Дружинин Григорий Васильевич, ФГУ «ТФИ по Кировской области», тел. (8332) 63-17-39, e-mail: tgf@fund.kirov.ru
При изучении опубликованных материалов, автор столкнулся с необходимостью сопоставления информации о химическом составе минералов из разных источников, выраженной в виде двухмерных диаграмм точечного типа. Как правило, тексты многих статей по геологии и смежным дисциплинам иллюстрируются диаграммами химического состава минералов. При этом исходные данные, в силу ограниченности объема публикаций, не приводятся. Размеры рисунков и используемые шкалы содержаний химических компонентов могут существенно различаться, что затрудняет сопоставление сведений из разных публикаций или отчетов. Подобное сопоставление в едином ключе возможно только при наличии исходных данных о химическом составе минералов. Восстановление исходных данных на основании приведенных диаграмм в принципе возможно путем снятия показаний по осям координат. Но этот процесс весьма трудоемок, к тому же точность восстановленных данных будет невелика из-за малого размера публикуемого изображения диаграммы.
Для ускорения процесса и повышения точности восстановленных сведений автор использовал программу ArcView GIS 3. Растровое изображение диаграммы, полученное путем сканирования рисунка, было помещено в проект ArcView в качестве картографического растрового слоя. При работе с растровыми слоями, как правило, производится последующая привязка растра в общепринятой географической системе координат. Однако для решения нашей задачи этого не требуется, так как программа сама производит привязку растра в условных координатах. Изменять размеры растра также не требуется, так как точки диаграммы и оси значений диаграммы жестко связаны между собой на рисунке. Для дальнейшей обработки требуется лишь произвести корректировку положения растра путем поворота до тех пор, пока оси диаграммы не займут соответственно строго вертикальное и горизонтальное положение.
Следующим шагом является создание нового точечного картографического слоя на основе точек приводимой диаграммы, при этом для повышения точности оцифровки размер изображения можно увеличить. В новый слой обязательно включают точку, расположенную в начале координат, и по одной точке на каждой оси на фиксированном значении химического компонента. Эти три точки будут являться опорными в дальнейших расчетах.
Рис. 1. По опубликованной диаграмме легко восстанавливается исходный массив данных о составе минералов.
Далее производится расчет условных координат точек созданного слоя, в том числе и опорных точек на осях растрового изображения. Атрибутивная таблица нового точечного слоя конвертируется из формата .dbf в формат .xls, после чего в программе Microsoft Excel на основании значений условных координат производится расчет содержаний химических компонентов. В качестве ключа для пересчета используются условные координаты трех опорных точек, они указаны в скобках на рис. 1.
Для приведенного примера диаграммы формула расчета химического компонента по оси Y будет выглядеть следующим образом:
Cy % = (y — 0,72) * 7 / (2,36-0,72);
и для компонента по оси X, соответственно:
Cx%=(x — 0,56) * 10 / (2,78-0,56);
где x и y – условные координаты точек цифрового слоя.
Оценка точности восстановленных данных по данной методике проведена на основе 60 анализов химического состава минералов. По ним была построена точечная диаграмма, размер которой соответствовал среднему размеру диаграмм в обычно публикуемых материалах. Затем, в соответствии с описанными выше шагами, проводилось восстановление данных о химическом составе минералов, которые сравнивались с исходными данными. Средняя относительная ошибка определения компонента по оси X составила 0,9%, максимальная (1 значение) – 7,3%. Средняя относительная ошибка определения компонента по оси Y составила 0,3%, максимальная – 1,5%. Мы считаем полученные результаты более чем удовлетворительными.
