[發(fā)明專利]煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的分析方法以及分析計算設備

在審

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• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112668622A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 許娜;徐傳鵬;彭蒙蒙;楊宇辰;何立志;黃斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F3/0484
• 代理公司: 北京智匯東方知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 劉長江

本發(fā)明提供了一種煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的分析方法以及分析計算設備。其中分析方法包括：獲取待分析數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)分析設置參數(shù)，待分析數(shù)據(jù)包括待測煤樣本的成分數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)分析設置參數(shù)包括轉(zhuǎn)換算法參數(shù)以及聚類算法參數(shù)，并通過預設的配置有參數(shù)選擇框的圖形用戶界面獲取；調(diào)用與轉(zhuǎn)換算法參數(shù)對應的轉(zhuǎn)換算法對待分析數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，以將待分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為歐式數(shù)據(jù)；調(diào)用與轉(zhuǎn)換算法參數(shù)對應的聚類算法對轉(zhuǎn)換得到的歐式數(shù)據(jù)進行層次聚類運算；按照層次聚類運算的運算結(jié)果生成煤地質(zhì)成分聚類樹形圖。本發(fā)明的方案方便地完成了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、層次聚類、圖形輸出的整個過程，為相關領域研究人員提供了數(shù)據(jù)基礎。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別是涉及一種煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的分析方法以及分析計算設備。

背景技術(shù)

煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的分析具有非常重要的意義，例如可為對于煤中有毒成分釋放、礦物質(zhì)來源、煤灰中金屬回收的研究提供必要的數(shù)據(jù)。除了傳統(tǒng)的物理和化學分析之外，現(xiàn)有技術(shù)中還采用了一些統(tǒng)計方法來研究煤中地質(zhì)成分數(shù)據(jù)。然而在實際研究中，大多煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的分析并不準確，經(jīng)常會出現(xiàn)誤導性結(jié)果。

在煤地質(zhì)成分研究中，存在大量的成分數(shù)據(jù)。比如非常常見的煤樣測試結(jié)果，其單位要么是％，要么是μg/g，都是成分數(shù)據(jù)。成分數(shù)據(jù)(Compositional data)是一種特殊的數(shù)據(jù)，主要區(qū)分于歐式數(shù)據(jù)(歐式空間中的數(shù)據(jù))。成分數(shù)據(jù)簡單的解釋就是百分比數(shù)據(jù)和比例數(shù)據(jù)。成分數(shù)據(jù)有一個特點就是滿足“定和約束”，意思就是數(shù)據(jù)總和為一個定值。例如比如百分比數(shù)據(jù)總和一定是100％(也就是1)，g/kg的數(shù)據(jù)總和肯定為1000g/kg(其實也是1)。

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析算法大多是為歐式數(shù)據(jù)設計的，只適用于歐式空間。在現(xiàn)有技術(shù)對煤地質(zhì)研究中的成分數(shù)據(jù)會用到層次聚類的方法來分析元素的賦存模式。層次聚類算法有兩個重要的步驟：一是計算單個對象之間的距離，二是計算簇(一組元素)之間的距離。直接使用歐式空間的上述算法，實際的計算效果并不令人滿意。然而令人遺憾的是，大多數(shù)情況下研究者不會評估這樣做的后果，而是直接套用歐式數(shù)據(jù)的計算方法。

為了消除或減小成分數(shù)據(jù)進行層次聚類存在的問題，研究人員往往需要對成分數(shù)據(jù)至歐式空間的轉(zhuǎn)換算法進行獨立編程，然后對程序轉(zhuǎn)換出的結(jié)果進行層次聚類分析，操作極為不便，而且層次聚類分析結(jié)果的導出過程也較為復雜。特別對于數(shù)據(jù)量較大，需要進行多種分析結(jié)果進行對比的情況下，給研究者帶來了較大的困擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是要提供一種操作簡單的煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的分析方法以及分析計算設備。

本發(fā)明一個進一步的目的是要提高煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的處理效率。

特別地，本發(fā)明提供了一種煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)的分析方法，該分析方法包括：獲取待分析數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)分析設置參數(shù)，待分析數(shù)據(jù)包括待測煤樣本的成分數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)分析設置參數(shù)包括轉(zhuǎn)換算法參數(shù)以及聚類算法參數(shù)，并通過預設的配置有參數(shù)選擇框的圖形用戶界面獲取；調(diào)用與轉(zhuǎn)換算法參數(shù)對應的轉(zhuǎn)換算法對待分析數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，以將待分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為歐式數(shù)據(jù)；調(diào)用與轉(zhuǎn)換算法參數(shù)對應的聚類算法對轉(zhuǎn)換得到的歐式數(shù)據(jù)進行層次聚類運算；按照層次聚類運算的運算結(jié)果生成煤地質(zhì)成分聚類樹形圖。

可選地，獲取待分析數(shù)據(jù)的步驟包括：讀取待分析的數(shù)據(jù)文件；對數(shù)據(jù)文件進行解析，得到待篩選數(shù)據(jù)；從待篩選數(shù)據(jù)中剔除非數(shù)值樣本數(shù)據(jù)以及超限數(shù)值，將剔除后的數(shù)據(jù)作為待分析數(shù)據(jù)。

可選地，在對數(shù)據(jù)文件進行解析的步驟中還包括：提取數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)名稱文本；并且在按照層次聚類運算的運算結(jié)果生成煤地質(zhì)成分聚類樹形圖的步驟還包括：將數(shù)據(jù)名稱文本作為煤地質(zhì)成分聚類樹形圖的坐標軸標簽。

可選地，數(shù)據(jù)文件為數(shù)據(jù)表格，用于按照行或列存儲各項煤地質(zhì)成分數(shù)據(jù)。