2. 品位数据准备与质量检查

克里金插值的可靠性首先取决于输入品位数据的质量。普通克里金(OK)以变异函数为核心,而变异函数对异常值、重复点和空间坐标错误极为敏感——一个未处理的超高品位样品,可能让实验变异函数在短距离段整体抬升,进而改变块金效应与变程的拟合结果,最终使整个估值模型产生系统性偏差。因此,在进入半变异函数计算之前,必须把原始钻孔样品表整理成一份"干净、可追溯、结构一致"的品位数据集。本节围绕这一目标,讲清楚数据整理、缺失与重复处理、异常识别与截断的具体做法。

一、原始数据的组织形态与字段要求

矿山钻孔样品数据通常以"样品段"为基本记录,一条记录对应钻孔中某个区间(如 1.0 m 或 2.0 m 样长)的化验结果。用于 OK 品位插值的最小字段集合应包括:钻孔编号(hole_id)、样品起点(from)、样品终点(to)、样长(length)、品位值(grade)、岩性/矿化类型(可选但强烈建议保留),以及钻孔测斜与孔口坐标(用于后续计算三维坐标)。样长字段建议由 to−from 直接计算并校验,避免手工录入不一致。

整理时先做结构统一:统一品位单位(如 g/t 或 %,全文一致)、统一小数位、统一空值表示(建议用空字符串或 NA,不要混用 −999、0、null 等多种占位符)。若原始表把"低于检出限"记为 "<0.01" 这类文本,应转换为数值并单独标记,不能直接当 0 参与变异函数计算,否则会在低品位端制造虚假的连续性。

二、缺失值的判断与处理

缺失分两类:一是记录缺失,即某钻孔在某深度段没有样品记录;二是数值缺失,即样品存在但品位为空。对数值缺失,先判断其成因——是未化验、化验失败,还是低于检出限。未化验段不应随意填补,正确做法是标记为"无样品"并从插值样本中排除,同时在报告中说明覆盖情况;若缺失比例在某钻孔中超过约 20%,该钻孔的连续性代表性需谨慎对待。

对确需填补的少量缺失,可采用同钻孔相邻样品段线性内插,或按同一矿化域内的品位均值填补,但必须新增"数据来源"标志字段(如 origin = measured / imputed),保证后续可追溯。切忌用全局均值大面积填补,这会人为压低方差、削弱变异函数的结构性。

三、重复值与重叠段的清理

重复值常见三种情形:完全重复记录(同一钻孔、同一 from/to、同一品位)、同一区间多次化验(如原样与副样)、以及样品段区间重叠。处理原则是先识别再决策:完全重复记录直接去重保留一条;同区间多次化验可取算术平均或按化验质量加权,并记录合并规则;区间重叠则需按深度重新切分,使每个深度点只归属一个样品段,避免同一空间位置被重复计入,导致变异函数在零距离附近出现虚假的高值聚集。

此外要检查样长分布。OK 本身允许不等样长,但变异函数计算中若样长差异过大(如 0.5 m 与 5.0 m 混用),应做样长加权或长度加权处理,否则长样品段会过度代表其所在位置。

四、异常值的识别与截断策略

异常值识别建议多方法交叉验证,而非单一阈值。常用手段包括:品位直方图与累积频率曲线观察长尾;对数变换后看是否仍存在远离主体的点;按矿化域分别统计均值与标准差,标记超出均值 ±3σ 的样品;以及结合地质背景判断高品位是否合理(如是否存在可见明金、是否位于构造交汇部位)。

识别出高异常值后,截断(top-cut)是最常用的稳健化手段。截断阈值不宜机械取最大值,而应参考累积频率曲线的拐点,例如取第 97~99 百分位或按矿化域分别设定。截断不是删除样品,而是把超过阈值的品位压到阈值,保留其空间位置信息。截断后应重新绘制直方图并对比变异函数,确认短距离段的结构性抬升是否被合理抑制。对低端异常(如误录的 0 值)同样需要核查,避免把未化验误记为 0。

品位数据准备与质量检查流程 从原始样品表到可用于 OK 变异函数计算的干净数据集 原始样品表 hole_id / from / to grade / 岩性 结构统一 单位 / 小数位 / 空值 样长 = to − from 质量检查 缺失 / 重复 / 异常 样长分布核查 干净品位数据集 含 origin 标志字段 可追溯、结构一致 缺失值处理 • 未化验段:标记排除 • 少量缺失:相邻内插 • 域内均值填补 • 新增 origin 标志 重复与重叠清理 • 完全重复:去重保留一条 • 同区间多化验:加权合并 • 区间重叠:按深度重切分 • 样长差异:长度加权 异常识别与截断 • 直方图 / 累积频率看长尾 • 分域 ±3σ 标记 • 取 P97~P99 作 top-cut • 截断后复算变异函数 质量验证:直方图 + 实验变异函数 确认短距离结构性抬升被合理抑制 截断 ≠ 删除样品 保留空间位置信息 低于检出限不可当 0 避免制造虚假连续性

五、一份可直接使用的检查清单

为便于落地,下面给出一份针对本节任务的检查清单,字段与判断依据均围绕 OK 品位插值的输入要求设计,可直接作为数据交接前的核对表使用。

检查项 判断依据 处理动作
字段完整性 hole_id、from、to、grade 均非空 缺失字段回查原始化验单
样长一致性 to − from 与 length 字段一致 以 to − from 重算并覆盖
空值表示 仅使用一种空值占位符 统一为 NA 并标记来源
重复记录 同钻孔同区间出现多条 去重或按规则合并
区间重叠 相邻样品段 from/to 交叉 按深度重新切分
异常高值 超出分域均值 ±3σ 或 P99 地质复核后 top-cut
异常低值 误录 0 或负值 核查后修正或排除
可追溯性 每条记录含 origin 标志 补充 measured/imputed/cut 标记

六、处理后的验证与交接

数据清理完成后不能直接进入建模,需要做一次"回看验证":重新绘制品位直方图,确认分布形态与截断前相比长尾明显收敛但主体未变形;按矿化域分别计算均值、方差与样品数,检查各域样本量是否足以支撑变异函数拟合(一般每个方向的有效样品对不少于 30 对较为稳妥);再计算实验变异函数,观察零距离附近的块金值与短距离段是否出现异常抬升。若截断后变异函数曲线更平滑、变程更清晰,说明处理方向正确。

建议在数据表中保留原始品位列(grade_raw)与处理后品位列(grade_clean)两列并存,任何截断、填补、合并操作都记录在案。这样在后续 OK 估值结果出现局部偏差时,可以快速回溯是数据问题还是模型参数问题。

经过上述整理,得到的应是一份字段统一、无重复重叠、异常值已稳健化、且每一步处理都可追溯的品位数据集。它既是变异函数计算的输入,也是后续交叉验证与资源量估算可信度的基础。数据准备阶段多花的时间,往往能在建模阶段以更少的反复调试得到回报。