基于三维克立格方法的可视化储量估算

金属矿体在地下空间的变化性非常大,难以直接观测,对其精细的三维形态表征和刻画一直是科学计算可视化和空间(地质)统计学的研究热点和难点之一。三维空间的复杂性使得克立格储量估算具有极大的不确定性和经验性,利用三维可视化能够直观地反映变异性分析及储量估算结果,提高估算准确性与合理性。针对各向异性套合与储量估算,提出基于三维克立格方法的可视化储量估算：首先利用三维CAD技术构建算法底层对象;然后采用可视化方式改进变异性分析,并提出基于Hamilton四元数法的各向异性套合改进算法;最后采用克立格法估计储量,并依据可视化结果对某些误差较大的决策方案进行修改,提高克立格计算的准确性和客观性。使用克立格可视化储量估算方法对新疆阿舍勒铜矿床和西藏甲玛铜矿床进行储量估算实验。实验结果表明,变异性计算结果符合实际勘探情况,储量估算误差为5%～10%,储量估算结果可信,克立格可视化储量估算方法有效。     

铜矿数字矿床模型专家系统的原理与技术实现

数字矿床模型是指将传统的地质学语言描述的矿床特征,转化成计算机可以识别的数字和符号,并加入人工智能的推理规则和知识,使之具备矿床自动推理和勘查辅助决策的功能。本项研究是在基于前人的工作基础上,结合国内外数字矿床模型的先进理论和经验进行了系统的实现。本文论述了铜矿床数字化的方法原理以及在系统实现时的关键性技术问题。系统知识库和规则库的建立是在多位铜矿专家的协助下完成的,专家对一系列先验概率等相关参数进行赋值,并用统计学方法下进行了处理。铜矿专家系统中知识库和规则库的保存和管理使用了数据库开发技术,采用数据挖掘作为知识发现的新手段。系统使用产生式规则,采用主观贝叶斯方法为推理的总体算法,搜索策略采用广度优先向前搜索的策略;在地质证据的输入方面不只提供与铜矿类型直接相关的证据,同时系统也提供了更为充分的地质证据,使推理的过程更加可靠和合理,同时地质词典功能的加入方便用户对相关地质术语进行查询和检索。系统不仅能实现单一成因的矿床进行推理,也能对复合矿床类型进行推理。     

基于灰靶模型的宜兴市农村居民点布局适宜性评价及分类调控研究

对农村居民点布局适宜性评价方法的探讨,不仅能丰富农村居民点布局研究的理论体系,也有利于开展农村居民点规划和整理工作。以江苏省宜兴市为例,综合考虑其社会经济和农村居民点布局特点,从自然地理条件、区位条件、生产条件以及生态环境条件4个方面建立评价指标体系,基于灰靶模型研究农村居民点布局适宜性,并据此提出相应的分类调控对策。研究结果表明:宜兴市农村居民点适宜性等级总体较高;在空间上呈现中、北部平原地区的农村居民点布局适宜性整体高于南部丘陵山区的分布特征。针对不同适宜等级提出的分类调控对策可以为当地农村土地整治、村庄规划等实际工作提供一定的参考。     

东南丘陵山区深水水库两种浮床植物脱氮效率对比研究

为探究东南丘陵山区深水水库中生态浮床技术深度脱氮的效率及管理措施,以大型山谷型深水水库千岛湖为例,选取湿生植物空心菜(Ipomoea aquatica)和水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum),采用生态浮床技术,开展了原位模拟实验对比研究,探究不同营养盐浓度和光强下两种植物的生长状况与氮素去除效率。结果发现:(1)空心菜长势受营养盐和光照条件影响明显,添加氮磷后(TN=2.37 mg/L,TP=0.046 mg/L)的空心菜生物量是原位水体(TN=0.66 mg/L,TP=0.028 mg/L)的1.6倍,适当遮光有助于浮床植物生长,40%遮光条件下空心菜的生物量是不遮光条件下的1.5倍;而粉绿狐尾藻生长受营养盐和光照条件影响均较小。(2)空心菜对于水体氮素净化能力显著高于粉绿狐尾藻,在最佳条件下空心菜和粉绿狐尾藻对氮素的去除效率分别达到213.30和44.23 mg/(m²·d)。(3)空心菜去除氮主要以植物同化作用为主,占70%以上TN去除量,40%遮光环境通过明显提升空心菜同化吸收氮量和根系反硝化速率增强了氮的去除能力;粉绿狐尾藻同化吸收和反硝化脱氮作用各占50%左右,以遮光75%下脱氮效果最好。本研究表明,采用生态浮床技术能够强化深水水库的脱氮能力,空心菜更适合在氮浓度较高的水体生长,夏季为空心菜和粉绿狐尾藻浮床分别进行40%和75%的遮光处理将有更好的水质净化效果。因此,在滨岸湿地匮乏的深水水库实施多种植物搭配的生态浮床技术强化水体脱氮作用是一种行之有效的水质改善方法。     

超声电视测井图像中异常点剔除算法

针对超声电视测井图像中经常会出现的异常点问题,提出了一种采用全变分的修复算法（TV算法）来剔除异常点。该方法先在选定的区域里根据阈值来确定要剔除的异常点,然后利用全变分的图像修复算法去修复这些异常点。实验结果证明,该方法能够很好地对异常点进行剔除,保证测井图像的完整性,明显地改善图像质量,对实际测井资料的处理具有很重要实际意义。     

时频技术在砂砾岩体沉积期次划分中的应用方法初探

砂砾岩体为近物源、快速堆积近岸水下扇沉积,扇体厚度大,横向变化快,巨厚砂砾岩体内部精细地层划分对比为勘探难点.通过三维地震资料时频分析技术,砂砾岩体内幕岩性划分结果与岩心资料、成像资料吻合率较高,为该区厚层砂砾岩体内部地层精细划分与对比提供可靠地质依据,对隐蔽油气藏勘探具良好实用性及应用前景.     

多目标珊瑚岛礁地貌遥感信息提取方法——以西沙永乐环礁为例

南海珊瑚岛礁资源极为丰富,实时、快速、高效、准确地获取大范围珊瑚岛礁地貌遥感信息具有现实意义.研究提出了一种双尺度转化下的模型与数据混合驱动的岛礁地貌信息提取框架,并设计了珊瑚岛礁地貌分类体系及相应技术流程:首先采用自上而下模型驱动的GVF Snake模型进行宏观地理分带的粗分割,然后采用自下而上数据驱动的云影极值抑制下多阈值OTSU分类算法进行微观地貌类型的精细分类,最终利用区域生长算法提取离散分布的暗沙、暗滩等浅水地貌单元.针对西沙永乐环礁利用CBERS-02B数据进行实验,精度验证表明:珊瑚岛礁地貌遥感信息提取方法总体精度优于经典数据驱动的监督分类算法,且具有抗噪能力强、顾及空间拓扑关系、自动灵活等特点.     

我国常用湖泊营养状态指数研究进展与展望

湖泊(包括自然湖泊和人工水库)富营养化已成为世界性的环境问题,营养状态指数是目前最流行的富营养化水平量化方法。然而,不同营养状态指数的基本逻辑和适用水体等方面存在明显差异,不当选取可能会造成营养水平和相关水华风险的错误估计,并引发湖泊保护和修复措施的错位。鉴于此,本文对我国常用营养状态指数的构建思路、共性和差异以及不确定性来源等进行了综述。总体来看,营养状态指数基本构建思路分3种:1) Carlson指数型(如TSI),以透明度(SD)为核心参数,使用SD的2倍变化对应指数的10分差值,假定SD 为64 m时记为指数值0分;2)改良TSI指数型(如TSIm),以叶绿素a(Chl.a)为核心参数,使用Chl.a的2.5倍变化对应指数的10分差值,假定Chl.a 1000 μg/L对应该指数100分;3)营养足迹指数型(如TFI),该指数亦使用Chl.a指示藻类生物量,Chl.a的e倍关系对应藻类生物量的二倍变化和指数10分差值,假定Chl.a为10 μg/L时对应该指数50分。根据上述假设得出对应的基础参数评估方程,然后均以基础参数(SD或Chl.a)与衍生参数间的经验方程 “直接替换”获得衍生参数的评估方程。如上可知,营养状态指数均体现了数值增大表征藻类初级生产力和伴随的水华风险提高的共性,同时本文也从:1)数据集属性和基础指标评估方程获取的方法;2)衍生指标评估方程获取的统计原理;3)分项指标的权重设置方式3个方面分析营养状态指数之间的差异性。未来展望方面,首先,鉴于当前营养状态指数均属于通用性指数,因而建议未来基于上述3种基本类型开发因地制宜的营养状态指数,实现湖泊藻类生产力和水华风险的精准指示;其次,营养状态指数的生态学依据是藻类限制因子理论,营养状态指数各分项指标(即基于总氮、总磷、SD和Chl.a)的差异可以指示初级生产力的限制因子,建议未来开展营养状态指数分项指标差异机制研究,以指导藻类水华防控措施精准施策;再次,除富营养化外,湖泊生态健康受损往往也与其它压力有关,建议未来开展湖泊生态健康对富营养化和其他压力的综合响应机制研究,制定服务于湖泊生态系统健康提升的精准调控路径。本文目的并非将营养状态指数的通用属性“复杂化”,而是旨在阐明营养状态指数的“前世今生”,进而为广大湖泊富营养化相关人员使用指数时提供参考,也希望为我国湖泊营养状态精准量化、后续保护和修复措施的精准实施提供科学依据。     

中国铁矿床品位-吨位模型

文章以2005年国家有关部门公布的铁矿储量数据为依据,在拥有翔实和权威的铁矿数据材料的基础上,经过分析整理和统计计算,以铁矿的6种矿床类型(沉积变质型、沉积型、矽卡岩型、岩浆岩型、火山岩型和风化型)为划分依据,建立了中国铁矿及其伴生矿种的品位和吨位模型,并对其品位-吨位联合分布的模型进行了研究。通过研究得出结论,中国铁矿的资源量不服从正态分布,经过对数变换后服从正态分布,品位除了矽卡岩之外都直接服从正态分布。由于铁矿的品位和吨位之间相关性较差,因而不具备分形特征。最后通过建立吨位和品位的直方图来构造正态分布函数,从而实现累计概率曲线的拟合。在取得了远景区的矿床类型、矿床数分布以及矿床的品位和吨位的累计概率曲线后,可以使用计算机通过蒙特卡洛模拟的方法来实现远景区资源量的预测和模拟。