我國化探數據處理方法與計算機應用的發展起步階段

  在我國的化探勘查和研究中，數學方法和計算機的應用同樣覆蓋了數據處理、管理的各個環節，隨著計算機技術和軟件技術的發展，也經歷了從初期應用到全面計算機化的過程。數十年來開展的各種地球化學測量和區域化探掃面，積累了海量的地球化學數據，這是一筆巨大的國家財富。如何管理、處理、分析這些數據，如何更好地表達這些數據，如何在礦產資源調查、農業地質調查、生態環境調查等與人類息息相關的領域應用這些數據，正是推動數學方法和計算機應用于化探研究工作的最重要原因。縱觀其發展過程，可大體劃分幾個階段。
 
  20世紀60年代以前的早期工作，為了提取化探數據中包含的有用信息，研究者經常計算某些統計量：算術平均值、標準偏差和異常下限等，據之對測量數據進行某種形式的分級，勾繪地球化學圖件。為進一步研究，還可能對數據作某種簡單變換（對數轉換、光滑處理等）；或對數據分布進行檢驗，看其是否服從正態分布；應用方差分析研究數據中包含的誤差來源；用簡單相關分析研究被測成分間的成因聯系；計算測區內的面金屬量，用以估計成礦遠景；以及對比元素含量的空間變化，研究異常的濃度分帶和組分分帶等。
 
  所有這些，構成了那個時期化探數據處理的特征：手工計算和計算結果的簡單直觀處理。
 
  由于手工操作的局限性，較為復雜的統計計算無法實現。
 
  從20世紀60年代中開始，特別是70年代以后，我國的化探數據處理快速發展。
 
  1965年，謝學錦、邵躍在整理鉆孔原生暈資料時，應用了移動平均的方法，使礦體周圍的元素分布規律顯示更加清晰。吳承烈、林存山、伍宗華等在區域化探資料整理中應用概率統計方法，較合理地劃分區域背景與異常。謝學錦于1966年翻譯了康諾爾等的論文《應用趨勢分析研究猶他州比佛郡的地球化學探礦數據》，在國內首次介紹用于化探數據處理的趨勢分析方法。盡管現在看來趨勢分析就是基于最小二乘法的回歸分析，但在當時，國內化探界幾乎無人了解這種算法，也根本沒有應用實例。1971年，冶金部桂林地質研究所開始研究多元統計分析方法，應用于鄂東矽卡巖銅鉬礦原生暈分類、異常評價及盲礦的預測。1972年，由冶金部的歐陽宗圻主持，在廣西桂林舉辦地球化學學習班，聘請於崇文、張本仁、阮天健、林名章等講授地球化學等理論和方法，嗣后內部出版的學習材料也涉及化探數據處理方法的內容。1973年，在國家地質總局于湖南邵陽舉辦的激電、化探學習班上，物探所介紹了應用回歸分析預測礦體平均品位，應用判別分析區分有工業價值的鐵帽和無工業價值的鐵帽。同年，冶金系統為推廣多元統計方法，歐陽宗圻委托阮天健在《地質與勘探》雜志上系統刊登了<數理統計在地球化學探礦中的應用簡介》，對國內普及化探數據處理起到了推動作用。也在同年，地質科學研究院情報所編印了《化探資料數理統計方法》一書（內部參考），介紹了國外1968—1973年化探數據處理的應用實例和綜述性論文。1974年，冶金部在保定舉辦了第二期化探數據處理及電算學習班，規模較大，并有上機實習，為期5個月。以后冶金系統在化探資料整理與異常的解釋評價中推廣應用了多元統計方法。
 
  在使用計算機處理化探數據方面，1966年，物探所購置了國產第一代電子管計算WL-103機，掀開了化探數據處理的新一頁。例如，1972年夏，以謝學錦為首的小組在安徽銅陵開展研究工作，試圖用手搖計算器和算盤求解回歸等問題，但當方程組大于4階時，幾乎無法求解；同年底，林存山和楊竹溪開始研究使用103機求解線性方程組，并獲得成功。1973年，物探所成立了林存山領導的化探電算組，迅速展開化探測量數據的計算機處理研究。這是國內最早開展的應用計算機處理化探數據的研究工作。
 
  在整個20世紀70年代，國內掀起了應用計算機處理化探數據的熱潮，尤其是多元分析熱，幾乎波及地質系統開展化探工作的各個單位。同時，冶金系統以及地質院校也紛紛開展數學地質的研究工作。計算機、計算方法、數據處理等各種學習班此起彼伏，幾年之間，使計算機處理地質、化探數據從無到有，迅速普及。
 
  1972年底至1973年上半年，在使用物探所和煤炭科學研究院的103機進行趨勢分析計算的同時，開始研究其他算法，包括聚類分析、因子分析、判別分析等等。由于103機的局限性，不穩定、內存太小(只有2～4 KB)、速度慢(1 000次/s)，根本無法求解數據量很大的化探數據處理問題。1972年，地質部在北京成立了計算技術應用研究所（當時稱“150工程”），購置一臺國產第二代晶體管計算機：DJS -6（108乙機）．該機幾乎成為70年代國內（尤其在北京）的主流機型。物探所化探電算組也轉向應用該機處理數據。1972年末到1973年初，林存山等完成了我國第一個自編的“趨勢分析”化探方法應用程序。在DJS - 103機上，先后利用聞廣等在安徽鳳凰山含銅花崗巖體中采集的66個地表露頭樣品和鉆孔巖石樣品中磁鐵礦的銅含量數據，進行了趨勢分析；又對安徽321隊和物探所協作在銅陵地區采集的54個鐵帽樣品的10個元素的分析數據，進行了聚類分析、因子分析，對該區進行了資料解釋和成礦預測。1974年6月完成了兩類和多類的判別分析等的應用程序編寫。
 
  特別值得一提的是，1975年前后，地質科學院礦床所數學地質組李裕偉、余金生等，系統地編制了一套多元統計分析方法程序。極為可貴的是，每種統計分析方法都附有數學方法的原理、操作步驟、源程序、應用實例和應用效果。這些實例大部分是化探數據，并進行了地質解釋。他們還把這些資料大量印刷成冊，無償地提供給化探界和數學地質界，雪中送炭，把新技術、新方法呈獻給如饑似渴地需要這些方法技術的技術骨干。這套資料對化探應用計算機技術起了重要的作用。
 
  1976年，國家地質總局科技組委托成都地質學院舉辦計算機應用學習班，李善芳負責組織領導，校方由數學系主任何寶侃教授具體負責，地質系統各省（區、市）生產單位化探人員參加，學員達數十人。葉乃鷹、王柏鈞等10余名老師授課，編寫了因子分析、判別分析等多元統計分析教材和程序設計講義。學習班為地質系統基層單位培養了一批化探數據處理技術人員，對普及用計算機技術處理化探數據，提高應用水平發揮了很大的作用。
 
  1977年，北京計算技術應用研究所劉如英等和北京大學地質系徐振邦、數學系婁元仁老師合作，在北京大學聯合舉辦數學地質一化探培訓班，為地質系統的物探隊、區調隊培養從事化探電算的技術骨干，學習數據處理的方法技術、編程語言、上機操作等。
 
  1977年7月，國家地質總局在安徽黃山召開第一次區域化探經驗交流會，提出用新方法和電算技術重新整理和研究1: 20萬區域金屬量測量資料（后稱化探老資料），并確定編制單元素基本地球化學圖件，用以挖掘更多的找礦信息。根據國家地質總局提出的重新整理1: 20萬化探老資料的要求，1978—1979年，由北京計算技術應用研究所負責實施，組成化探組，包括劉如英、馮濟舟（貴州）、馬國興、程美琪（北京）等；軟件組包括李恕中、郭漢倫、余全宏、鄔寬廉、張治等，計20多人攻關，用從日本引進的M-16011型機，研制了包括數據存儲、數據處理、圖像顯示、繪圖、漢字等多功能的化探數據處理系統(簡稱GC-79)。這個系統是國內第一個化探專用軟件，其中，標準圖框、經緯度、方厘網等圖廊要素的精度，達到總參測繪局頒發的標準允許誤差之內，等值線圖、直方圖、剖面圖的繪制精確美觀。在國內計算機繪圖中，第一個被評定作為正式地質圖件使用。
 
  GC-79系統經評審驗收后，1980年列入地質部科技司新技術推廣項目，投入批量生產應用。要求全國各省區地質局把化探老資料Cu、Pb或更多的合格元素重新統一整理后，送到計算技術應用研究所，用GC-79系統進行數據處理和自動成圖。從1979年底到1982年期間，為16個省（區、市）做了全省的化探老資料處理和自動成圖，1: 20萬圖幅的入庫量263幅，Cu、Pb等元素的入庫數據3 283 026個，共做單元素基本地球化學圖和各種異常圖2 784張。GC-79系統的大規模應用，把計算機技術在化探界的廣泛使用推向新高度，大大提高了化探資料整理的效率，也為1978年后提出在全國進行區域化探的數據處理和自動成圖作了探索性的試驗，為全國區域化探成圖標準化作了先導性的工作。