关于若干化探数据处理方法的讨论概要
[收稿日期 ]2000-01-01;[修订日期 ]2000-04-21;[责任编辑 ]余大良。
关于若干化探数据处理方法的讨论
纪宏金 1林瑞庆 2周永昶 1
(1. 吉林大学 , 长春 130026;2. 栖霞地矿局 , 栖霞 265300
[摘要 ]化探数据处理中的系统误差校正和异常识别方法很多 , 移动标准化法、分区标准化法和衬
度系数法是其中的几种方法 , 主要对这几种方法做了简单的介绍并对其效果进行了对比 , 最后着重讨论了 C 型变换法的优点。
[关键词 ]地球化学找矿系统误差校正异常识别标准化变换 C 变换[中图分类号 ]P632 [文献标识码 ]A [文章编号 ]0495-5331(2001 04-0056-04
化探数据处理中的系统误差校正和异常识别是两个复杂而有意义的问题。本刊 1999年第 2期发
表的题为“化探背景与异常识别的问题与对策” [1]
(简称“ 对策”
一文 , 文章在总结了有关方法进展之后 , 重点评述了衬度系数法、分区标准化和移动标准化等类方法中存在的“问题” , 部分否定。作为解决“问题” 的对策 , C 型转换法 , 并论证了其 , 较为简单 , 但 , 故写此拙文 , 不当之处 , 望读者批评指正。
1关于被否定方法
111移动标准化法
移动标准化方法 [2]是针对区域化探数据特点而设计的一种异常识别方法。它明确定义 :
“ 设某移动窗口内单元素背景数据子集服从正态分布 , 其子样均值为 X , 方差为 S 2, 则该窗口中心
处数值 (一般为网格化数据 X 有以下标准化形式 :
T =(X - X /S
(1 由上式及其变形
X = X +TS
(2
易见 , 移动标准化变量T … 直观表达原始数据 X 属于异常的概率意义和正负性质 , 例如 T =0为背景值 , T =3为均值加三倍标准差, … 当该窗口中心不
断移动并用 (1 式作相应计算 , 便可估计出图幅内各点处的变量 T , 这就是移动标准化分析。” 并反复强调上式中的分布参数应为“背景分布参数” , 指出了“ 效果好坏取决于计算方法的稳健性” , “ 要移动窗口大小选择适当” , “ 合理消除异点影响” , “ 满足或近似
满足稳健性要求” 等。
“对策” 也叙述了一种移动标准化方法 , 并当作靶子进行批评 , 不妨称其为。尽管 , , 该错误的表现 1, 这不仅是该文所批评 , 而是完全抹杀了它们的差异 , 必然导致异常识别的错误 ; 其错误的技术关键是 , 计算分布参数时异点未被剔除 , 或窗口选得过小而其
中全部为异常数据 , 使得 (1 式中的均值与均方差不一定是背景分布参数 , 甚至完全是异常分布参数。与“ 靶移动标准化” 相反 , 移动标准化方法强调了
避免上述错误的关键概念 , 即要求保证上式中的分布参数为“ 背景分布参数” 。移动标准化仅使得正态假设下的背景总体变成标准正态分布 , 而异常总体仍呈长尾分布于其后。容易理解 , 若疏忽这些基本概念 , 把移动窗口选得过小或不作稳健处理 , 得不到背景分布参数 , 移动标准化确实能蜕变为“ 靶移动标准化” 。例如 , 当窗口大小与异常地质体尺寸大小相当时就是如此。
遗憾的是 , 在评述移动标准化时, “ 对策” 不但出现了这种疏忽 , 而且还
恰恰加以“ 移动窗口大小必定要与研究区内各地质体的平均尺寸相当” 的前提 , 将移动标准化转换为“ 靶移动标准化” 。 112分区标准化法
分类标准化
、分区标准化和分幅标准化 [3][4]是为消除不同岩性、不同介质的元素背景差异 , 或不同图幅间系统分析误差而设计的校正方法。现以分幅标准化法 [4]为例讨论。该方法以某图
幅元素含量的背景均值和均方差为参数 , 用 (1 式的
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5第 37卷第 4期 2001年 7月地质与勘探 GE O LOGY AND PROSPECTI NG
V ol. 37 N o. 4
July ,2001
形式对该图幅内原始数据作标准化 , 使不同图幅背景部分的标准化均值都为 0, 方差都为 1, 以此校正不同图幅的背景差异。
“ 对策” 批评的分区标准化法也可称为“靶分区标准化” 。它在以 (1 式的形式对某图幅内原始数据作标准化时 , 使用的参数是元素含量在全图幅的均值和均方差。这自然就出现了各图幅标准化均值为 0, 方差为 1的不合理现象 , 被“ 对策” 批评为“对化探工作者来说同样不能接受” , 因为“每个图幅元素含量的平均值都为 0, 方差均为1” 。
这一批评有两个特点 , 第一是被批评的错误正是来源于“对策” 本身。因为它将分区标准化中的“ 背景均值和均方差” 曲解为“全图幅的均值和均方差” 。第二是把“ 标准化数值” 与“元素含量” 这两个不同概念混为一谈。
113衬度系数法
衬度系数法也是一种背景差异或系统误差校正方法。“ 对策” 认为 ,
” ,
“
都相等吗? ”
这一批评也有两个显著特点。第一是其形式和性质与对分区标准化的批评完全一样 , 不再重复。第二是恰好颠倒了衬度系数法的优点和缺点。由下文讨论可知 , 衬度系数法的优点正是被否定了的各图幅均值为 1; 其缺点正在于被作为优点继承于 C 型转换的各图幅均方差不等。
2有关方法效果对比
对化探拼图中的差异校正问题, “对策” 推荐了 C 型转换法 , 认为它具备
了诸多方法的优点 , 但是其效果究竟如何 , 就需要与其它方法作出对比。
为明确答案 , 不妨给出一个化探数据系统误差校正、解决相邻图幅拼接问题的假想例子 , 对待校正数据作出如下假设 :
①某元素在同一图幅的含量有 :任意邻域的均值等于全图幅均值 , 任意邻域的方差等于全图幅方差 ;
②某元素在不同图幅的含量有 :均值不等 , 均方差不等 , 这些差异全部由分析误差引起。
显然 , 校正后不同图幅均值应相等、均方差也应相等。现用不同方法对上述差异作出校正 , 对比其效果优劣。 211标准化方法
由于问题的简单性 , 分幅标准化、分区标准化甚至移动标准化方法都能达到同样校正效果。这里不妨用分幅标准化法。设 X ij 为某元素在图幅 i 样品 j 中的含量 , X i 和 S i 分别为该元素含量在图幅 i 的背景均值与均方差 (本例中也是全图幅均值与均方差 , 下同 , 可得该元素在图幅 i 样品 j 的分区标准化数值为
T ij =(X ij -X i /S i
i =1, 2, 111p ; j =1, 2, 111, N i (3 其中 , p 为图幅个数 , N i 为图幅 i 中样品数。易证 , 该元素在图幅 i 的标准化背景均值 T i 与均方差 U i 分别为
T i =
i
N
i
j 1
T 0
i =(4 i
=
i
∑
N
i
j =1
(T ij -T i 2=1
i =1, 2, … , p (5 可见 , 它们都与图幅 i 无关 , 即不同图幅上背景均值一致 , 变化范围相同。因此 , 该方法校正了上例中假想的系统误差。
212衬度系数法
设 W ij 为某元素在图幅 i 样品 j 的衬度值 , 其它记号同上 , 则有
W ij =X ij /X i
i =1, 2, … p ; j =1, 2, … , N i (6 可证元素在图幅 i 的衬度背景均值 W i 与均方差V i 分别为
W i =
N i
∑
N
i
j =1
W ij =1
i =1, 2, … , p (7
V i =
i
∑
N
i
j =1
(W ij -W i 2=S i /X i
i =1, 2, … , p (8 可见 , 元素的衬度背景均值与图幅 i 无关 , 但均方差一般与图幅 i 有关 , 即在不同图幅上的背景均值一致 , 但变化范围一般不同。要取得好的效果 , 必须保证以下条件成立 :
V 1=V 2=… =V p (9 但这是难以满足的。故该方法一般可部分校正上例中假想的系统误差。
75第 4期纪宏金 :关于若干化探数据处理方法的讨论
213 C 型转换法
根据“对策” 的定义 , 某元素在图幅 i 样品 j 中的 C 型转换值可表示为
C ij =(X ij /X i (S ij / X ij
i =1, 2, … , p ; j =1, 2, … , N i (10 其中 , X ij 和 S ij 分别为图幅 i 样品 j 附近某邻域内元素的含量均值和均方差 ,X i 为图幅 i 的元素含量均值 , 其它记号同上。在本例假设下 , 上式可简化为 C ij =(X ij /X i (S i /X i
i =1, 2, … , p ; j =1, 2, … , N i (11 不难证明 , 元素在图幅 i 的 C 背景均值 C i 与均方差 Q i 分别为
C i = N i ∑
N
i
j =1
C ij =S i /X i =V i
i =1, 2, … , p (12
Q i = i ∑
N
i
j =1
(C ij -C i 2=(S i /X i 2=V i 2 i =1, 2, ,
显然 , ,
。要取得好的效果 , (9 成立。由于该条件难以满足 , 故该方法一般不能校正上例中假想的系统误差。
由此还可发现 C 型转换法与衬度系数法之间的半依赖关系 :若条件 (9 不成立 , 衬度系数法可校正背景均值 , C 型转换法则完全无校正能力 ; 若条件 (9 成
立 , 二者可同时作出完全校正。出现这种关系的原因 , 正是 C 型转换放弃了衬度系数法的优点 , 而继承了其缺点。
3关于 C 型变换法
由以上论证可知 , 在所述方法中 , C 型转换效果一般不如其它方法。但“ 对策” 认为:“ 校正的目的不是让某个特征参数等于某个固定值 , 而是要使所有的数据具有统一的地质和找矿意义” 、
“ 也就是说 , 在化探专家脑海中存在一种无形的标准 , 可以用来识别有意义的异常。总结这种标准并把它转换为数学方法对校正系统误差和消除背景差异无疑是十分有益的” , “ 期望有识之士加强该方面研究” 。根据介绍 , 由这种“ 无形的标准” 理论总结出来的 C 型转换最少有两个优点。现在我们简要讨论这两个优点。311第一优点
据“ 对策” 语意 , C 型转换的第一个优点是, “ 确认 C 型转换可把异常和背景总体的差异扩大” , “ 为进一步划分背景与异常提供了良好条件” 。
但值得疑虑的是 , C 型转换在力求扩大背景与异常差异的同时 , 也可能扩大了图幅间的背景差异或系统误差。由 (12 、 (13 式知 , C 值在图幅 i 的均方差Q i 与均值 C i 之间有如下关系 :
Q i =C i 2=(S i /X i 2
i =1, 2, … , p (14 由此产生两方面的问题 :一方面 , 各图幅 C 均值间差异难以预料 , 即可能很小 , 也可能很大 ; 另一方面 , 各图幅 C 均方差间差异对 C 均值的差异非常敏感 , 只要某图幅的 C 均值稍有增大 , 其均方差就会呈平方形式扩大。若把C 均值比作海平面 , C 均方差比作波浪高度 , 那么 , 在 C 均值较小的图幅将是微波荡漾 , 而 C 。 ,
,
“ 为进一步划分背景与异常提供。
“ 对策” 在强调“在能够正确划分背景与异常之前 , 往往需要采用一定的手段把背景的起伏变化扣除 , 把背景场转化成平面的” 的同时 , 又反对移动标准化等方法中把背景场转化成平面场的作法 ; 前面强调了系统误差校正的重要意义 , 后面又说:“ 如果只看到其中一个地球化学图 , 虽然该图幅与相邻图幅之间系统误差未经校正 , 有经验的化探专家仍可以通过分析得出合理的关于该图幅内矿产情况的结论” , 此言本意并无大碍 , 但在讨论多图幅系统误差校正时 , 其言外之意令人费解 , 而 C 型转换正是在这种认识基础上提出的。
312第二优点
“ 对策” 说, “ C 型转换的另一个优点是 :在二阶平稳条件下 , C 型转换不影响元素之间的相互关系 , 因此不影响多元统计分析” , 并用 C 型转换前后相关系数的不变性为依据 , 给出了一个证明。但是 , 在论证这一优点时 , 存在三个明显的缺点 :
第一, “ 不影响元素之间相互关系” 的含义不确切。元素间的相互关系 , 可以是在单图幅内的相互关系 , 也可以是在多图幅内的相互关系。在讨论相邻图幅误差校正效果时 , 区别这两种情形是必要的。但“ 对策” 未加区分。
第二, “ 不影响元素之间的相互关系”的证明不完整。
“ 对策” 在证明这一结论时 , 只用了一个图幅 , 因上述原因 , 该证明显然不具完整性。
85
地质与勘探
2001年
第三 , 将“ 不影响元素之间的相互关系” 作为误差校正方法的优点不合理。系统误差可使两个给定元素由单图幅内的不相关变为多图幅内的负相关或正相关 , 也可由单图幅内的正相关变为多图幅内的负相关或不相关等。简言之 , 系统误差对元素间原本存在的相关关系有破坏作用。因此 , 一种好的误差校正方法应能对相关系数起校正作用 , 而不是“ 不影响元素之间的相互关系” 。从几何上看 , 在正态假设下 , 相关元素 (变量所成二维空间中的样品点呈单一椭圆分布。当存在系统误差时 , 不同图幅的样品点可形成多个椭圆 , 其中心、大小和方向分别由元素在各图幅的均值、方差和协方差或相关系数确定。一种好的误差校正方法 , 应该能把这些不同的椭圆校正到单一椭圆 , 即把各图幅的均值、方差和协方差或相关系数都校正到同一数值。本文未讨论协方差 , 但仅由上节给出的各方法对不同图幅均值、方差的校正效果不难看出 , 在校正相关系数或协方差时 , 果较好 , 衬度系数法次之 , 而 C 。“ 对策” 转换“ 的曲解和 C , 其可信程度有待进一步验证。
4结论与讨论
1 移动标准化和分区标准化法被否定的原因
是, “ 对策” 疏忽了其基本概念、曲解了方法原意 , 将“ 背景均值和均方差”
疏忽为全域“均值和均方差” , 把“ 要移动窗口大小选择适当” 曲解为“移动窗口大小必定要与研究区内各地质体的平均尺寸相当” 。 2 “对策” 颠倒了衬度系数法的优点和缺点 ; C 型转换法继承了和扩大了其缺点。
3 C 型转换不是校正而是很可能扩大图幅间的背景差异或系统误差。各图幅 C 背景均值间差异难以预料 , C 背景均方差依赖均值的微弱增加而大幅度扩大。
4 “ 对策” 关于 C 型转换“不影响元素之间相互关系” 的含义不确切 , 其证明不完整 , 将“ 不影响元素之间的相互关系” 作为误差校正方法的优点也不合理。好的方法应能同时校正背景均值、方差和相关系数。
5 在上述各种误差校正方法中 , 理论上分区
(幅标准化方法效果较优 , 衬度系数法效果次之 , C
型转换效果较差。本文强调了被批评方法的优点 , 但它们并非十全十美。例如 , 对背景分布参数只能作出近似估计 , 正态假设也往往只能近似满足 [2]中已作 , 。此外 , 一元方法, “对策” 的缺点 , 但其中并非一无是处。例如有关划分背景与异常的 7条关键中就有六条值得重视。其大胆批评精神也深为笔者钦佩 , 因为严谨的学风和必要的学术讨论是避免错误、推动学术发展的动力之一。
[参考文献 ]
[1]陈明 , 李金春 1化探背景与异常识别的问题与对策 [J]1地质与
勘探 ,1999(2 :25~29.
[2]纪宏金 , 仲崇学 1区域化探中若干新图件的计算与制作 [J]1物
探化探计算技术 ,1991(2 :96~104.
[3]纪宏金 , 连长云 , 杜庆丰 1地球化学数据的标准化与衬度变换
[J]1物探化探计算技术 ,1993(1 :19~25.
[4]陈永清 , 纪宏金 1标准化区域地球化学图的编制方法及应用效
果 [J]1长春地质学院学报 ,1995(2 :216~221.
A DISSCUSSION ABOUT SOME DATA PR OCESSING METH ODS IN GEOCHEMICA L EXP
LORATION
J I H ong -jin ,LI N Rui -qing ,ZH OU Y ong -chang
Abstract :There are many methods to revise system error and identify anomaly in geochem ical data processing e. g. m oving
standardization , partition stan 2dardization and contrasting coefficient. Those methods have been briefly introduced and com pared in application effect. Finally , M erit of C -type trans formation method is em phasized discussed.
K ey w ords :geochem ical exploration ,correction of systematic error ,recognition of anomaly ,standardization -trans formation ,C -trans formation
[第一作者简介 ]
纪宏金 (1950年 - , 男 ,1976年毕业于长春地质学院物探系 , 现任吉林大学地球探测与信息技术学院应用地球化学系副教授。主要从事勘查地球化学的教学与科研工作。
通讯地址 :长春市地质宫吉林大学地球探测与信息技术学院地球化学系
邮政编码 :130026
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5第 4期纪宏金 :关于若干化探数据处理方法的讨论
化探数据处理成图过程
化探数据处理成图的过程 毕武12段新力12黄显义12袁小龙12彭仲秋12李永华12 1?乌鲁木齐金维图文信息科技有限公司，新疆，乌鲁木齐， 830091 2?新疆地矿局物化探大队计算中心，新疆，昌吉， 831100 0前言 GeolPAS 软件用户群不断扩大，由于各用户对系统的熟悉程度不同，对软件 功能 了解不够，有必要分专题将GeolPAS 处理数据及成图过程做一系统总结，下 面就化探数据处理成图的过程做一总结。 数据输入 *数据预处理 I I I II 「图件绘「输出… 图1金维地学信息处理研究应用系统 （GeolPAS ）图件制作流程 1处理步骤 化探处理的成果包括：（1）参数统计表；（2）R 型聚类分析-谱系图；（3）重复 样三层套合方差分析或者重复样合格率计算结果；（4）点位数据图；（5）地球化学 图；（6）直方图；（7）组合异常图；（8）综合异常图；（9）远景区划图；（10）单元素 异常参数统计（附表册）；（11）异常剖析（附图册）；（12）综合异常登记卡（附表册）。 在GeolPAS 系统中，化探数据处理分为以下几个主要步骤： 1.1数据检查 数值检查，坐标检查，重复样坐标检查。 1.2分析处理 重复样三层套合方差分析、重复样合格率计算、化探特征参数统计、化探背 景值分析、R 型聚类分析、因子分析。 1.3数据分析 原测数据 重磁数据处理 电法数据处理 化探数据处理 数学地质数据处理 水文地质数据处理
数据变换；衬值、累加衬值；数据累加、累乘、比值；异常归一化。
1.4网格化 离散数据网格化、XYZ数据转网格数据 1.5成图 点位数据图、彩色等量线图、直方图、组合异常图、单元素异常图、综合异常图、剖析图。 1.6单元素异常参数统计 1.7综合异常登记卡 图2化探数据处理成图流程 2具体处理过程
数据处理的基本方法
第六节数据处理的基本方法 前面我们已经讨论了测量与误差的基本概念，测量结果的最佳值、误差和不确定度的计算。然而，我们进行实验的最终目的是为了通过数据的获得和处理，从中揭示出有关物理量的关系，或找出事物的内在规律性，或验证某种理论的正确性，或为以后的实验准备依据。因而，需要对所获得的数据进行正确的处理，数据处理贯穿于从获得原始数据到得出结论的整个实验过程。包括数据记录、整理、计算、作图、分析等方面涉及数据运算的处理方法。常用的数据处理方法有：列表法、图示法、图解法、逐差法和最小二乘线性拟合法等，下面分别予以简单讨论。 列表法是将实验所获得的数据用表格的形式进行排列的数据处理方法。列表法的作用有两种：一是记录实验数据，二是能显示出物理量间的对应关系。其优点是，能对大量的杂乱无章的数据进行归纳整理，使之既有条不紊，又简明醒目；既有助于表现物理量之间的关系，又便于及时地检查和发现实验数据是否合理，减少或避免测量错误；同时，也为作图法等处理数据奠定了基础。 用列表的方法记录和处理数据是一种良好的科学工作习惯，要设 计出一个栏目清楚、行列分明的表格，也需要在实验中不断训练，逐步掌握、熟练，并形成习惯。 一般来讲，在用列表法处理数据时，应遵从如下原则：
(1) 栏目条理清楚，简单明了，便于显示有关物理量的关系。 (2) 在栏目中，应给出有关物理量的符号，并标明单位(一般不重复写在每个数据的后面)。 (3) 填入表中的数字应是有效数字。 (4) 必要时需要加以注释说明。 例如，用螺旋测微计测量钢球直径的实验数据列表处理如下。 用螺旋测微计测量钢球直径的数据记录表 从表中，可计算出 D i D = n = 5.9967 ( mm)
比对试验数据处理的3种方法
比对试验数据处理的3种方法 摘要引入比对试验的定义，结合两个实验室进行的一组比对试验数据实例，介绍比对试验数据处理的3种基本方法，即(:rubbs检验、F检验、t检验，并阐述三者关系。 在实验室工作中，经常遇到比对试验，即按照预先规定的条件，由两个或多个实验室或实验室内部 对相同或类似的被测物品进行检测的组织、实施和评价。实验室间的比对试验是确定实验室的检测能 力，保证实验室数据准确，检测结果持续可靠而进行的一项重要的试验活动，比对试验方法简单实用，广 泛应用于企事业、专业质检、校准机构的实验室。国家实验室认可准则明确提出，实验室必须定期开展 比对试验。虽然比对试验的形式较多，如:人员比对、设备比对、方法比对、实验室间比对等等，但如何 将比对试验数据归纳、处理、分析，正确地得出比对试验结果是比对试验成败的关键。 以下笔者结合实验室A和B两个实验室200年进行的比对试验中的拉力试验数据实例，介绍比对试验数据处理的3种最基本的方法，即格鲁布斯(Grubbs)检验、F检验、t检验。 1 数据来源情况 试样 在实验室的半成品仓库采取正交方法取样，样品为01. 15 mm制绳用钢丝。在同一盘上截取20 段长度为lm试样，按顺序编号，单号在实验室A测试，双号在实验室B测试。 试验方法及设备 试验方法见 GB/T 228-1987，实验室A : LJ-500(编号450);实验室B : LJ-1 000(编号2)。 测试条件 两实验室选择有经验的试验员，严格按照标准方法进行测试，技术人员现场监督复核，确认无误后 记录。对断钳口的试样进行重试。试验时两实验室环境温度(28 T )、拉伸速度(50 mm/min )、钳口距 离(150 mm)相同。 试验数据 测试得出的两组原始试验数据见表to 表1 实验室A,B试验数据
实验数据处理的基本方法
实验数据处理的基本方法 数据处理是物理实验报告的重要组成部分，其包含的容十分丰富，例如数据的记录、函数图线的描绘，从实验数据中提取测量结果的不确定度信息，验证和寻找物理规律等。本节介绍物理实验中一些常用的数据处理方法。 １列表法 将实验数据按一定规律用列表方式表达出来是记录和处理实验数据最常用的方法。表格的设计要求对应关系清楚、简单明了、有利于发现相关量之间的物理关系；此外还要求在标题栏中注明物理量名称、符号、数量级和单位等；根据需要还可以列出除原始数据以外的计算栏目和统计栏目等。最后还要求写明表格名称、主要测量仪器的型号、量程和准确度等级、有关环境条件参数如温度、湿度等。 本课程中的许多实验已列出数据表格可供参考，有一些实验的数据表格需要自己设计，表１．７—１是一个数据表格的实例，供参考。 表１．７—１数据表格实例 氏模量实验增减砝码时，相应的镜尺读数
２作图法 作图法可以最醒目地表达物理量间的变化关系。从图线上还可以简便求出实验需要的某些结果（如直线的斜率和截距值等），读出没有进行观测的对应点（插法），或在一定条件下从图线的延伸部分读到测量围以外的对应点（外推法）。此外，还可以把某些复杂的函数关系，通过一定的变换用直线图表示出来。例如半导体热敏电阻的电阻与温度关系为，取对数后得到 ，若用半对数坐标纸，以lgＲ为纵轴，以１／Ｔ为横轴画图，则为一条直线。 要特别注意的是，实验作图不是示意图，而是用图来表达实验中得到的物理量间的关系，同 时还要反映出测量的准确程度，所以必须满足一定的作图要求。 １）作图要求 （１）作图必须用坐标纸。按需要可以选用毫米方格纸、半对数坐标纸、对数坐标纸或极坐标纸等。
化探数据处理方法
内蒙古扎赉特旗东芒合矿和哈拉街吐矿 化探数据处理及图件编制方法 1 化探数据质量评价的数据处理(分矿区) ⑴统计重采样和重分析抽查样所占样品总数的比例 比例 = （重采样和重分析抽查样数/工作样总数）100% ⑵作出SSPS数据文件 将重采样和重分析样分别作成SSPS数据文件。文件中列出项目为： ①重采抽查样重采样号元素含量相应的工作样号元素含量 ②重分析抽查样重分析样号元素含量相应的工作样号元素含量 ⑶计算各元素相对误差 重采样和重分析抽查样相对误差均按RE(%) = |C1-C2|/0.5×(C1+C2)×100%计算。 C1为重采样或重分析抽查样的分析含量 C2为重采样或重分析抽查样的相应的工作样的分析含量 | |为绝对值 RE(%)≤30%为合格，＞30为超差（不合格）；（Au：RE(%)≤50%为合格，＞50为超差） ⑷计算各元素的合格率 η= （抽查样品中合格的样品数/抽查样品的总数）100% 合格率（η）应＞80%，即这批样品的分析结果是可信的。 ⑸列表表示检查或分析质量结果 表××化探重采样抽查各元素的合格率(%) Cu Pb Zn Cr Ni Co Sn V Ag Ti 2 矿区地球化学特征研究的数据处理(以哈拉街吐为例) ⑴作出SSPS数据文件 作出下列SSPS数据文件： ①文件1：整个矿区数据文件； ②文件2：矿区地层数据文件； ③文件3：矿区岩浆岩数据文件； ④文件4 ：下二叠统大石寨组（P1d）数据文件； ⑤文件5 ：下白垩统大磨拐河含煤组（K1d）数据文件；
⑥文件6 ：华力西晚期侵入岩数据文件； ⑦文件7 ：燕山期早期侵入岩数据文件； ⑧文件8 ：燕山期晚期侵入岩数据文件； ⑨文件9：已知矿附近一定范围数据文件 每一数据文件的内容项目包括： 序号野外号 X坐标 Y坐标各元素的含量 ⑵整个矿区和各地质单元（各地层、各岩浆岩）样品各元素含量特征统计 统计的参数包括： ①元素含量平均值； ②最大值； ③最小值； ④标准离差； ⑤变化系数（标准离差/含量平均值）； ⑥浓度克拉克值（元素含量平均值/该元素的克拉克值） 整个矿区和各地质单元统计结果含量平均值、最小值、最大值用表表示。 ⑶整个矿区和各地质单元样品各元素的概率分布特征统计 ①标准离差 ②峰度 ③偏度 ④概率分布曲线特征 ⑷矿区各地层样品各元素的局域丰度和蚀变-矿化叠加系数特征统计 根据地球化学过程的基本定律(A.B.Vstelius,1960),一个矿区地层中元素的“丰度”应该是沉积岩沉积成岩时的初始平均含量，而不应包括后期岩浆、蚀变、矿化作用等地质作用造成的元素含量的增赢或亏损。而矿区内局部地区地层中元素的“局域丰度”，至少应排除最后蚀变-成矿作用叠加的那一部分元素的含量。若本区各地层中元素概率分布及其偏度和峰度特征表明元素呈偏对数正态分布。这说明地层中多数元素都受到了后期不同程度的蚀变-成矿作用的叠加。据此，剔除了不服从正态分布的超差样品(即含量大
大学物理实验数据处理基本方法
实验数据处理基本方法 实验必须采集大量数据，数据处理是指从获得数据开始到得出最后结 论的整个加工过程，它包括数据记录、整理、计算与分析等，从而寻找出 测量对象的内在规律，正确地给出实验结果。因此，数据处理是实验工作 不可缺少的一部分。数据处理涉及的内容很多，这里只介绍常用的四种方 法。 1列表法 对一个物理量进行多次测量，或者测量几个量之间的函数关系，往往 借助于列表法把实验数据列成表格。其优点是，使大量数据表达清晰醒目， 条理化，易于检查数据和发现问题，避免差错，同时有助于反映出物理量 之间的对应关系。所以，设计一个简明醒目、合理美观的数据表格，是每 一个同学都要掌握的基本技能。 列表没有统一的格式，但所设计的表格要能充分反映上述优点，应注意以下几点：1．各栏目均应注明所记录的物理量的名称(符号 )和单位； 2．栏目的顺序应充分注意数据间的联系和计算顺序，力求简明、齐全、有条理； 3．表中的原始测量数据应正确反映有效数字，数据不应随便涂改，确实要修改数据时， 应将原来数据画条杠以备随时查验； 4．对于函数关系的数据表格，应按自变量由小到大或由大到小的顺序排列，以便于判 断和处理。 2图解法 图线能够明显地表示出实验数据间的关系，并且通过它可以找出两个 量之间的数学关系，因此图解法是实验数据处理的重要方法之一。图解法 处理数据，首先要画出合乎规范的图线，其要点如下： 1.选择图纸作图纸有直角坐标纸 ( 即毫米方格纸 ) 、对数坐标纸和 极坐标纸等，根据 作图需要选择。在物理实验中比较常用的是毫米方格纸，其规格多为17 25 cm 。 2.曲线改直由于直线最易描绘 , 且直线方程的两个参数 ( 斜率和截距 ) 也较易算得。所以对于两个变量之间的函数关系是非线性的情形，在用图解法时 应尽可能通过变量代换 将非线性的函数曲线转变为线性函数的直线。下面为几种常用的变换方法。 ( 1) xy c ( c 为常数 ) 。 令 z 1，则 y cz，即 y 与 z 为线性关系。 x ( 2) x c y ( c 为常x2，y 1 z ，即 y 与为线性关系。
实验1-2常用的数据处理方法
常用的数据处理方法 实验数据及其处理方法是分析和讨论实验结果的依据。常用的数据处理方法有列表法、作图法、逐差法和最小二乘法（直线拟合）等。 列表法 在记录和处理数据时，常常将所得数据列成表。数据列表后，可以简单明确、形式紧凑地表示出有关物理量之间的对应关系；便于随时检查结果是否合理，及时发现问题，减少和避免错误；有助于找出有关物理量之间规律性的联系，进而求出经验公式等。 列表的要求是： （1）要写出所列表的名称，列表要简单明了，便于看出有关量之间的关系，便于处理数据。 （2）列表要标明符号所代表物理量的意义（特别是自定的符号），并写明单位。单位及量值的数量级写在该符号的标题栏中，不要重复记在各个数值上。 （3）列表的形式不限，根据具体情况，决定列出哪些项目。有些个别的或与其他项目联系不大的数据可以不列入表内。列入表中的除原始数据外，计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。 （4）表中所列数据要正确反映测量结果的有效数字。 列表举例如表1-2所示。 表1-2铜丝电阻与温度关系 铜丝电阻R / 作图法 作图法是将两列数据之间的关系用图线表示出来。用作图法处理实验数据是数据处理的常用方法之一，它能直观地显示物理量之间的对应关系，揭示物理量之间的联系。 1．作图规则 为了使图线能够清楚地反映出物理现象的变化规律，并能比较准确地确定有关物理量的量值或求出有关常数，在作图时必须遵守以下规则。 （1）作图必须用坐标纸。当决定了作图的参量以后，根据情况选用直角坐标纸、极坐标纸或其他坐标纸。 （2）坐标纸的大小及坐标轴的比例，要根据测得值的有效数字和结果的需要来定。原则上讲，数据中的可靠数字在图中应为可靠的。我们常以坐标纸中小格对应可靠数字最后一位的一个单位，有时对应比例也适当放大些，但对应比例的选择要有利于标实验点和读数。最小坐标值不必都从零开始，以便做出的图线大体上能充满全图，使布局美观、合理。 （3）标明坐标轴。对于直角坐标系，要以自变量为横轴，以因变量为纵轴。用粗实线在坐标纸上描出坐标轴，标明其所代表的物理量（或符号）及单位，在轴上每隔一定间距标明
实验数据处理的几种方法
实验数据处理的几种方法 物理实验中测量得到的许多数据需要处理后才能表示测量的最终结果。对实验数据进行记录、整理、计算、分析、拟合等，从中获得实验结果和寻找物理量变化规律或经验公式的过程就是数据处理。它是实验方法的一个重要组成部分，是实验课的基本训练内容。本章主要介绍列表法、作图法、图解法、逐差法和最小二乘法。 1.4.1 列表法 列表法就是将一组实验数据和计算的中间数据依据一定的形式和顺序列成表格。列表法可以简单明确地表示出物理量之间的对应关系，便于分析和发现资料的规律性，也有助于检查和发现实验中的问题，这就是列表法的优点。设计记录表格时要做到：（1）表格设计要合理，以利于记录、检查、运算和分析。 （2）表格中涉及的各物理量，其符号、单位及量值的数量级均要表示清楚。但不要把单位写在数字后。 （3）表中数据要正确反映测量结果的有效数字和不确定度。列入表中的除原始数据外，计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。 （4）表格要加上必要的说明。实验室所给的数据或查得的单项数据应列在表格的上部，说明写在表格的下部。 1.4.2 作图法 作图法是在坐标纸上用图线表示物理量之间的关系，揭示物理量之间的联系。作图法既有简明、形象、直观、便于比较研究实验结果等优点，它是一种最常用的数据处理方法。 作图法的基本规则是： （1）根据函数关系选择适当的坐标纸（如直角坐标纸，单对数坐标纸，双对数坐标纸，极坐标纸等）和比例，画出坐标轴，标明物理量符号、单位和刻度值，并写明测试条件。 （2）坐标的原点不一定是变量的零点，可根据测试范围加以选择。，坐标分格最好使最低数字的一个单位可靠数与坐标最小分度相当。纵横坐标比例要恰当，以使图线居中。 （3）描点和连线。根据测量数据，用直尺和笔尖使其函数对应的实验点准确地落在相应的位置。一张图纸上画上几条实验曲线时，每条图线应用不同的标记如“+”、“×”、“·”、“Δ”等符号标出，以免混淆。连线时，要顾及到数据点，使曲线呈光滑曲线（含直线），并使数据点均匀分布在曲线（直线）的两侧，且尽量贴近曲线。个别偏离过大的点要重新审核，属过失误差的应剔去。 （4）标明图名，即做好实验图线后，应在图纸下方或空白的明显位置处，写上图的名称、作者和作图日期，有时还要附上简单的说明，如实验条件等，使读者一目了然。作图时，一般将纵轴代表的物理量写在前面，横轴代表的物理量写在后面，中间用“～”
大学物理实验数据处理方法总结
有效数字 1、有效数字不同的数相加减时，以参加运算各量中有效数字最末一位位数最高的为准，最后结果与它对其，余下的尾数按舍入规则处理。 2、乘除法以参与运算的数值中有效位数最少的那个数为准，但当结果的第1位数较小，比如1、2、3时可以多保留一位（较小：结果的第一位数小于 有效数字最少的结果第一位数）！ 例如：n=tg56° θ=56° d θ=1° θθθθθ2cos d d d dtg dn == 为保留） （，带入848.156n 15605.018056cos 1cos 22=?=∴?=??=≈?=?= ?tg n θθπθθ 3、可以数字只出现在最末一位：对函数运算以不损失有效数字为准。 例如：20*lg63.4 可疑最小位变化0.1 Y=20lgx 01.04 .631.010ln 2010ln 20ln 10ln 20≈===x dx dx dx x d dy 04.364.63lg 20=∴ 4、原始数据记录、测量结果最后表示，严格按有效数字规定处理。（中间过程、结果多算几次） 5、4舍5入6凑偶 6、不估计不确定度时，有效数字按相应运算法则取位；计算不确定度时以不确定度的处理结果为准。 真值和误差 1、 误差=测量值-真值 ΔN=N-A 2、 误差既有大小、方向与政府。 3、 通常真值和误差都是未知的。 4、 相对约定真值，误差可以求出。 5、 用相对误差比较测量结果的准确度。 6、 ΔN/A ≈ΔN/N 7、 系统误差、随机误差、粗大误差 8、 随机误差：统计意义下的分布规律。粗大误差：测量错误 9、 系统误差和随机误差在一定条件下相互转化。 不确定度 1、P （x ）是概率密度函数 dx P dx x x P p )x (之间的概率是测量结果落在+当x 取遍所有可能的概率值为1. 2、正态分布且消除了系统误差，概率最大的位置是真值A 3、曲线“胖”精密度低“瘦”精密度高。 4、标准误差：无限次测量?∞∞-=-2 )()(dx X P A X x ）（σ 有限次测量且真值不知道标准偏
实验数据处理基本方法
实验数据处理基本方法 数据处理是指从获得数据开始到得出最后结论的整个加工过程，包括数据记录、整理、计算、分析和绘制图表等。数据处理是实验工作的重要内容，涉及的内容很多，这里介绍一些基本的数据处理方法。 一.列表法 对一个物理量进行多次测量或研究几个量之间的关系时，往往借助于列表法把实验数据列成表格。其优点是，使大量数据表达清晰醒目，条理化，易于检查数据和发现问题，避免差错，同时有助于反映出物理量之间的对应关系。所以，设计一个简明醒目、合理美观的数据表格，是每一个同学都要掌握的基本技能。 列表没有统一的格式，但所设计的表格要能充分反映上述优点，应注意以下几点： 1．各栏目均应注明所记录的物理量的名称(符号)和单位； 2．栏目的顺序应充分注意数据间的联系和计算顺序，力求简明、齐全、有条理； 3．表中的原始测量数据应正确反映有效数字，数据不应随便涂改，确实要修改数据时，应将原来数据画条杠以备随时查验； 4．对于函数关系的数据表格，应按自变量由小到大或由大到小的顺序排列，以便于判断和处理。 二. 图解法 图线能够直观地表示实验数据间的关系，找出物理规律，因此图解法是数据处理的重要方法之一。图解法处理数据，首先要画出合乎规范的图线，其要点如下： 1.选择图纸 作图纸有直角坐标纸(即毫米方格纸)、对数坐标纸和极坐标纸等，根据作图需要选择。在物理实验中比较常用的是毫米方格纸。 2.曲线改直 由于直线最易描绘,且直线方程的两个参数(斜率和截距)也较易算得。所以对于两个变量之间的函数关系是非线性的情形，在用图解法时应尽可能通过变量代换将非线性的函数曲线转变为线性函数的直线。下面为几种常用的变换方法。 (1)c xy =(c 为常数)。令x z 1 = ，则cz y =，即y 与z 为线性关系。 (2)y c x =(c 为常数)。令2x z =，则z c y 21 =，即y 与z 为线性关系。 (3)b ax y =(a 和b 为常数)。等式两边取对数得，x b a y lg lg lg +=。于是，y lg 与x lg 为线性关系，b 为斜率，a lg 为截距。 (4)bx ae y =(a 和b 为常数)。等式两边取自然对数得，bx a y +=ln ln 。于是，y ln 与 x 为线性关系，b 为斜率，a ln 为截距。 3.确定坐标比例与标度 合理选择坐标比例是作图法的关键所在。作图时通常以自变量作横坐标(x 轴)，因变量作纵坐标(y 轴)。坐标轴确定后，用粗实线在坐标纸上描出坐
化探数据处理及图件编制
化探数据处理及图件编制 第二节分析方法及质量评述 一、分析方法 本次扫面和异常查证的全部样品均交由四川省地矿局华阳地矿检测中心测试，根据任务书要求共分析测试元素14种。 样品从加工到测试到质量监控均按中华人民共和国地质矿产行业标准DZ0130-1994《地质矿产实验室测试质量管理规范》、ISSN-1870《1?5万区域地质调查及地球化学样品分析方法及质量管理指导性规程》和2002年新疆地勘局试验管理科《1?5万化探样品分析质量过程管理规则报告》进行。14种元素的分析方法见表3,3。 二、技术要求 1、报出率 十四种元素的总报出率应大于95%。 2、外检样 对已测试样品，测试单位按照3%的比率进行外检。 3、分析质量检查及质量监控方案 为了有重点地监控元素的分析质量，实验室在送样单位确定的分析元素中，要再选择若干种主要监控元素并根据这些元素在本省制备的全部GRS二级标样中选择四个在元素含量范围及基体组成均为合适的GRD二级标样作为本图幅质量检查监控之用。主要监控元素和二级标样的选择均应和送样单位协商进行。每一大批样品测定完毕后，应将数据交给质量管理人员，对每一小批中插入的四个二级标样及四个重复分析(内部检查)样进行统计计算，并及时绘制日常质量监控图，在日常金的分析工作中，必须进行不小于10%的内检抽查。为满足在一个较大范围的成矿远景区
带内的1?5万图幅的拼接，应对分析的准确度进行检查和考核，为此实验室应在每一个1?5万普查化探项目完成后，分析8个GSD一级标样一次，痕金分析也应用金标样作准确度检查。准确度和精密度计算结果应符合表3,2的要求。 4、微量金 由于金元素在自然界中的均匀度和赋存状态对分析检测影响比较大，为确保金元素的分析质量，化验室特采用两种监控措施: 第一，在每一分析批次的50个样品中插入两个国家?级标准物质GBW系列，用以计算实测值与推荐值之间的对数偏差: ΔlgC,lgC,lgC; 定值实测值 第二，该地区样品分析结果结束或阶段性结束后，再对高、低异常点进行随机抽样检查约20%. 5、?级标样 为严格监控各元素的分析质量，实验室选取了四个不同含量的GRD系列监控样，每批次50个样品密码插入一组，与样品同时分析。然后计算四个监控样实际测定值与监控样定值之间的平均对数偏差X和对数标准差λ(统计结果见表3,2)，其计算公式如下: L n ,lgC,i,1 ΔlgC,lg C-lgCX,L定值测定值 n n22(,lgC)-nX,L,1iλ, n,1 6、重复分析样编码 重复采样及重复分析样的编码，两个二级监控样的密码空号均由野外采样单位确定。同时野外采样单位负责重复采样和重复分析结果的方差分析。 三、质量评述 1、报出率
物理实验数据处理的基本方法
1引言 物理学的理论是通过观察、实验、抽象、假说等研究方法，并通过实验建立起来的。所以，物理学从根本上讲是一门实验科学，科学实验在物理学的形成和发展中处于主导地位。在物理学的发展中，人类积累了丰富的实验方法，创造出各种精密的仪器设备，促进了物理实验技术的提高。物理实验中的研究方法、观察与分析手段、各种常规和精密的仪器设备在现代科学和工程实践中均具有极大的普遍性、综合性、多样性和广延性，促进了物理学的发展、自然科学的变革、以及工业技术的革命。 物理实验是人为地创造出一种条件，按照预定计划，以确定顺序重现一系列物理过程或物理现象，其目的不仅要让学生受到严格的、系统的物理实验技能训练，掌握物理科学实验的基本知识、方法和技术，更重要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决问题的能力。 科学实验的目的是为了找出事物的内在规律，或检验某种理论的正确性，或准备作为以后实践工作的依据。在物理实验中，我们要对一些物理量进行测量，得到与之相关的数据，而对实验数据进行记录、整理、计算、作图和分析，去粗取精，去伪存真，得到最终结论和实验规律的过程称为数据处理。数据处理是否科学，决定科学结论能否建立与推广，它是物理实验教学中培养学生实验能力和素质的重要环节。数据处理的中心内容是估算待测量的最佳值，估算测量结果的不确定度或寻求多个待测量间的函数关系。不会处理数据或数据处理方法不当，就得不到正确的实验结果。由此可知，数据处理在整个实验过程中有着举足轻重的地位。在物理实验中常用的数据处理方法有列表法、作图法、图解法、逐差法和最小二乘法（直线拟合）等，下面就各方法的内容作详细的介绍。 2列表法
实验数据处理的几种方法
1.4 实验数据处理的几种方法 物理实验中测量得到的许多数据需要处理后才能表示测量的最终结果。对实验数据进行记录、整理、计算、分析、拟合等，从中获得实验结果和寻找物理量变化规律或经验公式的过程就是数据处理。它是实验方法的一个重要组成部分，是实验课的基本训练内容。本章主要介绍列表法、作图法、图解法、逐差法和最小二乘法。 1.4.1 列表法 列表法就是将一组实验数据和计算的中间数据依据一定的形式和顺序列成表格。列表法可以简单明确地表示出物理量之间的对应关系，便于分析和发现资料的规律性，也有助于检查和发现实验中的问题，这就是列表法的优点。设计记录表格时要做到：（1）表格设计要合理，以利于记录、检查、运算和分析。 （2）表格中涉及的各物理量，其符号、单位及量值的数量级均要表示清楚。但不要把单位写在数字后。 （3）表中数据要正确反映测量结果的有效数字和不确定度。列入表中的除原始数据外，计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。 （4）表格要加上必要的说明。实验室所给的数据或查得的单项数据应列在表格的上部，说明写在表格的下部。 1.4.2 作图法 作图法是在坐标纸上用图线表示物理量之间的关系，揭示物理量之间的联系。作图法既有简明、形象、直观、便于比较研究实验结果等优点，它是一种最常用的数据处理方法。 作图法的基本规则是： （1）根据函数关系选择适当的坐标纸（如直角坐标纸，单对数坐标纸，双对数坐标纸，极坐标纸等）和比例，画出坐标轴，标明物理量符号、单位和刻度值，并写明测试条件。 （2）坐标的原点不一定是变量的零点，可根据测试范围加以选择。，坐标分格最好使最低数字的一个单位可靠数与坐标最小分度相当。纵横坐标比例要恰当，以使图线居中。 （3）描点和连线。根据测量数据，用直尺和笔尖使其函数对应的实验点准确地落在相应的位置。一张图纸上画上几条实验曲线时，每条图线应用不同的标记如“+”、“×”、“·”、“Δ”等符号标出，以免混淆。连线时，要顾及到数据点，使曲线呈光滑曲线（含直线），并使数据点均匀分布在曲线（直线）的两侧，且尽量贴近曲线。个别偏离过大的点要重新审核，属过失误差的应剔去。 （4）标明图名，即做好实验图线后，应在图纸下方或空白的明显位置处，写上图的名称、作者和作图日期，有时还要附上简单的说明，如实验条件等，使读者一目了然。
化探数据处理成图过程.
化探数据处理成图的过程 毕武1、2段新力1、2黄显义1、2袁小龙1、2彭仲秋1、2李永华1、2 1.乌鲁木齐金维图文信息科技有限公司，新疆，乌鲁木齐，830091 2.新疆地矿局物化探大队计算中心，新疆，昌吉，831100 0 前言 GeoIPAS软件用户群不断扩大，由于各用户对系统的熟悉程度不同，对软件功能了解不够，有必要分专题将GeoIPAS处理数据及成图过程做一系统总结，下面就化探数据处理成图的过程做一总结。 1 处理步骤 化探处理的成果包括：(1)参数统计表；(2)R型聚类分析-谱系图；(3)重复样三层套合方差分析或者重复样合格率计算结果；(4)点位数据图；(5)地球化学图；(6)直方图；(7)组合异常图；(8)综合异常图；(9)远景区划图；(10)单元素异常参数统计(附表册)；(11)异常剖析(附图册)；(12)综合异常登记卡(附表册)。 在GeoIPAS系统中，化探数据处理分为以下几个主要步骤： 1.1 数据检查 数值检查，坐标检查，重复样坐标检查。 1.2 分析处理 重复样三层套合方差分析、重复样合格率计算、化探特征参数统计、化探背景值分析、R型聚类分析、因子分析。 1.3 数据分析 数据变换；衬值、累加衬值；数据累加、累乘、比值；异常归一化。
1.4 网格化 离散数据网格化、XYZ数据转网格数据 1.5 成图 点位数据图、彩色等量线图、直方图、组合异常图、单元素异常图、综合异常图、剖析图。 1.6 单元素异常参数统计 1.7 综合异常登记卡 图2 化探数据处理成图流程
2 具体处理过程 2.1 数据检查 我们的数据处理工作从化验室提供的样品分析报告开始，项目要提供坐标和样品对应的分析数据，坐标我们一般取实际工作中的米单位，系统中默认东西向横坐标为X坐标，不加带号，南北向纵坐标为Y坐标，需要时还要提供样品对应的地质编码，我们拿到这个数据后首先进行数据检查，以确保数据中不出现写错、漏填、负数、0、>等字符，如果有这样的情况要找实验室给予纠正。数据准备好后，我们要把数据转换成TXT后缀的文本文件，这就做好了处理前的准备数据工作。 2.2 分析处理 2.2.1 重复样三层套合方差分析 一般是从分析样品的结果中挑出来重复样的分析值，每组四个样品，按如下顺序排列： 11 第一次采样第一次分析 12 第一次采样第二次分析 21 第二次采样第一次分析 22 第二次采样第二次分析 结果： 三层套合方差分析成果--元素:Cu 三层套合方差分析成果--元素:Au 查表：Fa0.05(18,19)=1.35 Fb0.05(19,38)=1.22 Cu：11.152 > 1.35 1.482 > 1.22 即：F1>Fa F2>Fb Au：10.781 > 1.35 0.483 < 1.22 即：F1>Fa F2 高中物理实验数据处理方法的几点研究 论文关键词:高中物理实验数据处理方法 论文摘要:物理实验测得的数据,必须经过科学的分析和处理,才能揭示出各物理最之间的关系。就高中物理实验常用数据的处理方法进行分析,以期对物理实验教学有所帮助。 实验是物理学的重要组成部分,是物理教学不可缺少的环节。但学生在实际操作与处理中。往往容易在实验数据上出现错误,究其原因是学生没有牢固掌握数据处理的方法,不求甚解,一知半解,更不用说触类旁通了。根据我的教学经验,提出几种处理方法。(下面提出几种数据处理方法,供大家参考) 一、平均法 平均法是指对待测物理量进行很多次的测量,把测量的值相加再除以测量次数,或把每一次的测量值用固定的算式分别进行计算再求出结果,再把结果相加除以测量次数,最后取其平均值。这种方法就叫做平均法。 1.平均法的使用原理:每一次的测量因为多方面的因素都会不一样,测量值偏大或偏小,但其偏大或偏小的机会与程度往往均等,所以需要进行多次测量,再求其平均值,这样的测量值才会更真实、科学,有说服性。 2.数据的处理 (1)如果所求的结果是经过直接测量所得,应使用平均法。如“测定金属电阻率”的实验,在测定金属丝的直径d时,用“螺旋测微器”在金属丝的三个不同点上分别进行测量,然后取三次的测量结果,其平均值就是最后的直径。 (2)如果所求的结果不能经过直接测量得出,则要依据其实验的原理多次进行计算待测物理量的值,最终结果要把多次测量的物理量的值相加得出平均值。“用单摆测重力加速度”是个很典型的实验,求单摆周期的步骤如下:把单摆往一个方向拉开一个小角度,让小球顺利摆动,这时测出单摆完成n(20-30)次全振动的时间t,用公式T=t/n计算得出小球完成一次全振动的周期,这个步骤重复3次,用公式T=(T1+T2+T1)/3算出平均值,即求出单摆的振动周期。 二、描迹法 描迹法是指通过若干次描点、频闪照相、用打点计时器打点等记录形式,直观形象地显现实验结果的方法。如,在进行“平抛物体的运动”这个实验时,可以用频闪照相的方式记录小球的运动轨迹;在进行“匀变速直线运动”实验时, 摘要：物理学是实验性学科，而物理实验在物理学的研究中占有非常重要的地位。本文着重介绍工科大学物理实验蕴涵的实验方法，提出工科大学物理实验的新类型。并介绍相关的数据处理的方法。 关键词：大学物理实验方法数据处理 正文： 一、大学物理实验方法 实验的目的是为了揭示与探索自然规律。掌握有关的基本实验方法，对提高科学实验能力有重要作用。实验离不开测量，如何根据测量要求，设计实验途径，达到实验目的？是一个必须思考的重要问题。有许多实验方法或测量方法，就是同一量的测量、同一实验也会体现多种方法且各种方法又相互渗透和结合。实验方法如何分类并无硬性规定。下面总结几种常用的基本实验方法。 根据测量方法和测量技术的不同，可以分为比较法、放大法、平衡法、转换法、模拟法、干涉法、示踪法等。 （一）比较法 根据一定的原理，通过与标准对象或标准量进行比较来确定待测对象的特征或待测量数值的实验方法称为比较法。它是最普遍、最基本、最常用的实验方法，又分直接比较法、间接比较法和特征比较法。直接比较法是将被测量与同类物理量的标准量直接进行比较，直接读数直接得到测量数据。例如，用游标卡尺和千分尺测量长度，用钟表测量时间。间接比较法是借助于一些中间量或将被测量进行某种变换，来间接实现比较测量的方法。例如，温度计测温度，电流表测电流，电位差计测电压，示波器上用李萨如图形测量未知信号频率等。特征比较法是通过与标准对象的特征进行比较来确定待测对象的特征的观测过程。例如，光谱实验就是通过光谱的比较来确定被测物体的化学成分及其含量的。 （二）放大法 由于被测量过小，用给定的某种仪器进行测量会造成很大的误差，甚至小到无法被实验者或仪器直接感觉和反应。此时可以先通过某种途径将被测量放大，然后再进行测量。放大被测量所用的原理和方法称为放大法。放大法分累计放大法、机械放大法、电磁放大法和光学放大法等。 1、累计放大法在被测物理量能够简单重叠的条件下，将它展延若干倍再进行测量的方法称为累计放大法。例如，在转动惯量的测量中用秒表测量三线摆的周期。 1.7 常用的数据处理方法 实验数据及其处理方法是分析和讨论实验结果的依据。在物理实验中常用的数据处理方法有列表法、作图法、逐差法和最小二乘法（直线拟合）等。 1.7.1 列表法 在记录和处理数据时，常常将所得数据列成表。数据列表后，可以简单明确、形式紧凑地表示出有关物理量之间的对应关系；便于随时检查结果是否合理，及时发现问题，减少和避免错误；有助于找出有关物理量之间规律性的联系，进而求出经验公式等。 列表的要求是： （1）要写出所列表的名称，列表要简单明了，便于看出有关量之间的关系，便于处理数据。 （2）列表要标明符号所代表物理量的意义（特别是自定的符号），并写明单位。单位及量值的数量级写在该符号的标题栏中，不要重复记在各个数值上。 （3）列表的形式不限，根据具体情况，决定列出哪些项目。有些个别的或与其他项目联系不大的数据可以不列入表内。列入表中的除原始数据外，计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。 （4）表中所列数据要正确反映测量结果的有效数字。 列表举例如表1-2所示。 表1-2铜丝电阻与温度关系 1.7.2 作图法 作图法是将两列数据之间的关系用图线表示出来。用作图法处理实验数据是数据处理的常用方法之一，它能直观地显示物理量之间的对应关系，揭示物理量之间的联系。 1．作图规则 为了使图线能够清楚地反映出物理现象的变化规律，并能比较准确地确定有关物理量的量值或求出有关常数，在作图时必须遵守以下规则。 （1）作图必须用坐标纸。当决定了作图的参量以后，根据情况选用直角坐标纸、极坐标纸或其他坐标纸。 （2）坐标纸的大小及坐标轴的比例，要根据测得值的有效数字和结果的需要来定。原则上讲，数据中的可靠数字在图中应为可靠的。我们常以坐标纸中小格对应可靠数字最后一位的一个单位，有时对应比例也适当放大些，但对应比例的选择要有利于标实验点和读数。最小坐标值不必都从零开始，以便做出的图线大体上能充满全图，使布局美观、合理。 （3）标明坐标轴。对于直角坐标系，要以自变量为横轴，以因变量为纵轴。用粗实线在坐标纸上描出坐标轴，标明其所代表的物理量（或符号）及单位，在轴上每隔一定间距标明 MAPG IS 数字高程模拟系统在化探数据处理中的应用 何明华 (甘肃省地勘局第一地质矿产勘查院,甘肃天水 741020) 摘要:地球化学普查水系沉积物测量和土壤测量数据具有三维特征。利用MAPGIS 数字高程模拟系统绘制普查区金、银、铜等元素的点位图、原始数据图、地球化学图,不仅缩短了数据处理的周期,而且保证了空间数据的精确性,具有较强的实用性。关键词:数据高程系统;处理;化探;数据 中图分类号:P 208 文献标识码:B 文章编号:1001-358X(2005)02-0013-03 随着计算机数据处理能力的不断提高,自动测量仪器广泛使用以及制图技术的发展,一种全新的数字描述地理现象的方法)))数字高程模型(DT M )日渐普及。数字高程模型(DT M )是利用已有的观测数据经过专业处理产生,利用计算机自动产生各类专业地学图件并进行专业分析。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。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MAPG I S 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。1 化探数据的特征 地球化学普查的主要目的是在勘查区域内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。通常采用的化探方法主要有:水系沉积物测量和土壤测 量,工作精度为1:5万,采样密度一般为4-8个点/km 2 。采样点在勘查区分布比较均匀(图1) [1] 。 图1 设计采样点分布图 水系沉积物测量和土壤测量数据具有三维特征,即采样点平面坐标及每一个采样点样品经过化验得出的金、银、铜、铅、锌等金属元素的含量,平面坐标由地质人员利用GPS 全球定位系统采集。数据结构见(表1) 表1 水系沉积物测量数据一览表 采样点号 样品编号 采样点坐标Au Ag Cu Pb X Y w(10-6)w(10-6)w(10-2)w(10-2)88c 13821650440470117010812511261588d 23821080440530114010342114241289c 33821300440721110010772317221289d 43822078440789117010872415231490c 53821850440920313010492211311290d 63822230440500018011352512221589a 73822800440850110010662219211888b 83822330441240113010962517221680c 938219504412502011012582513261789b 103822870441280119010902414321890a 11 3822650 441680 113 01158 2516 3513 13 第2期2005年6月 矿 山 测 量M I NE SURVEYI NG No 12 June 12005 地球化学数据 处理与图件编制方法流程 一、指导思想 成矿地质背景地球化学研究就是从地球化学特征出发，借助已建立的地球化学信息提取技术，充分利用地球化学调查所获得的海量数据信息，提取有关反应成矿地质背景条件的地球化学信息，并编制相应地球化学图及相应的推断解释图件，为资源潜力评价有关成矿地质背景的研究提供地球化学支撑。 二、工作内容 （一）基础图件 成矿地质背景条件的地球化学信息提取首先是要编制有关基础地球化学图件。主要有： 1. 39种元素（化合物）地球化学图 2. 地球化学组合异常图 3. 地球化学综合异常图 （二）解释推断图件 地球化学解释推断图件，内容包括： 1. 地球化学推断解译地质图 2. 地球化学找矿预测图 三、工作方法 （一）数据校正处理 由于区域地球化学数据受地理景观、采样介质、分析手段的影响，不可避免的产生明显的系统误差，尤其是涉及到区域性的化探数据，这种误差更为突出。因此，在各省进行数据处理与专题地球化学图编制之前，有必要分别对各元素进行系统误差的处理，以便能更好地反映地质现象和矿产信息。误差处理主要针对图幅间（包括分析批次）明显的系统分析误差（必须处理）和地质景观环境差异影响解释的效果（根据解释的需要确定）。 1. 系统误差特征及处理原则 （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，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）在数据处理方法上，尽可能地选择线性校正，通过简单的计算可以复原数据。 2. 系统误差处理步骤 （1）按原始点位采用符号分级的方式生成元素的符号图，分级方法采用累计频率方式。 （2）通过校正图示窗浏览原始数据全图，确定具有明显的数据台阶区域，区域的确定原则是由区域－＞图幅－＞批次；采用图形编辑工具，在图上直接圈定要处理的区域（用面的方式表示）。 （3）确定局部图幅和分析批次范围产生的系统误差，校正单元由系统提供的工具直接在显示窗中勾绘，确定完所有需要校正单元，各校正单元的ID需设定为唯一。 （4）建立校正单元与处理数据表空间位置索引关系。 （5）确定各单元的校正值或校正系数，主要方法是与单元周边数据进行对比分析，部分规律性较复杂的单元可以通过统计规律确定，同时还需考虑地球化学分布的整体空间分布趋势和地质背景； 计算方法推荐采用：V ai=A V i+B 其中：V ai为校正点校正后数据，A为校正系数，V i为校正点原始数据，B 校正常数。A与B值的确定参照校正单元周边数据单元（正常的数据单元）确定，可以由经验判断，也可通过统计规律确定。 （6）数据校正，可采用SQL语言操作模式或应用软件系统提供的专用工具，按确定的校正值对各校正单元逐一进行计算。 元。 （5）单元校正计算，以基准单元为基础，应用归一化方法调整其他单元的数据值。计算方法推荐采用： V aij=V ij×(V j/V r) 其中V aij为第j个单元的第i个数据校正结果值，V ij为第j个单元的第i个原始数据，V j为第j个单元的平均值，V r基准单元的平均值。 V j和V r也可分别换为计算单元和基准单元的中位数。高中物理实验数据处理方法的几点研究-模板
物理实验的基本方法及数据处理基本方法
大学物理实验_常用的数据处理方法
MAPGIS数字高程模拟系统在化探数据处理中的应用
化探数据处理与编图流程