piper diagram 简介

piper diagram常被用作水文地质研究中水样中化学成分的有效图形表示^[1],是地下水水化学研究中使用最广泛的图表，用于表示一组水样的化学相的来源^[2-3]。

图1中考虑了六个离子组的百分比值，分别是钙、镁和钠加钾阳离子，以及硫酸盐、氯化物和碳酸盐加碳酸氢根阴离子。

阳离子和阴离子由两个单独的三元图（左下，右下）显示，然后都投影到菱形上。在 Origin 中，它们被绘制为三层图。

图1 piper diagram

从百分比数据创建一个piper图

数据准备

此处依旧是选用origin软件自带示例数据，通过F11快捷键打开帮助中心，选择图2中红框选中的示例。

图2 origin示例数据
亦可根据需要使用自己的数据，数据输入如图3，A列表示样品名称，B-G列分别表示Ca、Mg、Na+K、Cl、SO4和CO³+HCO³顺序排列的六个离子组的百分比值，H列表示水中总溶解性固体的量，I列表示采样点位置。
Origin 的 Piper 图是根据工作表数据创建的，柱状图名称为 XYZXYZ。每列包含每个离子组的百分比值。列顺序很关键，应该是：
每个阳离子组的百分比值是根据钙、镁和钠加钾阳离子的总浓度计算的；每个阴离子基团的百分比基于硫酸盐、氯化物和碳酸盐加上碳酸氢根阴离子的总浓度^[4]。

图3 数据的输入

绘制图形

如图3所示，选中B-G列，从顶部菜单中选择绘图> 专业图 >三线图以打开绘画对话框（图4），为样品编号选择A列，为溶解性总固体选择H列。

图4-1 piper diagram参数设置
输入：为 Piper 图指定 XYZXYZ 输入数据范围。
样品编号：指定用于样品 ID 的列。此列将用作 piper 图中的符号颜色和形状索引列，此列将在逐点图例中提供标签。
总溶解固体：指定总溶解固体量的数据范围。此列将用于控制 Piper 图1的第 1 层（“菱形”）中的符号大小。
输出图：指定输出图形的位置。

图4-2 piper diagram参数设置
按图4所示设置参数之后，点击确定以生成 Piper 图，如图5，以三个图层进行展示。

图5 piper diagram图
注：绘制管道图时，样品 ID 和 TDS 是可选的。如果指定了 Sample ID，则符号颜色和形状将由它控制。如果指定了 TDS，则菱形（第 1 层）中的空心圆圈将显示，大小由它控制。Piper 图还显示了图例中的每个示例。

自定义piper图参数

三元图与菱形图间距的调整

要更改三元图和菱形图之间的间隙，请双击左下方的三元图以打开“绘图细节-图层属性”对话框。在左侧面板上，选择Layer 2。在“大小”选项卡上，将Left值更改为130，这样菱形的顶部顶点和第 2 层中三元的顶部顶点之间的距离将为菱形边长的 130%。单击应用按钮，如图6。

图6 三元和菱形之间的差距的调整

三元图颜色及形状的调整

要更改符号颜色或形状增量列表，请选择左侧面板上第 1 层节点下的第一个图。然后选择符号选项卡>符号颜色>按点自定义颜色列表，或选择形状列表选项卡自定义形状列表，图7。

图7 修改颜色及形状参数
注：此处颜色显示为按“样品名称”列展示颜色，也可按照单色选择，查看更改结果。

添加数据标签

要将样本 ID添加为菱形中的数据标签，请选择左侧面板上第 1层节点下的第一个数据图。转到标签选项卡并设置如下：
图8 添加标签参数
Plot Details对话框中Layer1节点下的第二个数据图是 TDS 的空心圆。选择左侧面板上的数据图并选择符号选项卡。您可以看到空心圆的大小由 Col(H) 控制。缩放系数是自动确定的，以获得正确的显示。将Scaling Factor更改为0.025以查看更改。

图9 其余参数的修改

图例更新

默认情况下，样本 ID 显示在图例中。要在图例中显示采样位置（I列）的信息，请右键单击图例并选择图例：逐点…以打开逐点更新图例对话框，图10。为标签表单下拉列表选择自定义，然后从菜单中选择wcol(1)>wcol(9)或Col(A)>Col(l): sample location。wcol(9) 指的是工作表中的第 9 列，即采样位置列。

图10 图例更新

参考内容：
[1] piper diagrm
[2] D-Piper, a modified piper diagram to represent big sets of hydrochemical analyses
[3] Piper diagram-Wikipedia
[4] piper diagram

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