ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 937

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

36

родную

 

выборку

 

на

 

части

 

в

 

соответствии

 

с

 

установленной

 

причиной

 

и

 

далее

 

работать

 

раздельно

 

с

 

каждой

 

частной

 

выборкой

.  

В

 

конце

 

концов

 

для

 

очищенной

 

фоновой

 

выборки

 

или

 

не

-

скольких

 

главных

 

фоновых

 

выборок

 

выбирают

 

аппроксимацию

 

тем

 

законом

 

распределения

которое

 

лучше

 

соответствует

 

статистиче

-

скому

 

распределению

 

выборочных

 

данных

Для

 

микроэлементов

если

 

степень

 

соответствия

 

и

 

тому

и

 

другому

 

теоретическому

 

закону

 

примерно

 

одинакова

лучше

 

воспользоваться

 

аппроксимацией

 

лога

-

рифмически

-

нормальным

 

законом

Типичный

 

средний

 

уровень

 

содержания

 

элемента

 

характери

-

зуется

 

среднефоновым

 

содержанием

 

C

ф

  (

термин

  «

среднефоновое

 

содержание

» 

часто

 

заменяют

 

другими

: «

фоновое

 

значение

 

содержа

-

ния

», «

фоновое

 

содержание

», 

или

 

просто

  «

геохимический

 

фон

»). 

Независимо

 

от

 

закона

 

распределения

 

содержаний

наиболее

 

надеж

-

ной

 

оценкой

 

этой

 

величины

 

обычно

 

является

 

медианное

 

содержа

-

ние

C

ф

 = C

ME

 , 

значение

 

которого

 

сравнительно

 

мало

 

подвержено

 

влиянию

 

ано

-

мальных

 

значений

если

 

таковые

 

остались

 

в

 

выборке

 

даже

 

после

 

ее

 

усечения

  (

по

 

этому

 

признаку

 

медианное

 

значение

или

 

просто

 

ме

-

диана

является

 

так

 

называемой

 

робастной

 

оценкой

). 

С

 

другой

 

сто

-

роны

если

 

фоновая

 

выборка

 

достаточна

 «

чиста

» 

от

 

возможных

 

ано

-

мальных

 

значений

в

 

качестве

 

C

ф

в

 

зависимости

 

от

 

закона

 

распреде

-

ления

может

 

быть

 

взято

 

одно

 

из

 

двух

 

средних

 

значений

 – 

среднее

 

арифметическое

 

C

 

либо

 

среднее

 

геометрическое

 

C

~

при

 

нормальном

 

законе

 

 

C

ф

 = 

C

при

 

логнормальном

 

законе

 

 

C

ф

 = 

C

~

Для

 

того

 

чтобы

 

охарактеризовать

 

уровень

 

отклонений

 

со

-

держаний

 

элемента

 

в

 

отдельных

 

фоновых

 

пробах

 

от

 

среднефонового

 

значения

при

 

нормальном

 

законе

 

статистического

 

распределения

 

используется

 

величина

 

стандартного

  (

среднеквадратического

от

-

клонения

 

S

ф

.  

При

 

логарифмически

-

нормальном

 

законе

 

вместо

 

S

ф

 

приме

-

няется

 

стандартный

 

множитель

 

ε

ф

,

 

который

 

является

 

безразмерной

 


background image

 

37

величиной

 

и

 

характеризует

 

стандартное

 (

среднеквадратическое

от

-

клонение

 

S

log

ф

 

логарифмов

 

содержаний

 

от

 

логарифма

 

среднефоново

-

го

 

значения

т

.

е

.: 

log

ε

ф

 = S

log

ф

 

;           

ε

ф

 = 

antilog(

S

log

ф

). 

Для

 

оценки

 

этих

 

величин

 

тоже

 

можно

 

применить

 

два

 

вари

-

анта

робастные

 

оценки

 

по

 

центральной

 

части

 

статистического

 

рас

-

пределения

 

содержаний

 

или

в

 

случае

 

достаточно

 «

чистого

» 

фоново

-

го

 

распределения

традиционные

 

расчетные

 

оценки

(1)

 

Целесообразные

 

способы

 

оценки

 

стандартного

 

отклоне

-

ния

 

S

ф

.  

а

Робастная

 

оценка

 

по

 

квартилям

 

распределения

соответст

-

вующим

 25% (

C

25%

и

 75% (

С

75%

накопленной

 

частоты

Эти

 

значе

-

ния

так

 

же

 

как

 

и

 

C

ME

могут

 

быть

 

или

 

сняты

 

с

 

графика

 

накопленной

 

частоты

 

статистического

 

распределения

или

 

вычислены

 

с

 

помощью

 

статистических

 

компьютерных

 

программ

  (

статистические

 

функции

 

программы

 Excel, 

программа

 Statistica 

и

 

др

.). 

По

 

левой

 

и

 

правой

 

вет

-

вям

 

центральной

 

части

 

распределения

 

могут

 

быть

 

вычислены

 

две

 

оценки

 

S

ф

S’

ф

 = 1.4825 

×

 ( 

C

ME

 - C

25%

 ) , 

S’’

ф

 = 1.4825 

×

 ( 

С

75%

 - C

ME

 ) . 

Если

 

оба

 

значения

 

близки

 

по

 

величине

целесообразно

 

взять

 

среднее

 

значение

 

из

 

них

S

ф

 = 0.5 ( 

S’

ф

 + 

S’’

ф

 ). 

Если

 

же

 

два

 

значения

 

существенно

 

различаются

 

и

 

есть

 

по

-

дозрение

что

 

какое

-

то

 

из

 

них

 

определено

 

ненадежно

 

или

 

не

 

вполне

 

соответствует

 

фоновой

 

совокупности

 

данных

то

 

в

 

качестве

 

S

ф

 

луч

-

ше

 

взять

 

одно

более

 

надежное

 

значение

Например

если

 

в

 

левой

 

части

 

распределения

  (

низкие

 

содержания

много

 

значений

 

меньше

 

предела

 

обнаружения

которые

 

условно

 

заменены

 

на

 

половину

 

этого

 

предела

то

 

в

 

качестве

 

оценки

 

фонового

 

стандартного

 

отклонения

 

лучше

 

взять

 

S

ф

 = S’’

ф

.

 

Напротив

если

 

правая

 

часть

 

распределения

 

(

высокие

 

содержания

неоднородна

то

 

лучше

 

принять

 

S

ф

 = S’

ф

.

  


background image

 

38

б

Если

 

фоновая

 

выборка

 

достаточна

  «

чиста

» 

либо

 

если

 

ро

-

бастная

 

оценка

 

невозможна

  (

например

дает

 

нулевой

 

результат

), 

применима

 

традиционная

 

расчетная

 

величина

 

стандартного

 

откло

-

нения

 

для

 

выборки

 

объемом

 

n

=

=

n

i

Ф

i

Ф

C

C

n

S

1

2

)

(

)

1

(

1

Эту

 

оценку

 

лучше

 

использовать

 

вместо

 

оценки

 

через

 

кварти

-

ли

 

распределения

 

также

 

в

 

тех

 

случаях

когда

 

фоновое

 

распределение

 

имеет

 

две

 

близкие

 

по

 

модальным

 

содержаниям

 

и

 

по

 

высоте

 

главные

 

моды

 

либо

являясь

 

одномодальным

имеет

 

сильно

 

уплощенную

 

вершину

а

 

оценка

 

стандартного

 

отклонения

рассчитанная

 

через

 

квартили

 

распределения

существенно

 

превышает

 

значение

 

этого

 

параметра

полученное

 

традиционным

 

расчетным

 

способом

При

 

этом

 

в

 

качестве

 

C

ф

 

здесь

 

и

 

во

 

всех

 

дальнейших

 

расчетах

 

следует

 

ис

-

пользовать

 

среднее

 

арифметическое

 

значение

 

C

(2)

 

Целесообразные

 

способы

 

оценки

 

стандартного

 

множите

-

ля

 

ε

ф

.  

а

Робастная

 

оценка

 

по

 

квартилям

 

распределения

соответст

-

вующим

 25% 

и

 75%  

накопленной

 

частоты

 

либо

 

логарифмов

 

содер

-

жаний

либо

 

самих

 

содержаний

 

элемента

Как

 

и

 

в

 

предыдущем

 

слу

-

чае

эти

 

значения

 

могут

 

быть

 

или

 

сняты

 

с

 

графика

 

накопленной

 

час

-

тоты

 

статистического

 

распределения

или

 

вычислены

 

с

 

помощью

 

статистических

 

компьютерных

 

программ

.  

По

 

квартилям

 

распределения

 

можно

 

вычислить

 

две

 

оценки

 

стандартного

 

множителя

ε

ф

 = ( 

C

ME

 

 

/

 C

25%

 )

1.4825

 , 

ε

’’

ф

 =  ( 

С

75%

 / C

ME

 )

1.4825

 . 

Если

 

оба

 

значения

 

близки

 

по

 

величине

целесообразно

 

взять

 

среднее

 

геометрическое

 

значение

 

из

 

них

''

'

Ф

Ф

Ф

ε

ε

ε

×

=

 


background image

 

39

Если

 

же

 

два

 

значения

 

ε

ф

  

и

 

ε

’’

ф

 

существенно

 

различаются

 

или

 

есть

 

подозрение

что

 

какое

-

то

 

из

 

них

 

определено

 

ненадежно

 

и

 

не

 

вполне

 

соответствует

 

фоновой

 

совокупности

 

данных

то

как

 

и

 

в

 

случае

 

пункта

 (1), 

в

 

качестве

 

ε

ф

 

лучше

 

взять

 

одно

 

из

 

них

более

 

на

-

дежное

 

значение

.  

б

Иногда

 

фоновое

 

распределение

 

имеет

 

две

 

близкие

 

по

 

мо

-

дальным

 

содержаниям

 

и

 

по

 

высоте

 

главные

 

моды

 

или

являясь

 

од

-

номодальным

имеет

 

уплощенную

 

вершину

а

 

вариационная

 

кривая

 

или

 

гистограмма

 

приобретает

  «

чемоданообразный

» 

вид

В

 

таких

 

случаях

 

часто

 

оказывается

что

 

оценка

 

стандартного

 

множителя

рассчитанная

 

через

 

квартили

 

распределения

существенно

 

превыша

-

ет

 

значение

 

этого

 

параметра

полученное

 

традиционным

 

расчетным

 

способом

Поэтому

 

в

 

тех

 

случаях

когда

 

фоновая

 

выборка

 

достаточ

-

на

  «

чиста

», 

а

 

робастная

 

оценка

 

нецелесообразна

 

либо

 

невозможна

 

(

например

при

 

использовании

 

дискретных

 

результатов

 

полуколиче

-

ственного

 

анализа

 

дает

 

результат

 

ε

ф

=1,000), 

применим

 

традицион

-

ный

 

расчет

 

величины

 

стандартного

 

отклонения

 

логарифмов

 

содер

-

жаний

 

для

 

выборки

 

объемом

 

n

=

=

n

i

Ф

i

Ф

C

C

n

S

1

2

log

)

log

(log

)

1

(

1

 

и

 

далее

 

ε

ф

 = 

antilog(

S

log

ф

). 

При

 

этом

 

в

 

качестве

 

C

ф

 

здесь

 

и

 

во

 

всех

 

дальнейших

 

расчетах

 

следует

 

использовать

 

среднее

 

геометрическое

 

значение

 

C

~

В

 

практике

 

геохимических

 

поисков

 

нередко

 

бывают

 

случаи

когда

 

геохимический

 

фон

 

в

 

пределах

 

участка

 

съемки

 

неоднороден

 

за

 

счет

 

изменчивых

 

геологических

 

или

 

ландшафтных

 

условий

В

 

таких

 

ситуациях

 

оценку

 

параметров

 

местного

 

фона

 

проводят

 

раздельно

 

для

 

каждого

 

из

 

выделенных

 

сравнительно

 

однородных

 

фрагментов

 

территории

 

по

 

соответствующей

 

частной

 

выборке

 

данных

Приме

-

няют

 

и

 

другие

 

математические

 

алгоритмы

 

определения

 

параметров

 

геохимического

 

фона

 (

нормального

 

фонового

 

геохимического

 

поля

). 

При

 

этом

 

оцениваемые

 

параметры

 

в

 

общем

 

случае

 

оказываются

 

пе

-

ременными

 

по

 

площади

 

участка


background image

 

40

Определение

 

минимально

 

аномальных

 

содержаний

 

элемента

 

и

 

выделение

 

аномалий

 

на

 

участке

 

съемки

 

При

 

однородном

 

геохимическом

 

нормальном

 

поле

 

значения

 

минимально

 

аномальных

 

содержаний

 

элемента

 

вычисляются

 

по

 

сле

-

дующим

 

формулам

В

 

случае

 

нормального

 

распределения

 

фоновых

 

содержаний

,

3

.

.

min

Ф

Ф

an

S

m

C

C

+

=

 

.

3

.

.

min

'

Ф

Ф

an

S

m

C

C

=

 

В

 

случае

 

логарифмически

 

нормального

 

распределения

 

для

 

логарифмов

 

содержаний

,

3

log

log

log

.

.

min

Ф

Ф

an

S

m

C

C

+

=

 

,

3

log

log

log

.

.

min

'

Ф

Ф

an

S

m

C

C

=

 

или

что

 

то

 

же

 

самое

для

 

самих

 

содержаний

,

3

.

.

min

m

Ф

Ф

an

C

C

+

×

=

ε

 

.

3

.

.

min

'

m

Ф

Ф

an

C

C

×

=

ε

 

В

 

указанных

 

формулах

 

m

 – 

это

 

количество

 

пространственно

 

сближенных

 

точек

подозреваемых

 

на

 

аномальность

т

.

е

с

 

отклоне

-

ниями

 

содержаний

 

от

 

среднефонового

 

значения

 

в

 

одну

 

сторону

  (

в

 

большую

 

для

 

положительных

 

аномалий

в

 

меньшую

 – 

для

 

отрица

-

тельных

и

 

расположенных

 

вблизи

 

друг

 

от

 

друга

 (

например

на

 

од

-

ном

 

профиле

 

и

/

или

 

на

 

соседних

 

профилях

таким

 

образом

что

 

их

 

можно

 

объединить

 

в

 

единый

 

связный

 

или

 

почти

 

связный

 

контур

.  

Величина

 

m

 

берется

 

в

 

пределах

 

от

 1 

до

 9. 

В

 

том

 

случае

если

 

количество

 

проверяемых

 

на

 

аномальность

 

точек

 

больше

 

девяти

все

 

равно

 

в

 

формулы

 

подставляется

 

m

=9, 

поскольку

 

практика

 

примене

-

ния

 

этих

 

критериев

 

показала

что

 

дальнейшее

 

увеличение

 

величины

 

m

 

может

 

привести

 

к

 

значительному

 

увеличению

 

числа

 

ложных

 (

не

-