[發(fā)明專利]三維礦產(chǎn)資源預測評價中信息綜合處理裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410077136.2
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103903061A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 李楠;肖克炎;鄒偉;孫莉;丁建華;婁德波;陰江寧;范建福
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所;李楠
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G06T17/00
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)學地質(zhì)與地理信息系統(tǒng)地圖制圖領(lǐng)域，特別是涉及一種大比例尺三維成礦預測多元信息綜合模型快速構(gòu)建、信息自動綜合與可視化分析的技術(shù)及裝置。

背景技術(shù)

隨著地表礦、淺部礦及易識別礦的日益減少，找礦難度日益增大，找礦效果日益降低，進入21世紀80年代以來，重點找尋深部隱伏礦、新類型礦及新領(lǐng)域礦已經(jīng)成為世界各國所關(guān)注的找礦方向，其中使用三維立體模型開展深部隱伏復雜地質(zhì)體（即，第二找礦空間）的尋找，已經(jīng)成為許多國家和地區(qū)找礦的主要對象，因此大比例尺（通常大于1:50000）的成礦預測的作用更加突出，它已經(jīng)成為礦床勘查工作的一個重要組成部分（趙鵬大等，1992）。

目前，國內(nèi)外還沒有開發(fā)出一套成熟的專門用于深部礦調(diào)、大比例尺三維成礦預測工作的應用軟件。大量的三維成礦預測研究首先通過礦山勘探軟件完成成礦信息提取與三維可視化分析等工作，其次，在其他軟件中完成信息綜合分析。國內(nèi)外礦區(qū)勘探三維建模與可視化，地球化學、地球物理數(shù)據(jù)三維可視化分析等應用領(lǐng)域開發(fā)了不少成熟實用的三維地學軟件。從軟件應用角度分析，國內(nèi)的三維軟件市場主要被國外軟件廠商壟斷。因此更加需要大比例尺成礦預測研究與應用等實際要求的軟件工具。

綜上所述，形成一套集快速建模，高精度三維可視化分析，定位、定量以及定概率預測方法為一體的具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的專業(yè)三維成礦預測方法，已經(jīng)成為找礦工作中急需的技術(shù)支撐手段。為達成這一目的，需要應用到如下技術(shù)：

1）礦產(chǎn)資源評價中獨立目標圖層信息綜合模型

在礦產(chǎn)資源評價領(lǐng)域，相互獨立的圖層是指控礦證據(jù)層之間都是獨立的。如果一個控礦存在取決于另一個控礦因素，且把這兩個都作為證據(jù)層，將會產(chǎn)生過高或者過低的成礦概率，將導致最終的預測結(jié)果受到影響。因此，在實際應用中，必須使用數(shù)學模型對進入成礦預測的圖層進行條件獨立性檢驗，剔除非獨立圖層；目標圖層是指從原始變量中挑選與預測礦種有較密切關(guān)系的控礦證據(jù)層，這一挑選的過程是基于數(shù)學模型實現(xiàn)的；信息綜合是指在控礦證據(jù)圖層具有獨立且與成礦有利的基礎(chǔ)上，將在同一比例尺、同一數(shù)學基礎(chǔ)的不同空間相同位置的信息疊加在一起，以每一個圖層作為一個輸入特征的屬性，通過一定的數(shù)學模型將上述特征屬性組合起來用于描述新的特征，即礦產(chǎn)預測靶區(qū)。

2）二維掃面線算法

二維空間建立索引結(jié)構(gòu)的方法有很多，例如：AVL樹、紅黑樹、BSP樹、均勻條帶分割、等格網(wǎng)分割、四叉樹分割和自適應分塊等方法。當數(shù)據(jù)量很大時，為了能夠快速完成查詢檢索，同時考慮到時間與空間復雜度問題，一般使用網(wǎng)格索引技術(shù)。二維掃描線最初是應用于二維圖像處理領(lǐng)域。其主要思想是通過分別向待判定像素相鄰的4個方向進行某種條件搜索來確定該像素的狀態(tài)。為了實現(xiàn)快速、準確地高精度三維多元信息綜合模型的構(gòu)建技術(shù)，將上述兩種算法思想應用到三維空間，解決復雜地質(zhì)體的高精度立方格模型（即塊段模型）快速建模。

3）三維空間K階近鄰搜索技術(shù)

K-近鄰查詢是一類空間檢索算法，主要解決針對空間離散點的搜索問題，是地理信息系統(tǒng)的基本算法之一。隨著三維離散點的獲取技術(shù)不斷完善，對于大量三維離散點的分類、插值和曲面重建等需求不斷增加，快速、高效地實現(xiàn)給定條件下的K-近鄰查詢已經(jīng)成為當前三維地理信息系統(tǒng)研究的熱點問題。K-近鄰查詢是在二維或三維離散數(shù)據(jù)集S中查找K個與待查點歐氏距離最近的點。

在大比例尺成礦預測研究中，存在大量地質(zhì)、地球化學、地球物理原始點采樣數(shù)據(jù)。針對這些原始數(shù)據(jù)提取的方法是基于預測單元格中心點的空間插值算法，例如：以單元格的中心為待插值點，使用克立格、反距離加權(quán)法等方法獲取單元格的屬性信息。因此，K階近鄰的快速搜索技術(shù)是實現(xiàn)預測要素快速提取的重要步驟之一。

4）基于證據(jù)權(quán)重算法與三維可視化技術(shù)的隱伏靶區(qū)優(yōu)選技術(shù)

近年來，礦產(chǎn)資源勘查評價中的GIS技術(shù)應用的通常做法是采用所謂證據(jù)權(quán)重法。證據(jù)權(quán)法是定量分析和綜合多源專題地學數(shù)據(jù)層的方法，生成量化的含礦潛力圖。在采用傳統(tǒng)方法的礦產(chǎn)勘查工作中，常常需要對比分析地質(zhì)、地球物理和地球化學等專題圖件，圈出值得進一步工作的靶區(qū)，證據(jù)權(quán)法實際上就是傳統(tǒng)勘查方法的數(shù)字化“版本”。