地質(zhì)大數(shù)據(jù)對(duì)礦山工程地質(zhì)勘查工作的影響研究

王天祿

（鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司，遼寧 鞍山 114001）

1 礦山工程地質(zhì)建模方法

地質(zhì)大數(shù)據(jù)主要指通過礦產(chǎn)勘查不同階段進(jìn)行收集的科學(xué)大數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)呈現(xiàn)多樣化，主要包括時(shí)空多、數(shù)據(jù)信息類型多、源頭多以及獲取的方式較多等。在礦山工程地質(zhì)勘查工作過程中，地質(zhì)大數(shù)據(jù)能夠以多種形式存在，其主要包括文本、圖像以及數(shù)據(jù)信息等，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，大量數(shù)據(jù)信息開始出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，但其能夠提供的信息具有一定局限性。針對(duì)呈現(xiàn)規(guī)?；牡V山工程地質(zhì)勘查項(xiàng)目而言，其數(shù)據(jù)信息管理技術(shù)手段對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及使用具有極高的重視程度，而針對(duì)地質(zhì)信息科學(xué)理論、技術(shù)體系框架以及方法而言，其發(fā)揮的指導(dǎo)作用相對(duì)較差。在該種情況下，三維地學(xué)建模工具如圖1在地質(zhì)大數(shù)據(jù)的背景下持續(xù)發(fā)展，并逐漸進(jìn)入公眾視野，成為學(xué)者重點(diǎn)研究課題，為促使礦山工程地質(zhì)勘查工作實(shí)現(xiàn)可視化及數(shù)字化，必須對(duì)地質(zhì)大數(shù)據(jù)形成正確認(rèn)知，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)利用。MapGIS 10.3三維地學(xué)建模工具支持矢柵一體的三維地質(zhì)模型構(gòu)建，通過高效插值，對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分。矢柵一體地質(zhì)模型構(gòu)建過程如圖2，柵格化—規(guī)則六面體網(wǎng)格如圖3，在實(shí)際工作中，工作人員應(yīng)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)工程地質(zhì)模型進(jìn)行建立，并促使其呈現(xiàn)精細(xì)化與動(dòng)態(tài)化，以此為找礦決策分析提供技術(shù)層面的支持，進(jìn)而為礦山工程順利實(shí)施提供保障。在地質(zhì)大數(shù)據(jù)持續(xù)發(fā)展的背景下，工程地質(zhì)建模方式已進(jìn)行轉(zhuǎn)變，其相較于傳統(tǒng)方式對(duì)動(dòng)態(tài)構(gòu)建與數(shù)據(jù)信息的革新具有更高的關(guān)注度。因此為確保模型構(gòu)建具備科學(xué)性，必須對(duì)地質(zhì)建模方法進(jìn)行充分掌握，明確其核心內(nèi)容，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建立具備科學(xué)性的地質(zhì)模型，從而為后續(xù)工作及礦山工程順利實(shí)施奠定基礎(chǔ)。針對(duì)礦山工程地質(zhì)建模方法而言，其主要內(nèi)容如下[1]。

圖1 三維地學(xué)建模工具（動(dòng)態(tài)建模）

圖2 矢柵一體地質(zhì)模型構(gòu)建

圖3 柵格化—規(guī)則六面體網(wǎng)格

1.1 分析數(shù)據(jù)源

在成功獲取地質(zhì)大數(shù)據(jù)后，工作人員應(yīng)及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行建立，以此對(duì)地質(zhì)勘查工作中獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。針對(duì)勘查數(shù)據(jù)而言，其包括的類型主要有地震測(cè)試分析、勘探區(qū)域具體狀況以及礦山生產(chǎn)開采管理等。上述數(shù)據(jù)信息是工作人員開展三維地質(zhì)建模工作的重要基礎(chǔ)，因此必須對(duì)其形成正確認(rèn)知。通過對(duì)三維建模工作步驟及具體需求進(jìn)行分析，工作人員可對(duì)已獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，以此建立具備獨(dú)立性的數(shù)據(jù)集市，并將模擬出的數(shù)據(jù)集市作為基礎(chǔ)，在其操作環(huán)境中對(duì)建模需要的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行直接獲取。由于建模過程需要的數(shù)據(jù)信息種類及源頭較多，且結(jié)構(gòu)存在較大的差別，故而在實(shí)際工作中，應(yīng)結(jié)合不同數(shù)據(jù)類型及維度開展對(duì)數(shù)據(jù)的清洗及提取等工作，并以自下而上的方式進(jìn)行構(gòu)建。從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源屬于中間層數(shù)據(jù)模型，其具體概念模型如下（如圖4所示）。

圖4 數(shù)據(jù)集市概念模型

在深入分析地質(zhì)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源后，工作人員將成功獲取概念模型以及與包括的信心與維度表存在直接關(guān)系的描述。在該概念模型中，其包括的內(nèi)容呈現(xiàn)多樣化，主要有圍巖維度表、數(shù)據(jù)集市事實(shí)表、礦體維度表、地層維度表、物探異常維度表以及礦化蝕變維度表，不同維度表均具有不同的內(nèi)容描述（如表1所示）。根據(jù)維度表中的形式對(duì)地質(zhì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分類，工作人員將成功獲取具備編碼體系的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成對(duì)地質(zhì)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源分析工作。

表1 數(shù)據(jù)源類型

1.2 三維隱式建模

圖5 三維建模流程

本文采取的建模方式與目前采用的傳統(tǒng)顯式建模方式存在較大的差別。針對(duì)顯式建模方式而言，其對(duì)建模人員主觀認(rèn)識(shí)具有較強(qiáng)的依賴性，且多是以人機(jī)交互為主，輸入的數(shù)據(jù)信息的類型及尺度必須具備良好的一致性，例如勘探工程與分析的剖面必須相互匹配。但本文采用的隱式建模方式以空間插值模擬為核心技術(shù)，對(duì)人機(jī)交互工作形式不具備要求。在實(shí)際工作中，僅對(duì)插值方法及參數(shù)進(jìn)行明確與輸入后，即可對(duì)地質(zhì)對(duì)象內(nèi)部空間屬性數(shù)據(jù)場(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)模擬，其內(nèi)部設(shè)定的約束條件能夠?qū)θS模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)化提取與形成，以此提高建模效率及效果。在實(shí)際建模過程中，由于人機(jī)交互工作量已明顯降低，故而工作人員能夠在重現(xiàn)建模結(jié)果的基礎(chǔ)上，以便捷的方式快速更新建模，并確保其具備良好的實(shí)時(shí)性，以此為礦山工程地質(zhì)勘查工作使用的三維地質(zhì)模型提供保障，確保其與最新的地質(zhì)大數(shù)據(jù)具備一致性。

2 地質(zhì)大數(shù)據(jù)對(duì)礦山工程地質(zhì)勘查工作產(chǎn)生的影響

通過實(shí)際調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，正式開展礦山工程地質(zhì)勘查工作時(shí)，可選擇對(duì)獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與處理，以此為后續(xù)工作提供依據(jù)，提高其勘查效率的同時(shí)，為勘查結(jié)果提供保障。針對(duì)地質(zhì)大數(shù)據(jù)而言，其能夠?qū)ΦV山工程地質(zhì)勘查工作產(chǎn)生直接影響，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2]。

2.1 提高部門工作能力

在科學(xué)利用地質(zhì)大數(shù)據(jù)的情況下，礦山工程地質(zhì)勘查工作部門的工作能力將得到顯著提高。針對(duì)礦山工程勘查工作而言，其實(shí)際工作量相對(duì)較大，且必須對(duì)多項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行考察，故而其對(duì)數(shù)據(jù)具有較高的要求。但傳統(tǒng)數(shù)據(jù)整體較為落后，無法有效滿足現(xiàn)代化儀器具備的基本需求，極有可能對(duì)工作質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此為解決該點(diǎn)問題，有必要提高地質(zhì)勘查工作部門的工作能力及工作效率，深入挖掘該部門的核心價(jià)值，進(jìn)而為地質(zhì)勘查工作效果提供保障。

2.2 促進(jìn)地質(zhì)勘探方式革新

通過地質(zhì)大數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)地質(zhì)勘探方式將得到革新。針對(duì)傳統(tǒng)地質(zhì)勘探工作方式而言，其涵蓋的信息量相對(duì)較小，故而在實(shí)際勘探過程中，必須適當(dāng)增加人力及物力，以此對(duì)重要數(shù)據(jù)信息進(jìn)行補(bǔ)充與豐富，進(jìn)而滿足后續(xù)工程實(shí)際需求。但從礦山工程地理信息的角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)實(shí)際勘查中存在許多因素能夠?qū)υ摲N勘探方式的有效性及效率產(chǎn)生影響，例如人為因素以及地勢(shì)因素等，致使發(fā)生變化的速度顯著增加。由此可見，傳統(tǒng)地質(zhì)勘探方式具備一定程度的局限性與阻礙性，且極有可能導(dǎo)致勘探結(jié)果出現(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致后續(xù)工程無法順利實(shí)施。因此有必要對(duì)地質(zhì)勘探方式進(jìn)行革新，提高其效率及精準(zhǔn)性。

2.3 提高地質(zhì)勘查工作性能

針對(duì)傳統(tǒng)礦山工程地質(zhì)勘查工作而言，其工作性能相對(duì)較低，導(dǎo)致工作人員在實(shí)際工作中無法從任務(wù)的角度出發(fā)，難以對(duì)大量的地理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)記錄。在工作人員記錄大量數(shù)據(jù)信息后，必須耗費(fèi)大量的時(shí)間成本開展對(duì)數(shù)據(jù)的整理與分析工作，工作人員可選擇對(duì)地質(zhì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，科學(xué)使用其數(shù)據(jù)處理能力，以此對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速與精準(zhǔn)處理，以此為地質(zhì)勘查工作效率提供保障。

3 結(jié)語

綜上所述，地質(zhì)大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代礦山工程地質(zhì)勘查工作中具有重要地位，其能夠?qū)Φ刭|(zhì)勘查工作產(chǎn)生積極影響。因此在后續(xù)工作中，必須正確認(rèn)識(shí)到地質(zhì)大數(shù)據(jù)的可靠性，并將其應(yīng)用于地質(zhì)勘查工作中，進(jìn)而提高勘查效率及精準(zhǔn)性。基于此，礦山工程順利實(shí)施將得到保障。