非线性矿产资源预测定量模型研究

发布时间：2016-11-05 17:51

  本文关键词：非线性矿产资源预测定量模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2015年

非线性矿产资源预测定量模型研究

刘文博  

【摘要】：在矿产资源精细化预测中，定量预测模型的稳定性与适用性关系到模型的预测质量与精度问题。矿产资源定量模型是在地质空间变量支撑下所建立的线性及非线性数学表达模型，模型的稳定性与适用性除与样本容量有关外，主要取决于地质变量的功能性度量。由于地质变量集合在表达资源量联结关系时，常常因变量的作用程度与作用范围不同，而与资源边界品位变化呈互动关系，因此变量的权重并非固定不变，在某种约束条件下权重将发生变化，这可归结为群体关联条件下的变权模型研究；由于地质变量的载体多为地质空间客体，则地质体的空间分布与变异性直接影响地质变量的相关性、结构性与奇异性，这即要求讨论地质载体的数字特征；另一方面，由于形成地质变量的地质数据存在大量噪声，某些情况下地质信号呈现积弱状态，要求建模之前首先进行数据滤波与信号放大处理。本文就上述问题逐一展开探讨，试图建立一系列创新性的定量计算模型，具体内容如下： 1.地质变量权模型 地质变量的权系数度量是建立地质模型的重要内容，传统变量权系数一般定义为常系数，由于变量的群体互动制约关系，影响变量的结构性与相关性，因此常数权存在一定的局限性，为克服常数权的这一弱点，本文提出了基于状态向量的变系数赋权模型，并对已有形式的状态变权向量进行修改，给出了对数型状态变权向量，以此作为地质变量权系数度量标准。同时结合白山地区1:20万地球化学测量数据，基于指数型和对数型状态变权向量计算出所选样品的单元联系度，与常数权得到的单元联系度相比，尽管联系度排序呈现出总体的相似性，但局部确有明显的不同之处，说明基于状态变权向量构造的地质变量权函数更为灵活，精细。 2.地质空间数字频谱分析模型 地质空间是由各种类型的地质实体混成堆积而成的上地壳物质层次。有关地质实体的数字特征研究一直是数学地球科学领域三大热点与难点问题之一。地质体数字特征是揭示地质空间演替特性的度量指标，也是表达地质空间分布与变异性的关键性内容，任何地质体的存在均是地壳演化过程的阶段性产物，其数字特征是观测尺度下时空状态描述。本文就这一问题的探讨提出一种地质实体数字频谱分析理论，旨在用地学频谱模型抽象表达各类地质体的自相关性与互相关性，给出数字频谱的定义及数学证明,并提出地学信息的一般性信息编码方法极其应用原则。试图为地质空间预测与决策提供一种新理论、新方法。本理论方法可直接应用于矿产资源预测及地质灾害预警两类地学目标研究。 3.矿产资源储量的小波分析方法 由于地质数据在空间分布上存在叠加效应，使得数据结构上形成较大的噪声，往往掩盖地质客体的真实数字信息，因而造成地质体模式识别上的困难。为滤除地质噪声的影响，需要根据数据空间分布与变异性进行有效滤波与弱信号放大，为此本文运用小波理论建立地球化学数据组合求异弱信号滤波与放大模型。基于离散小波变换和极大重叠离散小波变换，对白山地区地球化学元素数据进行多分辨率分析，在不同的尺度下（高频和低频）分析每种化学元素的含量的变化趋势并找到异常点。同时基于小波方差原理，在不同的频率下分析每种元素含量的波动程度。 上述三种方法作为非线性矿产资源定量预测模型的关键性内容之一，将为非线性矿产资源定量预测提供一种常识性的理论方法，经过本案例的试算，，证明此三法不失为既有理论价值和实际应用价值的研究成果。 综上所述可将本文创新点归纳如下: (1)给出基于状态变权向量的地质变量赋权数学模型。 (2)给出广义资源总量定量估算的随机变量多重积分收敛模型。 (3)应用小波理论给出了地球化学组合求异中的滤波方法。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P624.7
【目录】：

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