ГИС–технологии для решения задач «Квалиметрии недр»

Министерство образования и науки Российской федерации ФГАОУ ВПО «национальный исследовательский технологический университет «мисис»

Горный институт (МГИ) Кафедра МДиГ Реферат по дисциплине

«Квалиметрия недр»

на тему: ГИС — технологии для решения задач «Квалиметрии недр»

Выполнил: ст.гр. ГГ-1−10

Яковлев П.Ю.

Приняла: профессор, д.т.н. профессор Руденко В. В.

Москва 2014 г.

Содержание Введение Обзор системы Geostat

Выбор формата исходных данных Выбор метода Способы представления результатов Заключение Список использованной литературы Введение Первоначально необходимо обозначить актуальные задачи квалиметрии недр:

необходимость комплексного подхода к оценке качества минерального сырья в сквозной технологической цепи «недра — рудник (карьер) — склады — отвалы — обогатительная фабрика (ОФ) — хвостохранилище» с использованием инновационных технологий разведки, опробования, добычи и предварительного обогащения полезных ископаемых;

переоценка минерально-сырьевой базы действующих горнодобывающих предприятий с учетом новых экономических условий их хозяйствования;

глобализация мирового рынка минерального сырья;

разработка инновационных технологий оценки качества полезных ископаемых с использованием ядерно-физических методов в недрах, забое, рудопотоках, складах и отвалах, его контроля и сортировки в транспортных емкостях, предварительного обогащения (сепарации);

использование компьютерных технологий на горнообогатительных предприятиях;

применение элементов системы управления качеством полезного ископаемого для повышения эффективности использования минерально-сырьевой базы горнодобывающих предприятий;

расширение ассортимента выпускаемой горной продукции и её соответствие международным стандартам;

усиление роли сертификации для подтверждения гарантированного качества продукции недропользования.

Методика исследований квалиметрии недр заключается в использовании теории геометрии недр, законов естественных и горных наук, математических и экономических методов для разработки собственных теорий, законов, принципов, методов и способов их применения на практике.

Рассмотрим научное направление — разработка моделей и методов количественной оценки качества полезного ископаемого, основными научными задачами которого являются:

обоснование методики разведки при разработке месторождения полезного ископаемого с оценкой достоверности геологоразведочных данных;

построение модели месторождения (цифровой, блочной, каркасной, 3-D, виртуальной) на основе многофакторной геометризации полезных ископаемых с учетом геолого-технологического картирования его участков, что позволяет районировать месторождение для его эффективной разработки с учетом требований обогатительной фабрики к качеству полезного ископаемого;

выбор и обоснование методов количественной оценки качества полезных ископаемых с определением их промышленной пригодности;

оценка достоверности количества и качества полезных ископаемых.

Единые принципы подсчета и учета запасов полезных ископаемых в недрах и определения их изученности и подготовленности для промышленного освоения устанавливаются Классификацией запасов.

На сегодняшний момент в мире существует большое количество классификаций запасов полезных ископаемых, каждая из которых имеет свои особенности.

Обзор системы Geostat

Компания StatSoft Russia, разработавшая систему GeoStat — эксклюзивный представитель американской компании StatSoft Inc. в России. StatSoft Inc. на сегодняшний день является одним из крупнейших в мире разработчиков статистического и аналитического программного обеспечения. Программные продукты StatSoft поддерживаются глобальной сетью филиалов и дистрибуторов в разных странах и используются в основных университетах, корпорациях и правительственных учреждениях во всем мире.

GeoStat разрабатывается как специализированная система анализа данных, позволяющая с помощью удобного интерфейса выбирать адекватные методы анализа, планировать действия и проводить законченные геостатистические исследования с визуальным представлением результатов, оценкой точности и значимости наблюдаемых эффектов, подготовкой подробного аналитического отчета.

Система GeoStat является узкоспециализированным приложением, содержит тщательно отобранные статистические функции, обеспечивающие анализ геологических данных. Система учитывает специфику геологических данных и обеспечивает выбор адекватных методов анализа и построение моделей в удобном для исследователя интерфейсе, отражающем интуитивное представление геолога о характере исследования.

Мониторинг участков недр сводится к построению адекватной трехмерной модели месторождения (геометризация).

Подобная модель позволяет на основе наблюдений и количественных измерений выявить форму и условия залегания залежей полезных ископаемых и вмещающих их горных пород, другими словами визуализировать геологическую структуру месторождений.

В качестве источников исходных данных система может работать не только с большими базами данных, но и с относительно простым форматом MS Excel (.xls, .xlsx) или STATISTICA (.sta).

Анализы в системе GeoStat направлены не на вычисление какой-либо одной статистической величины или проверку определённого критерия, а на получение исчерпывающего ответа на запрос исследователя.

Система GeoStat рассчитана на самый широкий круг пользователей, занимающихся геостатистическими исследованиями, включая классификацию и кластеризацию проб, моделирование структуры геологических недр, выявление значимых факторов, оценку запасов, построение зависимостей:

система рассчитана на геостатистиков, проводящих анализ текущих данных, формирующих базы данных, планирующих геологические исследования, анализирующих и описывающих результаты исследований.

система рассчитана на студентов и преподавателей геологических факультетов, занимающихся анализом геологических данных.

система позволяет подготовить отчёт о проведённом исследовании, таблицы и графики для диплома, презентации или выступления на конференции.

система позволяет провести как начальное исследование, так и углубленный анализ данных.

система позволяет отображать как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве результаты исследований.

Начальное меню системы GeoStat выглядит следующим образом:

Рис. 1. Начальное диалоговое окно системы GeoStat

Система состоит из нескольких модулей:

Визуальный анализ:

Одномерные гистограммы распределения Двумерные гистограммы распределения Диаграммы рассеяния Линейные графики Диаграммы размаха Диаграммы Вороного Трехмерные графики поверхности Карты линий уровня Геологическое моделирование Описательный анализ:

Вычисление основных описательных статистик (среднее, медиана, мода, дисперсия, ст. отклон, квартили, ошибки среднего доверительные интервалы, корреляции) Анализ вариограмм:

Построение и оценивание трендов Определение меры анизотропии Построение и анализ вариограмм любого типа (круговые вариограммы, направленные вариограммы, подгонка экспериментальных моделей, перекрестная проверка) Интерполяция:

Одномерная Двумерная Трехмерная Методы интерполяции: скользящее среднее, «ближайший сосед», «дальний сосед», полиномиальная регрессия, сплайновая интерполяция, кригинг.

Оценка запасов:

Методы геологических блоков, разрезов, многоугольников, изолиний Оценка точности подсчета запасов Кригинговая оценка запасов Углубленные методы анализа:

Кластерный анализ Факторный анализ Построение объяснительных моделей (дисперсионный анализ, дискриминантный анализ, множественная регрессия) Система GeoStat обладает удобным интерфейсом, реализованным в виде диалоговых окон. Результаты проведённых анализов могут быть представлены непосредственно в системе или в виде аналитических отчётов (см. раздел Способы представления результатов).

Выбор формата исходных данных В системе GeoStat вы можете работать как с готовыми таблицами данных STATISTICA (файлы с расширением .sta), так и с файлами электронных таблиц Microsoft Excel (.xls, .xlsx). См. рис. 1.

Кроме того, система способна работать с данными, выгруженными из баз данных (БД). См. рис. 2.

Рис. 2. Пример импорта данных из БД В том случае, если источником исходных данных является файл MS Excel или STATISTICA, необходимо просто указать месторасположения файла. См. рис. 3.

Рис. 3. Импорт данных из .sta

Выбор метода После выгрузки исходных данных в систему GeoStat пользователь попадает в Основное меню системы, в котором пользователь может выбрать метод для анализа данных. Структура каждого анализа подробно раскрыта в «Обзоре системы GeoStat» (см. выше). Далее пользователь выбирает конкретный метод для анализа и задает его параметры.

Рис. 4. Фрагмент основного меню системы GeoStat

На заднем плане вы можете видеть фрагмент данных, выгруженной MS Excel.

Способы представления результатов квалиметрия недра geostat

Работая в системе Geostat, вы можете сохранять результаты в виде аналитических отчётов, при этом часть наиболее важных результатов будет отображаться непосредственно в окне системы.

Отчёты, созданные с помощью GeoStat, могут быть сохранены в различных форматах:

RTF (Rich Text Format) — это стандартный метод кодировки форматированного текста и графики. Отчёт об исследовании, сохранённый в формате RTF (*.rtf), можно читать и редактировать в любом RTF-совместимом приложении (например, в Microsoft Word).

Кроме того, доступна опция, при которой в rtf-отчет будут включаться объекты STATISTICA. Данная опция позволяет редактировать и дооформлять отчеты, даже когда они уже были получены. В таком случае, редактирование будет происходить через интерфейс системы STATISICA.

HTML-формат (*.html, *.htm) — позволяет быстро адаптировать результаты исследований для публикации в Интернете.

Опция Способ представления результатов доступна в окне любого анализа GeoStat.

Уникальная система GeoStat предназначена для всестороннего анализа геологических данных.

Система GeoStat особенно полезна для геологов-исследователей, занимающихся нефтеразведкой, мониторингом и оценкой запасов полезных ископаемых.

Geostat полностью переведен на русский язык, включая электронное справочное руководство и документацию. Информация содержит общие положения о статистическом анализе данных, подробно разобранные примеры проведения конкретного анализа.

Клиентами являются лидеры в области геологоразведки:

Норильскгеология ТатНефть АЛРОСА и др.

Заключение

ГИС-технологии предоставляют возможность интегрировать в единую информационную среду алгоритмы решения многих прикладных задач, что является чрезвычайно важным при создании проблемно-ориентированных автоматизированных систем горного производства на основе программно-алгоритмических средств, разработанных в различных научных коллективах и, как правило, не доведенных до конечного программного продукта.

Это позволяет в значительной степени унифицировать и систематизировать данные, применяемые в горнодобывающих отраслях промышленности, и выработать единую стратегию информатизации и технического перевооружения предприятий.

Список использованной литературы Попов В. Н., Бадамсурэн Х., Буянов М. И., Руденко В. В. «Квалиметрия недр»: Учеб. пособие для вузов. — М.: Изд-во Академии горных наук, 2000. — 303 с.: ил.