我国化探数据处理方法与计算机应用的发展起步阶段

  在我国的化探勘查和研究中，数学方法和计算机的应用同样覆盖了数据处理、管理的各个环节，随着计算机技术和软件技术的发展，也经历了从初期应用到全面计算机化的过程。数十年来开展的各种地球化学测量和区域化探扫面，积累了海量的地球化学数据，这是一笔巨大的国家财富。如何管理、处理、分析这些数据，如何更好地表达这些数据，如何在矿产资源调查、农业地质调查、生态环境调查等与人类息息相关的领域应用这些数据，正是推动数学方法和计算机应用于化探研究工作的最重要原因。纵观其发展过程，可大体划分几个阶段。
 
  20世纪60年代以前的早期工作，为了提取化探数据中包含的有用信息，研究者经常计算某些统计量：算术平均值、标准偏差和异常下限等，据之对测量数据进行某种形式的分级，勾绘地球化学图件。为进一步研究，还可能对数据作某种简单变换（对数转换、光滑处理等）；或对数据分布进行检验，看其是否服从正态分布；应用方差分析研究数据中包含的误差来源；用简单相关分析研究被测成分间的成因联系；计算测区内的面金属量，用以估计成矿远景；以及对比元素含量的空间变化，研究异常的浓度分带和组分分带等。
 
  所有这些，构成了那个时期化探数据处理的特征：手工计算和计算结果的简单直观处理。
 
  由于手工操作的局限性，较为复杂的统计计算无法实现。
 
  从20世纪60年代中开始，特别是70年代以后，我国的化探数据处理快速发展。
 
  1965年，谢学锦、邵跃在整理钻孔原生晕资料时，应用了移动平均的方法，使矿体周围的元素分布规律显示更加清晰。吴承烈、林存山、伍宗华等在区域化探资料整理中应用概率统计方法，较合理地划分区域背景与异常。谢学锦于1966年翻译了康诺尔等的论文《应用趋势分析研究犹他州比佛郡的地球化学探矿数据》，在国内首次介绍用于化探数据处理的趋势分析方法。尽管现在看来趋势分析就是基于最小二乘法的回归分析，但在当时，国内化探界几乎无人了解这种算法，也根本没有应用实例。1971年，冶金部桂林地质研究所开始研究多元统计分析方法，应用于鄂东矽卡岩铜钼矿原生晕分类、异常评价及盲矿的预测。1972年，由冶金部的欧阳宗圻主持，在广西桂林举办地球化学学习班，聘请於崇文、张本仁、阮天健、林名章等讲授地球化学等理论和方法，嗣后内部出版的学习材料也涉及化探数据处理方法的内容。1973年，在国家地质总局于湖南邵阳举办的激电、化探学习班上，物探所介绍了应用回归分析预测矿体平均品位，应用判别分析区分有工业价值的铁帽和无工业价值的铁帽。同年，冶金系统为推广多元统计方法，欧阳宗圻委托阮天健在《地质与勘探》杂志上系统刊登了<数理统计在地球化学探矿中的应用简介》，对国内普及化探数据处理起到了推动作用。也在同年，地质科学研究院情报所编印了《化探资料数理统计方法》一书（内部参考），介绍了国外1968—1973年化探数据处理的应用实例和综述性论文。1974年，冶金部在保定举办了第二期化探数据处理及电算学习班，规模较大，并有上机实习，为期5个月。以后冶金系统在化探资料整理与异常的解释评价中推广应用了多元统计方法。
 
  在使用计算机处理化探数据方面，1966年，物探所购置了国产第一代电子管计算WL-103机，掀开了化探数据处理的新一页。例如，1972年夏，以谢学锦为首的小组在安徽铜陵开展研究工作，试图用手摇计算器和算盘求解回归等问题，但当方程组大于4阶时，几乎无法求解；同年底，林存山和杨竹溪开始研究使用103机求解线性方程组，并获得成功。1973年，物探所成立了林存山领导的化探电算组，迅速展开化探测量数据的计算机处理研究。这是国内最早开展的应用计算机处理化探数据的研究工作。
 
  在整个20世纪70年代，国内掀起了应用计算机处理化探数据的热潮，尤其是多元分析热，几乎波及地质系统开展化探工作的各个单位。同时，冶金系统以及地质院校也纷纷开展数学地质的研究工作。计算机、计算方法、数据处理等各种学习班此起彼伏，几年之间，使计算机处理地质、化探数据从无到有，迅速普及。
 
  1972年底至1973年上半年，在使用物探所和煤炭科学研究院的103机进行趋势分析计算的同时，开始研究其他算法，包括聚类分析、因子分析、判别分析等等。由于103机的局限性，不稳定、内存太小(只有2～4 KB)、速度慢(1 000次/s)，根本无法求解数据量很大的化探数据处理问题。1972年，地质部在北京成立了计算技术应用研究所（当时称“150工程”），购置一台国产第二代晶体管计算机：DJS -6（108乙机）．该机几乎成为70年代国内（尤其在北京）的主流机型。物探所化探电算组也转向应用该机处理数据。1972年末到1973年初，林存山等完成了我国第一个自编的“趋势分析”化探方法应用程序。在DJS - 103机上，先后利用闻广等在安徽凤凰山含铜花岗岩体中采集的66个地表露头样品和钻孔岩石样品中磁铁矿的铜含量数据，进行了趋势分析；又对安徽321队和物探所协作在铜陵地区采集的54个铁帽样品的10个元素的分析数据，进行了聚类分析、因子分析，对该区进行了资料解释和成矿预测。1974年6月完成了两类和多类的判别分析等的应用程序编写。
 
  特别值得一提的是，1975年前后，地质科学院矿床所数学地质组李裕伟、余金生等，系统地编制了一套多元统计分析方法程序。极为可贵的是，每种统计分析方法都附有数学方法的原理、操作步骤、源程序、应用实例和应用效果。这些实例大部分是化探数据，并进行了地质解释。他们还把这些资料大量印刷成册，无偿地提供给化探界和数学地质界，雪中送炭，把新技术、新方法呈献给如饥似渴地需要这些方法技术的技术骨干。这套资料对化探应用计算机技术起了重要的作用。
 
  1976年，国家地质总局科技组委托成都地质学院举办计算机应用学习班，李善芳负责组织领导，校方由数学系主任何宝侃教授具体负责，地质系统各省（区、市）生产单位化探人员参加，学员达数十人。叶乃鹰、王柏钧等10余名老师授课，编写了因子分析、判别分析等多元统计分析教材和程序设计讲义。学习班为地质系统基层单位培养了一批化探数据处理技术人员，对普及用计算机技术处理化探数据，提高应用水平发挥了很大的作用。
 
  1977年，北京计算技术应用研究所刘如英等和北京大学地质系徐振邦、数学系娄元仁老师合作，在北京大学联合举办数学地质一化探培训班，为地质系统的物探队、区调队培养从事化探电算的技术骨干，学习数据处理的方法技术、编程语言、上机操作等。
 
  1977年7月，国家地质总局在安徽黄山召开第一次区域化探经验交流会，提出用新方法和电算技术重新整理和研究1: 20万区域金属量测量资料（后称化探老资料），并确定编制单元素基本地球化学图件，用以挖掘更多的找矿信息。根据国家地质总局提出的重新整理1: 20万化探老资料的要求，1978—1979年，由北京计算技术应用研究所负责实施，组成化探组，包括刘如英、冯济舟（贵州）、马国兴、程美琪（北京）等；软件组包括李恕中、郭汉伦、余全宏、邬宽廉、张治等，计20多人攻关，用从日本引进的M-16011型机，研制了包括数据存储、数据处理、图像显示、绘图、汉字等多功能的化探数据处理系统(简称GC-79)。这个系统是国内第一个化探专用软件，其中，标准图框、经纬度、方厘网等图廊要素的精度，达到总参测绘局颁发的标准允许误差之内，等值线图、直方图、剖面图的绘制精确美观。在国内计算机绘图中，第一个被评定作为正式地质图件使用。
 
  GC-79系统经评审验收后，1980年列入地质部科技司新技术推广项目，投入批量生产应用。要求全国各省区地质局把化探老资料Cu、Pb或更多的合格元素重新统一整理后，送到计算技术应用研究所，用GC-79系统进行数据处理和自动成图。从1979年底到1982年期间，为16个省（区、市）做了全省的化探老资料处理和自动成图，1: 20万图幅的入库量263幅，Cu、Pb等元素的入库数据3 283 026个，共做单元素基本地球化学图和各种异常图2 784张。GC-79系统的大规模应用，把计算机技术在化探界的广泛使用推向新高度，大大提高了化探资料整理的效率，也为1978年后提出在全国进行区域化探的数据处理和自动成图作了探索性的试验，为全国区域化探成图标准化作了先导性的工作。