基于層次分析法的找礦預(yù)測系統(tǒng)

羅 彬，劉友明，肖 壯

（1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一O隊(duì)，江蘇 南京 210000；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八O九隊(duì)，江蘇 南京 210000）

1 基于層次分析法的找礦預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 礦山鉆探儀的設(shè)計(jì)

針對礦山進(jìn)行打孔鉆洞是找礦預(yù)測工程中最關(guān)鍵的步驟，鉆探儀的設(shè)計(jì)直接影響找礦點(diǎn)的精準(zhǔn)度，是一種可直接作用于找礦工程的最直接設(shè)備，內(nèi)部包括馬達(dá)、鉆孔機(jī)、動力設(shè)備等[1]。在進(jìn)行分層找礦時(shí)，通過內(nèi)部的馬達(dá)裝置對勘查點(diǎn)施加壓力，通過中樞控制器進(jìn)行設(shè)置礦點(diǎn)深度，進(jìn)行底層巖石樣品的采集。

1.2 礦區(qū)遙感儀器的設(shè)計(jì)

通過礦區(qū)鉆探儀進(jìn)行礦區(qū)底層樣品的抽取，采用計(jì)算機(jī)遙感設(shè)備將采取樣品進(jìn)行合成分析處理，依據(jù)一起的電磁波應(yīng)用原理，將礦區(qū)內(nèi)圖像、聲音、反饋電磁波進(jìn)行集中合成，確定成礦模及區(qū)域。將電磁波發(fā)射源分成兩個(gè)部分，一部分直接射向感應(yīng)區(qū)域，另一部分通過設(shè)備過濾折射至礦區(qū)感光區(qū)域，通過礦區(qū)對電磁波接受程度不同對設(shè)備進(jìn)行控制。

2 基于層次分析法的找礦預(yù)測系統(tǒng)功能軟件設(shè)計(jì)

基于層次分析法的找礦預(yù)測系統(tǒng)中，軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)最主要的功能是實(shí)現(xiàn)對于地質(zhì)環(huán)境的數(shù)據(jù)處理，對系統(tǒng)硬件設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)（包括地質(zhì)層斷裂、當(dāng)?shù)貛r石屬性、地理位置板塊位移）進(jìn)行處理，確定具體礦層點(diǎn)，找出密集成礦的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行多種方法的分析，劃分成礦預(yù)測區(qū)域，將成礦區(qū)域進(jìn)行成像[2]。主要分為三個(gè)模塊，模塊之間存在相輔相成的關(guān)系，互相作用形成找礦預(yù)測的軟件系統(tǒng)。

2.1 地質(zhì)信息采集模塊

是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集與分析的基礎(chǔ)步驟，對成礦預(yù)測范圍及礦層變量分析有著級大的影響，采用單元格劃分的形式，量化標(biāo)準(zhǔn)的處理硬件設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，將信息以矩形陣勢進(jìn)行排列，將其排列后進(jìn)行圖像分析處理，具體公式如下所示。

矩形陣記為X，Y分別為兩個(gè)坐標(biāo)軸，通過坐標(biāo)之間計(jì)算求出成礦位置點(diǎn)的平均數(shù)與方差，進(jìn)行二次圖像分析，析出與成礦關(guān)系想進(jìn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，進(jìn)行單元格重組劃分，設(shè)置變量系數(shù)，提取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地址信息采集模塊的功能。

2.2 遙感信息處理模塊

針對遙感設(shè)備收集到的信息實(shí)現(xiàn)拆分處理，主要涉及到環(huán)狀線性構(gòu)造的釋譯及蝕變巖石的數(shù)據(jù)處理。環(huán)狀線性結(jié)構(gòu)與成礦區(qū)域緊密相關(guān)，實(shí)現(xiàn)信息拆分通過對礦層有利角度，密度參數(shù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行釋譯，滿足礦層區(qū)域的圈定。地質(zhì)色彩指示結(jié)構(gòu)的差異性，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行最后數(shù)據(jù)輸出使得控制環(huán)節(jié)，使用C#對礦區(qū)預(yù)測進(jìn)行輸出。核心代碼摘錄如下。

通過計(jì)算機(jī)程序設(shè)定語言代碼，為基于層次分析法的成礦區(qū)域預(yù)測提供有理論基礎(chǔ)，使用波段信號比值分析，將蝕變區(qū)域與圖像結(jié)合實(shí)現(xiàn)遙感信息處理模塊的功能。

2.3 數(shù)據(jù)綜合評估模塊

將所有收集數(shù)據(jù)按變量權(quán)重大小與圖像信息進(jìn)行結(jié)合、實(shí)現(xiàn)找礦預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)疊加，建立空間數(shù)據(jù)模型，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行成礦區(qū)域的預(yù)測或礦物資源量的估算。

3 對比實(shí)現(xiàn)論證

圖1 對比實(shí)驗(yàn)反饋數(shù)據(jù)

為了驗(yàn)證基于層次分析法的找礦預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性，對找礦預(yù)測的準(zhǔn)確率進(jìn)行了如下多次對比試驗(yàn)，為保證整體實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性，多次試驗(yàn)均在同一地區(qū)相同地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行。首先采用傳統(tǒng)找礦預(yù)測系統(tǒng)對礦山進(jìn)行礦物資源監(jiān)測，再用文章設(shè)計(jì)的基于層次分析法的找礦預(yù)測系統(tǒng)對相同礦區(qū)再次進(jìn)行監(jiān)測，做出對比試驗(yàn)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，如圖1所示。

通過圖1分析兩種系統(tǒng)對于找礦預(yù)測的能力，通過A、B、C、D、E、F點(diǎn)與A1、B1、C1、D1、E1、F1點(diǎn)之間的準(zhǔn)確率對比，可以得出結(jié)論：在相同地區(qū)同種環(huán)境下，經(jīng)過多次對成礦區(qū)域的預(yù)測，基于層次分析法的找礦預(yù)測系統(tǒng)對成礦區(qū)域的預(yù)測準(zhǔn)確率要高，準(zhǔn)確率提高約15%。

4 結(jié)語

隨著層次分析法的應(yīng)用在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不斷普及，在進(jìn)行找礦預(yù)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中逐步發(fā)現(xiàn)找礦預(yù)測系統(tǒng)存在的不足。通過對礦區(qū)進(jìn)行勘查，并對收集數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)，保證了人們對礦區(qū)找尋過程中的便捷安全性?；谀壳暗恼业V預(yù)測技術(shù)，還應(yīng)當(dāng)不斷地加強(qiáng)對找礦預(yù)測的研究，不斷實(shí)現(xiàn)設(shè)備的優(yōu)化與技術(shù)的科學(xué)性，將系統(tǒng)逐步完善。