化后的數(shù)據(jù)標準化后的數(shù)據(jù)(無量

15、綱數(shù)據(jù)無量綱數(shù)據(jù))nijjijxxns12)(1第第j個變量觀測值的標準差，即個變量觀測值的標準差，即17468. 1768. 1673. 0650. 0587. 0354. 0026. 0731. 0468. 1354. 0867. 0487. 0587. 0016. 1350. 0081. 0000. 0707. 0916. 1949. 1X 變量變量Xj叫做叫做標準化變量標準化變量。對式對式(2-1)中數(shù)據(jù)標準差標準化中數(shù)據(jù)標準差標準化,得新的數(shù)據(jù)矩陣得新的數(shù)據(jù)矩陣: 標準化后數(shù)據(jù)的特點標準化后數(shù)據(jù)的特點:平均值為平均值為0，標準差為，標準差為1，又稱又稱Xj為為規(guī)格化變量規(guī)格化變量。

16、18),2,1(minmax11mjxxxjinijinij 極差標準化是變量極差標準化是變量Xj的每個觀測值的每個觀測值Xij減去該變量減去該變量觀測值的平均值，再除以極差觀測值的平均值，再除以極差Xj ，即：，即： 2. 極差標準化極差標準化 極差極差變量觀測值的最大值與最小值之差變量觀測值的最大值與最小值之差, 即：即：),2,1;,2,1(/ )(mjnixxxxjjjiji原始觀測值原始觀測值觀測值的平均值觀測值的平均值觀測值的極差觀測值的極差19500. 0625. 0242. 0242. 0200. 0125. 0009. 0273. 0500. 0125. 0312. 0182

17、. 0200. 0375. 0126. 0030. 0000. 0250. 0688. 0727. 0X 對式對式(2-1)中的數(shù)據(jù)極差標準化后，得新的數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)極差標準化后，得新的數(shù)據(jù)矩陣矩陣(各列極差等于各列極差等于1)： 特點：各列的極差為特點：各列的極差為120 變量的每個觀測值減去觀測值的最小值，再除以變量的每個觀測值減去觀測值的最小值，再除以極差極差。變換公式為。變換公式為: 極差正規(guī)化后新數(shù)據(jù)的特點是：最大值為極差正規(guī)化后新數(shù)據(jù)的特點是：最大值為1，最，最小值為小值為0，即新數(shù)據(jù)分布在區(qū)間，即新數(shù)據(jù)分布在區(qū)間0,1內(nèi)。內(nèi)。 3.極差正規(guī)化極差正規(guī)化 對式對式(2-1)中的數(shù)據(jù)極

18、差正規(guī)化后，得新的數(shù)據(jù)矩中的數(shù)據(jù)極差正規(guī)化后，得新的數(shù)據(jù)矩陣：陣： ),2,1;,2,1(/ )min(1mjnixxxxjjinijiji21000. 1000. 1070. 0030. 0300. 0250. 0302. 0000. 0000. 0500. 0000. 0091. 0700. 0000. 0186. 0242. 0500. 0125. 0000. 1000. 1X 變量的每個觀測值變換為它與該項變量所有觀變量的每個觀測值變換為它與該項變量所有觀測值總和的比值。測值總和的比值。ijijjxxx (i=1, 2, , n; j=1, 2, , m) 1njkjkxx225 40

19、.7140.0490.1200.2000.1790.1470.0800.2200.0710.0690.2400.1500.0070.1960.1600.1800.0290.0980.4000.25ijXx23每個變量的觀測值除以該變量所有觀測值中的最每個變量的觀測值除以該變量所有觀測值中的最大者。大者。(i=1, 2, , n; j=1, 2, , m) 1maxijijiji nxxx 5 41.001.000.300.800.250.300.200.880.100.140.600.600.01 0.400.400.720.040.20 1.001.00ijXx24變量的每個原始觀測值減去該

20、變量所有原始觀測變量的每個原始觀測值減去該變量所有原始觀測值的平均值。值的平均值。(i=1, 2, , n; j=1, 2, , m) 5 41.001.000.300.800.250.300.200.880.100.140.600.600.01 0.400.400.720.040.20 1.001.00ijXx ijijjxxx 25 將每個變量的觀測值視為將每個變量的觀測值視為n維空間上的向量，維空間上的向量，則模標準化是將每個變量的觀測值除以該變量的則模標準化是將每個變量的觀測值除以該變量的模模 。(i=1, 2, , n; j=1, 2, , m) ijijjxxX 21njkjkXx

21、 (j=1, 2, , m) 26 定性數(shù)據(jù)的定量化是指定性數(shù)據(jù)的定量化是指將定性數(shù)據(jù)變換為數(shù)值形將定性數(shù)據(jù)變換為數(shù)值形式式。根據(jù)定性數(shù)據(jù)狀態(tài)的多少，可分為兩態(tài)和多態(tài)。根據(jù)定性數(shù)據(jù)狀態(tài)的多少，可分為兩態(tài)和多態(tài)有序定性數(shù)據(jù)。有序定性數(shù)據(jù)。定量化方法：對定性數(shù)據(jù)的狀態(tài)賦值。定量化方法：對定性數(shù)據(jù)的狀態(tài)賦值。二、定性數(shù)據(jù)的定量化二、定性數(shù)據(jù)的定量化5 40.965 0.847 0.234 0.4410.241 0.262 0.156 0.4850.096 0.122 0.467 0.3310.010 0.350 0.311 0.3970.039 0.175 0.778 0.551ijXx27 只有兩

22、種狀態(tài)，非此即彼，可用只有兩種狀態(tài)，非此即彼，可用0和和1表示，從而表示，從而實現(xiàn)定性數(shù)據(jù)的定量化。如某觀測點是否有某種化實現(xiàn)定性數(shù)據(jù)的定量化。如某觀測點是否有某種化石，若有用石，若有用1表示，若無用表示，若無用0代表。一般來說，按以代表。一般來說，按以下原則處理：下原則處理：二態(tài)定二態(tài)定性數(shù)據(jù)性數(shù)據(jù)狀態(tài)狀態(tài)肯定或有利肯定或有利否定或不利否定或不利賦值賦值10 有序多態(tài)定性數(shù)據(jù)是指狀態(tài)多于兩個，且狀態(tài)可有序多態(tài)定性數(shù)據(jù)是指狀態(tài)多于兩個，且狀態(tài)可按一定次序排列的定性數(shù)據(jù)。如巖心的含油性，按按一定次序排列的定性數(shù)據(jù)。如巖心的含油性，按含油程度可分為含油程度可分為4級級,采用等差方式賦值如下：采用等

23、差方式賦值如下： 1. 兩態(tài)定性數(shù)據(jù)的變換兩態(tài)定性數(shù)據(jù)的變換2.多態(tài)有序定性數(shù)據(jù)的變換多態(tài)有序定性數(shù)據(jù)的變換28 又如泥巖的顏色可分為又如泥巖的顏色可分為4級，按生油能力強弱順級，按生油能力強弱順序賦值如下：序賦值如下： 這種賦值就采用了非等差方式，原則是按狀態(tài)這種賦值就采用了非等差方式，原則是按狀態(tài)的重要性對狀態(tài)賦值。具有一定的人為因素。的重要性對狀態(tài)賦值。具有一定的人為因素。四態(tài)定四態(tài)定性數(shù)據(jù)性數(shù)據(jù)狀態(tài)狀態(tài)紅紅 色色淺灰色淺灰色灰灰 色色黑色黑色賦值賦值013 5 四態(tài)定四態(tài)定性數(shù)據(jù)性數(shù)據(jù)狀態(tài)狀態(tài)不含油不含油 油油 斑斑 含含 油油飽含油飽含油賦值賦值 0 1 2 329 原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化

24、：把原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化：把平面上平面上無規(guī)則分布的數(shù)據(jù)無規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點點Mi(xi , yi , zi )上的值上的值分配到規(guī)則矩形網(wǎng)格交點上分配到規(guī)則矩形網(wǎng)格交點上(如如下圖所示下圖所示)，產(chǎn)生規(guī)則分布的定量數(shù)據(jù)。這是計算，產(chǎn)生規(guī)則分布的定量數(shù)據(jù)。這是計算機繪制等值圖線圖必須要做的工作。機繪制等值圖線圖必須要做的工作。三、原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化三、原始數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化無規(guī)則分布無規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)點規(guī)則分布的規(guī)則分布的網(wǎng)格數(shù)據(jù)點網(wǎng)格數(shù)據(jù)點30產(chǎn)生網(wǎng)格化數(shù)據(jù)的簡單思路產(chǎn)生網(wǎng)格化數(shù)據(jù)的簡單思路: : 取平均值取平均值 在實際中在實際中, ,已知的各點數(shù)據(jù)對插值點的影響不一已知的各點數(shù)據(jù)對插值點的影響不

25、一, ,距插值點近的數(shù)據(jù)點對被插值點影響應(yīng)該更大距插值點近的數(shù)據(jù)點對被插值點影響應(yīng)該更大。(-1,1,1)(-1,-1,1)(1,1,1)(1,-1,1)(0,0,1)網(wǎng)格交點網(wǎng)格交點(-1,1,3)(-1,-1,1)(1,1,2)(1,-1,1)(0,0,1.75)網(wǎng)格交點網(wǎng)格交點理想情況下的插值示意圖理想情況下的插值示意圖31 可以采用不同的插值方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化。在可以采用不同的插值方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化。在此僅介紹既簡單實用的按象限取點此僅介紹既簡單實用的按象限取點距離倒數(shù)加權(quán)平距離倒數(shù)加權(quán)平均法均法如下：如下： 各點到坐標原點各點到坐標原點(xi , yi )的距離記為的距離記為:

26、考慮到距離大小對網(wǎng)格點上預(yù)測值的影響，故考慮到距離大小對網(wǎng)格點上預(yù)測值的影響，故取距離的倒數(shù)作為權(quán)取距離的倒數(shù)作為權(quán),求網(wǎng)格交點求網(wǎng)格交點(xi , yi )的預(yù)測值。的預(yù)測值。 以插值點以插值點(xi , yi )為坐標原點，在四個象限內(nèi)各取為坐標原點，在四個象限內(nèi)各取一個距坐標原點最近的點，記為一個距坐標原點最近的點，記為: (xk , yk ) (k=1, 2, 3, 4)k = 1 , 2 , 3 , 422)()(iiyyxxdkkk(xi , yi )3241411/kkikkkddzz 在上式中在上式中,當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)dk=0時時,則以則以zk作為網(wǎng)格點作為網(wǎng)格點(xi , yi

27、)上的值。上的值。 例例1 已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù) M1(5.707,4.707,1), M2(3.586,5.414,2), M3(2.879,1.879,3) M4(7.828,1.172,4), 插值點為插值點為M(5,4, z)解解: 各點到插值點的距離：各點到插值點的距離： (2-2)33,2, 121ppdd4,343ppdd411225)41312111(1ipid4)44332211(41ippiidz92. 125/124Z式式(2-2)的分母：的分母：式式(2-2)的分子：的分子：插值點的插值點的Z 值：值：(1)(2)(3)(4)(1.92)插值示意圖插值示意圖34 1.原始數(shù)

28、據(jù)的簡縮原始數(shù)據(jù)的簡縮 當(dāng)分布在研究區(qū)上的數(shù)據(jù)點很多當(dāng)分布在研究區(qū)上的數(shù)據(jù)點很多(可能出現(xiàn)反映可能出現(xiàn)反映相同地質(zhì)特征的多個近似數(shù)據(jù)點相同地質(zhì)特征的多個近似數(shù)據(jù)點)時時,或者是數(shù)據(jù)在或者是數(shù)據(jù)在區(qū)域上的分布極不均勻時區(qū)域上的分布極不均勻時,不僅會使計算量增加不僅會使計算量增加,而而且也無助于最終的成果解釋且也無助于最終的成果解釋,甚至在計算過程中還甚至在計算過程中還會出現(xiàn)不可預(yù)料的計算病態(tài)問題。因此，就需要對會出現(xiàn)不可預(yù)料的計算病態(tài)問題。因此，就需要對作用不大或相近、可有可無的多余數(shù)據(jù)予以舍棄作用不大或相近、可有可無的多余數(shù)據(jù)予以舍棄,這就是這就是數(shù)據(jù)的簡縮數(shù)據(jù)的簡縮。四、原始數(shù)據(jù)的簡縮和增補

29、四、原始數(shù)據(jù)的簡縮和增補 數(shù)據(jù)的簡縮方法一般包括數(shù)據(jù)的簡縮方法一般包括分區(qū)加權(quán)平均法、分分區(qū)加權(quán)平均法、分區(qū)滑動平均法和隨機刪點法區(qū)滑動平均法和隨機刪點法。35 (1)分區(qū)加權(quán)平均法分區(qū)加權(quán)平均法 設(shè)研究區(qū)內(nèi)每個數(shù)據(jù)點都有設(shè)研究區(qū)內(nèi)每個數(shù)據(jù)點都有m個變量，根據(jù)需要個變量，根據(jù)需要將該區(qū)劃分成大小相等或不等的將該區(qū)劃分成大小相等或不等的n個小區(qū)域，每個個小區(qū)域，每個小區(qū)域內(nèi)至少有一個數(shù)據(jù)點。定義第小區(qū)域內(nèi)至少有一個數(shù)據(jù)點。定義第j個小區(qū)域內(nèi)個小區(qū)域內(nèi)第第i個數(shù)據(jù)點上第個數(shù)據(jù)點上第k個變量的觀測值為個變量的觀測值為:),;,;,(jjkinimknjz212121則則第第j個小區(qū)內(nèi)第個小區(qū)內(nèi)第k個

30、地質(zhì)變量觀測值的縮簡值個地質(zhì)變量觀測值的縮簡值為為:) ;,;,(mknjznzjnijkijjk212111 zjk-第第j個小區(qū)第個小區(qū)第k個變量觀測值的簡縮值個變量觀測值的簡縮值; nj -第第j個小區(qū)地質(zhì)數(shù)據(jù)點數(shù)個小區(qū)地質(zhì)數(shù)據(jù)點數(shù); zjki-第第j個小區(qū)第個小區(qū)第i個數(shù)據(jù)點第個數(shù)據(jù)點第k個變量的觀測值。個變量的觀測值。36原始數(shù)據(jù)點原始數(shù)據(jù)點簡縮后的數(shù)據(jù)點簡縮后的數(shù)據(jù)點37 按照上式對研究區(qū)內(nèi)原始數(shù)據(jù)進行處理后，相當(dāng)按照上式對研究區(qū)內(nèi)原始數(shù)據(jù)進行處理后，相當(dāng)于在每個小區(qū)內(nèi)有于在每個小區(qū)內(nèi)有1個有效數(shù)據(jù)點，從而將原來大個有效數(shù)據(jù)點，從而將原來大量的數(shù)據(jù)點簡化為量的數(shù)據(jù)點簡化為n個有效數(shù)

31、據(jù)點。個有效數(shù)據(jù)點。 若第若第j個小區(qū)域內(nèi)有個小區(qū)域內(nèi)有nj個數(shù)據(jù)點，每個數(shù)據(jù)點上有個數(shù)據(jù)點，每個數(shù)據(jù)點上有m個地質(zhì)變量的觀測值，其中第個地質(zhì)變量的觀測值，其中第i個數(shù)據(jù)點的坐標為個數(shù)據(jù)點的坐標為(xjki ，yjki) ，那么第，那么第 j個小區(qū)簡縮后的有效數(shù)據(jù)點的個小區(qū)簡縮后的有效數(shù)據(jù)點的坐標值及變量值為坐標值及變量值為: (2)分區(qū)滑動平均法分區(qū)滑動平均法 分區(qū)滑動平均法的分區(qū)原則與分區(qū)加權(quán)平均法相分區(qū)滑動平均法的分區(qū)原則與分區(qū)加權(quán)平均法相同，但這種方法要考慮簡縮后數(shù)據(jù)點的位置。同，但這種方法要考慮簡縮后數(shù)據(jù)點的位置。38jjjjnijkijkinijkijknijkinijkijkij

32、kzzyyzzxx1111jnijkijknzzj1j=(1, 2, , n ; k=1, 2, , m)39 xjk、yjk 為第為第j個小區(qū)第個小區(qū)第k個地質(zhì)變量觀測值縮簡后個地質(zhì)變量觀測值縮簡后的橫坐標和縱坐標的橫坐標和縱坐標; zjk為第為第j個小區(qū)第個小區(qū)第k個地質(zhì)變量的縮簡值個地質(zhì)變量的縮簡值; xjki、yjki為第為第j個小區(qū)第個小區(qū)第k個地質(zhì)變量觀測值在第個地質(zhì)變量觀測值在第i個個數(shù)據(jù)點的橫坐標與縱坐標數(shù)據(jù)點的橫坐標與縱坐標; zjki為第為第j個小區(qū)第個小區(qū)第i個數(shù)點上第個數(shù)點上第k個地質(zhì)變量觀測值個地質(zhì)變量觀測值; nj為第為第j個小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)點數(shù)。個小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)點數(shù)。 按上

33、述公式算出的坐標有按上述公式算出的坐標有m個，如果需要一個統(tǒng)個，如果需要一個統(tǒng)一的坐標點，則可根據(jù)地質(zhì)變量觀測值的大小，采一的坐標點，則可根據(jù)地質(zhì)變量觀測值的大小，采用加權(quán)平均的方法算出。另外，根據(jù)實際需要也可用加權(quán)平均的方法算出。另外，根據(jù)實際需要也可用其它方法計算。用其它方法計算。40 (3)隨機刪點隨機刪點 對于探區(qū)內(nèi)的局部數(shù)據(jù)點密集區(qū)，隨機刪去一些對于探區(qū)內(nèi)的局部數(shù)據(jù)點密集區(qū)，隨機刪去一些數(shù)據(jù)點，既可減少計算工作量，又可提高計算過程數(shù)據(jù)點，既可減少計算工作量，又可提高計算過程的穩(wěn)定性。刪點方法是對數(shù)據(jù)點編號，用隨機抽樣的穩(wěn)定性。刪點方法是對數(shù)據(jù)點編號，用隨機抽樣法刪去其中的一些數(shù)據(jù)點。

34、法刪去其中的一些數(shù)據(jù)點。 2.數(shù)據(jù)的增補數(shù)據(jù)的增補 研究區(qū)內(nèi)出現(xiàn)數(shù)據(jù)點空白區(qū)時，在空白區(qū)內(nèi)補充研究區(qū)內(nèi)出現(xiàn)數(shù)據(jù)點空白區(qū)時，在空白區(qū)內(nèi)補充一些數(shù)據(jù)點，這就是數(shù)據(jù)的增補。補點方法：一些數(shù)據(jù)點，這就是數(shù)據(jù)的增補。補點方法： 據(jù)臨近點數(shù)據(jù)的變化趨勢補充適量的數(shù)據(jù)點據(jù)臨近點數(shù)據(jù)的變化趨勢補充適量的數(shù)據(jù)點; 用插值方法補充一定數(shù)量的數(shù)據(jù)點。用插值方法補充一定數(shù)量的數(shù)據(jù)點。 注意注意:補點的目的是為了全區(qū)計算的穩(wěn)定性，而補點的目的是為了全區(qū)計算的穩(wěn)定性，而原空白區(qū)的計算結(jié)果僅供參考。原空白區(qū)的計算結(jié)果僅供參考。41 五、離群數(shù)據(jù)的識別與處理五、離群數(shù)據(jù)的識別與處理 相對研究區(qū)的觀測數(shù)據(jù)來說，稱相對研究區(qū)的觀

35、測數(shù)據(jù)來說，稱局部的異常高值局部的異常高值和異常低值為離群數(shù)據(jù)和異常低值為離群數(shù)據(jù)(失真數(shù)據(jù)失真數(shù)據(jù))。這種數(shù)據(jù)往往。這種數(shù)據(jù)往往直接影響到基于觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理過程和對計算直接影響到基于觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理過程和對計算結(jié)果的合理解釋。結(jié)果的合理解釋。 對這些數(shù)據(jù)應(yīng)該進行適當(dāng)處理。對于那些人為等對這些數(shù)據(jù)應(yīng)該進行適當(dāng)處理。對于那些人為等因素造成的錯誤數(shù)據(jù)，理所當(dāng)然應(yīng)該刪除或重新觀因素造成的錯誤數(shù)據(jù)，理所當(dāng)然應(yīng)該刪除或重新觀測。測。 實際上，我們總是假設(shè)數(shù)據(jù)總體服從某種分布，實際上，我們總是假設(shè)數(shù)據(jù)總體服從某種分布，進而討論是否存在失真數(shù)據(jù)的問題。進而討論是否存在失真數(shù)據(jù)的問題。涉及一些統(tǒng)計假設(shè)檢

36、驗內(nèi)容涉及一些統(tǒng)計假設(shè)檢驗內(nèi)容42v離群數(shù)據(jù)的識別和處理的主要目的離群數(shù)據(jù)的識別和處理的主要目的: 降低失真數(shù)據(jù)對處理結(jié)果的影響。降低失真數(shù)據(jù)對處理結(jié)果的影響。v離群數(shù)據(jù)識別和處理的主要步驟：離群數(shù)據(jù)識別和處理的主要步驟：判斷數(shù)據(jù)體中是否存在失真數(shù)據(jù)判斷數(shù)據(jù)體中是否存在失真數(shù)據(jù)(分布檢驗分布檢驗)挑選出失真數(shù)據(jù)挑選出失真數(shù)據(jù)處理失真數(shù)據(jù)。處理失真數(shù)據(jù)。43（一）離群數(shù)據(jù)的判定（一）離群數(shù)據(jù)的判定礦床品位離群數(shù)據(jù)的界限礦床品位離群數(shù)據(jù)的界限礦床礦床類型類型組份分布組份分布性質(zhì)性質(zhì)典型礦床典型礦床離群品位高出平均品離群品位高出平均品位的倍數(shù)位的倍數(shù)很均勻很均勻大多數(shù)沉積礦床大多數(shù)沉積礦床23均勻均

37、勻復(fù)雜沉積礦床與變質(zhì)礦床復(fù)雜沉積礦床與變質(zhì)礦床45不均勻不均勻 絕大多數(shù)有色金屬礦床絕大多數(shù)有色金屬礦床810很不均勻很不均勻大多數(shù)稀有金屬礦床和金礦床大多數(shù)稀有金屬礦床和金礦床1215極不均勻極不均勻某些稀有金屬礦床和金礦床某些稀有金屬礦床和金礦() 1() 1(ccccncMcncch2211)() 1(ccccnM453.3.統(tǒng)計檢驗法統(tǒng)計檢驗法11()niixxn221111()()11nniiixxDnn0.6745QiDxx460.67450.67450.1940.1309Q254. 15/27. 627. 651xxii5210.15050.15050.

38、194 4iD離群數(shù)據(jù)離群數(shù)據(jù)正常數(shù)據(jù)正常數(shù)據(jù)4721/1()1iniiUxxsD ssxxn48 n0.010.0250.050.10 n0.010.0250.050.1031.1551.1551.1531.148152.7052.5462.4082.24741.4921.4811.4631.425162.7472.5852.4432.27951.7491.7151.6721.602172.7852.6202.4752.30961.9441.8871.8221.729182.8212.6512.5042.33672.0972.0201.9381.828192.8492.6762.5272.3

39、5882.1982.1042.0111.890202.8842.7082.5572.35892.3232.2152.1091.977212.9122.7332.5802.408102.4102.2902.1762.036222.9392.7582.6032.429112.4852.3552.2342.088232.9632.7812.6242.449122.5502.4122.2852.134242.9872.8022.6442.467132.6082.4612.3312.175252.9972.7922.6822.450142.6592.5072.3712.21349s50Xf隨機變量觀測值

40、的兩種頻率直方圖隨機變量觀測值的兩種頻率直方圖(a)Xf(b) 判斷觀測數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，一個簡單判斷觀測數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，一個簡單而直觀的方法是觀察其頻率直方圖。而直觀的方法是觀察其頻率直方圖。u檢驗觀測數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布的方法還有：檢驗觀測數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布的方法還有：正態(tài)分布正態(tài)分布2 檢驗法和偏度、峰度檢驗法檢驗法和偏度、峰度檢驗法。51v正態(tài)分布正態(tài)分布2 檢驗法檢驗法 對來自正態(tài)總體變量的對來自正態(tài)總體變量的n個觀測數(shù)據(jù)個觀測數(shù)據(jù)x1, x2 xn,將區(qū)間將區(qū)間(-，+)分為分為 k個小區(qū)間：個小區(qū)間： (a0, a1) (a1, a2)(ak-1, ak) 其中：其中

41、：a1、ak-1分別為觀測數(shù)據(jù)的分別為觀測數(shù)據(jù)的最小值和最大最小值和最大值值，a0=- ak=+ 。 設(shè)設(shè)vi為數(shù)據(jù)落入其中第為數(shù)據(jù)落入其中第i個小區(qū)間個小區(qū)間( ai -1, ai )的頻數(shù)的頻數(shù)(個數(shù)個數(shù))，pi為相應(yīng)的理論概率。為相應(yīng)的理論概率。 對于假設(shè)對于假設(shè)H0：觀測數(shù)據(jù)來自正態(tài)總體：觀測數(shù)據(jù)來自正態(tài)總體52若若H0為真，則由皮爾遜定理知：為真，則由皮爾遜定理知：nikiiinpnpv1232)/()( 因此確定因此確定正態(tài)分布的正態(tài)分布的2 檢驗法步驟檢驗法步驟如下：如下： (1)計算觀測數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)期望和方差的極大似然估計算觀測數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)期望和方差的極大似然估計量計量 和和s2 ：x

42、 (2)在數(shù)據(jù)來自正態(tài)總體在數(shù)據(jù)來自正態(tài)總體 的假設(shè)下，求的假設(shè)下，求落入?yún)^(qū)間落入?yún)^(qū)間(ai -1, ai )的頻數(shù)的頻數(shù)vi (i=1,2,k) ，并計算統(tǒng)，并計算統(tǒng)計量計量。nkkxnx11niixxns12)(11),(2sxN53 (3) 對顯著性檢驗水平對顯著性檢驗水平，查表求拒絕域臨界值，查表求拒絕域臨界值2 k-3() (一般取一般取0.05、0.1等等) 若若10)。54v正態(tài)分布偏度、峰度檢驗法正態(tài)分布偏度、峰度檢驗法 隨機變量的偏度隨機變量的偏度Ep和峰度和峰度Ef： 偏度偏度Ep和峰度和峰度Ef是指隨機變量是指隨機變量X的標準化變量的標準化變量(X-)/的的三階中心矩和四

43、階中心矩，即三階中心矩和四階中心矩，即: 據(jù)指標觀測值據(jù)指標觀測值xi(i=1,2,n)可以求得上述量的矩估計值可以求得上述量的矩估計值:niisxxnUp133/)(1niisxxnUf144/)(133/)(XEEp44/)(XEEf55nkkxnx11niixxns12)(11對于假設(shè)對于假設(shè)H0：觀測數(shù)據(jù)來自正態(tài)總體：觀測數(shù)據(jù)來自正態(tài)總體若若H0為真，則當(dāng)為真，則當(dāng)n充分大時，近似有：充分大時，近似有：) 1 , 0(/21NSpUp) 1 , 0(/)1/(63(21NSfnUf)3)(1/()2(6nnnSp)5)(3() 1/()3)(2(242nnnnnnSf56 因此確定正態(tài)

44、分布偏度、峰度檢驗法：因此確定正態(tài)分布偏度、峰度檢驗法： (1) 對于觀測數(shù)據(jù)對于觀測數(shù)據(jù)xi (i=1,2n)，求出其偏度、峰，求出其偏度、峰度的度的 矩估計矩估計Up、Uf。 (2) 對給定的顯著性檢驗水平對給定的顯著性檢驗水平，求出其檢驗拒，求出其檢驗拒絕域臨界值：絕域臨界值：212/SpZPp) 1/(63212/nSfZPf若若|Up|Pp 且且|Uf|99%時認為是生物成因氣，否則認為是熱時認為是生物成因氣，否則認為是熱解成因氣。又如總烴與有機碳之比為有機質(zhì)轉(zhuǎn)化解成因氣。又如總烴與有機碳之比為有機質(zhì)轉(zhuǎn)化率等等。率等等。61 1.具有明確的地質(zhì)意義具有明確的地質(zhì)意義 指地質(zhì)變量指地質(zhì)

45、變量所代表的具體地質(zhì)含義或特征所代表的具體地質(zhì)含義或特征。如。如:地層的時代、地層溫度、圈閉閉合面積等變量可表地層的時代、地層溫度、圈閉閉合面積等變量可表示石油地質(zhì)特征；有機質(zhì)類型、有機質(zhì)豐度、有機示石油地質(zhì)特征；有機質(zhì)類型、有機質(zhì)豐度、有機質(zhì)成熟度等變量可表示地球化學(xué)特征。質(zhì)成熟度等變量可表示地球化學(xué)特征。 二、地質(zhì)變量的特征二、地質(zhì)變量的特征 2.具有明顯的統(tǒng)計性質(zhì)具有明顯的統(tǒng)計性質(zhì) 多數(shù)地質(zhì)變量可認為是多數(shù)地質(zhì)變量可認為是隨機變量隨機變量。因此。因此,它們的它們的觀測值具有明顯的統(tǒng)計意義，如觀測值的平均值觀測值具有明顯的統(tǒng)計意義，如觀測值的平均值是地質(zhì)變量數(shù)學(xué)期望的估計值，而觀測值的標準

46、是地質(zhì)變量數(shù)學(xué)期望的估計值，而觀測值的標準差則反映了地質(zhì)變量在區(qū)域上的波動程度。差則反映了地質(zhì)變量在區(qū)域上的波動程度。62 3.具有相關(guān)性具有相關(guān)性 地質(zhì)變量之間具有一定程度的相關(guān)性，如巖石地質(zhì)變量之間具有一定程度的相關(guān)性，如巖石的滲透率與有效孔隙度密切相關(guān)。的滲透率與有效孔隙度密切相關(guān)。 分析研究地質(zhì)變量的目的是想通過它們預(yù)測地質(zhì)分析研究地質(zhì)變量的目的是想通過它們預(yù)測地質(zhì)體的特征及有關(guān)的地下資源。那么用什么樣的地質(zhì)體的特征及有關(guān)的地下資源。那么用什么樣的地質(zhì)變量才能更好地達到研究目的？這就是地質(zhì)變量的變量才能更好地達到研究目的？這就是地質(zhì)變量的選擇問題。例如，要想通過某些地質(zhì)變量預(yù)測某生選擇問題。例如，要想通過某些地質(zhì)變量預(yù)測某生油層的生油量，那么就要選擇與生油量相關(guān)的地質(zhì)