Excel图形化处理地球化学数据的应用研究

葛建华， 徐国栋， 朱华平

(成都地质调查中心，成都　610081)



Excel图形化处理地球化学数据的应用研究

葛建华， 徐国栋， 朱华平

(成都地质调查中心，成都610081)

摘要：充分利用Microsoft Office Excel 2007的函数、VBA及图形显示功能，以色块图模拟等高线图的方式，实现图形化显示地球化学数据的效果。首先在Excel表格中录入地球化学分析数据，并根据野外样品采集点位分布图编辑样品的坐标数据表；然后将地球化学数据和坐标点位通过Excel的函数和VBA功能生成具有等高线图功能的色块图。通过Excel生成的色块图能即时反映地球化学数据的任何变动，既可以直观地发现化学分析样品过程中批次间的台阶化偏差，还可以及时发现地球化学异常区域和异常数据，为质量监控提供了一个直观高效的工具。

关键词：Excel； 图形化； 地球化学； 质量监控

0引言

随着地质工作发展的需求，实验室要面对大量的化探样品、多目标样品的分析，每天都会产生大量数据，质量监控就是一个繁重的问题。一般情况下，Excel软件仅用于作一些统计分析[1-4]，而在判断批与批之间的系统偏差(即含量台阶化)和发现异常区域和异常数据方面则极少发挥作用。这些成图方面的问题只能等到全部数据提交给地质人员，并通过MapGIS、Surfer等专业软件[4-6]制作成图以后才知道，这势必不利于即时发现和处理问题。

这里综合利用了Excel软件所具有的计算、编程、图示等功能，采用简单的方法实现即时的、图形化的显示化探分析结果，每得到一批测试结果都能直观看出数据的分布，不需要做任何统计运算就能发现异常数据，即时地发现台阶化问题。

1方法

要图形化显示测试数据，就需要在Excel软件中录入数据并以数据分布图的形式显示出来，为此需要建立两个数据表和一个图形化界面，以分别完成我们需要的任务。下面分别介绍建立方法(使用Excel 2007)。

1.1建立测试数据表

测试数据表(表1)，用以存储测试数据。这里的“点位”指采样点的顺序号，与坐标数据表对应。数据按分析编号和元素，一一对应的录入表格。(因为数据太多仅列出一小部分，下同)

1.2建立坐标数据表

根据地质人员提供的采样点坐标数据建立坐标数据表(表2)，此数据表将决定数据分布图的形状。其中第一列为纵坐标，第一行为横坐标，中间是采样点的顺序号，对应表1的“点位”列。实际的地质图可能是斜向的，坐标也不是整数，为了方便EXCEL处理，要作一定的调整，按照样品顺序将坐标调整为连续整数。

1.3建立图形化界面

表1、表2仅仅用来放置数据，要让数据以图形方式显示出来就要通过一个图形化界面来实现。建好的图形化界面如图1所示，左边是功能区，用于设置参数和统计，右边是数据分布图，用不同深浅的3种颜色表示元素的高低含量。

表1　测试数据表

表2　坐标数据表

图1　图形化界面Fig．1　Graphic interface

1.3.1界面的建立

在图形化界面中，左边第一列作为功能区，放置一些参数并作一些简单的统计。以第2行第2列开始的右下区域作为图形区，图形区中的每个方块就是一个单元格，调整单元格的大小，使每个单元格呈正方形，并尽量使图形区能在电脑屏中全部显示。

1.3.2界面设置

首先是图形区的设置，第一步调用数据，图形区中的单元格的行、列位置必须与坐标数据表(表2)中的单元格一一对应，每个单元格的数值，采用VLOOKUP函数从测试数据表(表1)中读取。VLOOKUP函数的Lookup_value参数调用坐标数据表对应单元格，Table_array参数就是测试数据表中所有测试数据所在区域，Col_index_num参数调用本表中元素符号下一格(A5)。如本表中C3单元格，设置函数为VLOOKUP(坐标!C3,数据!$B:$AE,$A$5)。为了使空白格不显示，实际的函数设置如下：

=IF(ISERROR(VLOOKUP(坐标!C3, 数据!$B:$AE,$A$5)),"",VLOOKUP(坐标!C3, 数据!$B:$AE,$A$5))

第二步要使数据能显示出高、低分布，最简单的办法是用不同颜色来表示。所以采用条件格式中的渐变颜色刻度，格式样式为三色刻度，最大值用红色表示，最小值用浅蓝色表示，中间值为紫色，中间值的取值链接到功能区“颜色中点”下面一个单元格，这个单元格的数值由旁边的数值调节钮控制，这样就能方便的调整中点(图2)。

图2　条件格式Fig．2　Conditional formatting

接下来设置功能区，其中“元素”下面的数字单元格的数值也是用数值调节钮控制，它决定了读取哪个元素的测试数据，同时使“元素”下面一个单元格显示当前元素符号。其他的(如平均值、标准偏差等，EXCEL都有相应的函数)直接调用就行。

为了方便在图形化界面下查看数据，采用函数和VBA编程的方式，使得鼠标点击图中任意有测试数据的单元格，功能区都能显示相应的分析编号、点位、含量，无数据则显示空格。代码如下：

Private Sub Worksheet_SelectionChange(ByVal Target As Range)

Dim C1, R1 As Integer

On Error Resume Next

C1 = ActiveCell.Column

R1 = ActiveCell.Row

If C1 < 2 Or R1 < 2 Then

GoTo line1

End If

Sheet3.Cells(16, 1) = Sheet2.Cells(R1, C1).Value

line1:

End Sub

2应用

得到分析数据后，按元素和样品编号将数据录入测试数据表，在图形化界面就能看到数据分布图，从图上可以直观地观察数据高低分布和异常。

2.1查看各元素分布图

只要有数据录入测试数据表，图形化界面就会显示数据分布情况(图3、图4)。随着分析不断进行、分析结果不断录入，数据分布图将不断得到充实，最终得到整个的分布图(图1)。

图3　录入一批数据时Fig．3　When a group of data entry

图4　录入两批数据时Fig．4　When two batch of data entry

图5　钼数据图Fig．5　Data figure of the molybdenum

要查看其他元素的结果也非常简单，只需要用鼠标点击元素下面的小箭头以改变数字，就可以在各个元素中切换。图1是锡的数据图，图5是钼的数据图，图6是银的数据图，对比图1、图5、图6，可以发现锡和银的分布较一致，化探异常区域在中左位置，而钼的化探异常区域在中下位置，可以大致判断锡、银相关而都与钼不相关。这有利于从合理性角度去判断数据的准确性。

图6　银数据图Fig．6　Data figure of the silver

2.2显示数据错误

如果出现人为的错误而将某批样品的2个元素的数据弄颠倒了(银与锡的数据颠倒)，在图7中可以很清楚地看到黄线内的数据出现错误。黄线内出现连续的蓝色块，与周围形成明显的台阶，说明这里数据严重偏低。在图8中，黄线内出现连续的红色块，同样形成台阶，说明数据严重偏高。通过查看原始数据，纠正错误后，得到图1和图6的正确结果。

图8　错误的银数据Fig．8　Wrong data figure of the silver

2.3显示最大值点和最小值点

把颜色中点的值调整到99，将得到如图9所示的分布图，红色点显示了最大值所在的位置。相应的，把颜色中点的值调整到1，则最浅的蓝色点就是最小值所在的位置(图10)。鼠标选定最大值或最小值所在的单元格就能看到相应的样品分析编号和点位。

图9　显示最大值Fig．9　Display the maximum value

图10　显示最小值Fig．10　Display the minimum value

3结语

地质实验室化学分析工作者一般对MapGIS、Surfer等专业软件都很陌生，而对Excel软件非常熟悉。作者所建立的方法就是应用常用的Excel软件生成色块图来近似模拟线性的等高线图，虽然不能达到等高线图的效果，但是对于化学分析工作中的质量监控能起到较为重要的作用。

参考文献：

[1]春乃芽. 如何利用Excel处理化探数据[J].物探化探计算技术, 2006,28 (3) :272-276.

CHUN N Y,How to processing geochemical data with the Excel[J], Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 2006,28 (3) :272-276.(In Chinese)

[2]刘玖芬,刘自娟. Excel在1:5万化探样品分析质量管理中的应用[J].黄金, 2005, 26(03) :45-47.

LIU J F,LIU Z J. The application of EXCEL in analysis quality management of geochemical exploration samples with scale 1:50000 [J].Gold, 2005, 26(03) :45-47.(In Chinese)

[3]李勇. 1∶50000和1∶200000化探样品EXCEL质量监控的应用与研究 [J].物探化探计算技术, 2008,30(5):425-431.

LI Y. Application and research of microsoft excel 2003 in quacity control of analytical data of geochemical samples with scale 1∶50 000 and 1∶200 000 [J]. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 2008,30(5):425-431. (In Chinese)

[4]龚晶晶,李方林,杨刚刚,等. 基于Excel VBA实现箱图剔除法确定化探异常下限[J]. 物探与化探,2013,7(5): 926-933.

GONG J J,LI F L,YANG G G,et al. The application of box-plot method to Determining Geochemical Anomaly Thresholds based on VBA Procedure in Excel [J]. Geophysical & Geochemical Exploration,2013,7(5):926-933.(In Chinese)

[5]刘春生,董来世,李锡云.浅谈化探数据处理的过程与方法[J]黑龙江科技信息,2010(24):62-63.

LIU C S,DONG L S,LI X Y. Discussion on geochemical process and data processing method [J] .Heilongjiang Science and Technology Information,2010(24):62-63.(In Chinese)

[6]朱莉莉,洪金益,张金良,等. MAPGIS与DGSS软件在湘南化探数据处理中的应用[J]. 物探化探计算技术, 2013,35(4):490-494.

ZHU L L,HONG J Y,ZHANG J L,et al. The application of MAPGIS and DGSS in geochemical data processing in the southern Hunan [J]. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 2013,35(4):490-494.(In Chinese)

[7]陈少强,宋利好,姚敬金,等. 可视化技术在物化探找矿中的应用及前景[J] 物探与化探,2002,26(1): 60-63.

CHEN S Q,SONG L H,YAO J J,et al. The application of visualization technique to geophysical and geochemical exploration and prospects [J].Geophysical & Geochemical Exploration,2002,26(1): 60-63.(In Chinese)

The application research on geochemical data processed by Excel graphics

GE Jian-hua, XU Guo-dong, ZHU Hua-ping

(Chengdu Center, China Geological Survey, Chengdu610081,China)

Abstract:The geochemical data were showed in color map by using the functions, VBA and graphics capabilities of the Microsoft Office Excel 2007. First, the geochemical data were entered into the Excel table, and the coordinate data of samples were edited in the Excel on the basis of the field sample collection point. Then, the color map with contour map function which contains the geochemical and coordinate data was mated by the Excel and VBA function. The color map generated by Excel can provides a view of efficient tools for quality control, through immediately reflecting any change of geochemical data, finding the steps deviation between batches of samples in the process of chemical analysis, and timely discovering the regional geochemical anomalies and abnormal data.

Key words:Excel； graphically； geochemical； quality control

中图分类号：P 632

文献标志码：A

DOI：10.3969/j.issn.1001-1749.2016.01.18

文章编号：1001-1749(2016)01-0120-05

作者简介：葛建华(1968-)，男,高级工程师,主要从事与油气相关的有机和物性分析,E-mail:gjhgem@163.com。

收稿日期：2014-12-22改回日期：2015-04-29