當前基于巖組定量劃分的非單元數據最優分割法探討

（浙江華匯巖土勘測有限公司浙江312000）

摘要：本文主要從以下方面針對當前基于巖組定量劃分的非單元數據最優分割法進行了具體的分析與探討。

關鍵詞：巖組定量劃分；非單元數據；最優分割法

最優分割法是有序聚類中的一種方法，而基于巖組定量劃分的非單元數據最優分割法而且簡化運算量，建立科學的分級標準，且具有較高的準確性。因此，對當前基于巖組定量劃分的非單元數據最優分割法的探討有其必要性。

一、研究背景

在地質勘探中，地層劃分是其中的一個關鍵性任務，尤其是對于煤田地質勘探，主要是通過地層之間界線的整合與整定，利用巖石礦物、古生物化石等地質特征進行分析，通過地層的對比與劃分進行進一步的了解。地層劃分方法目前已經得到了廣泛的應用，這種方法尤其適應于一些較大單元的對比與劃分，且這種方法具有很好的直觀性，一旦地質之間出現差異性不顯著，那么則可以采用以上定性、直觀的方法來地解決，并且在此基礎上進行進一步的劃分和處理，這也是當前地質勘察中最為科學的一種方法。

二、基本原理

在這里對有序質量進行一個具體的明確，一般情況下，所謂的有序質量就是按照一定的順序的地質變量，如巖石強度、巖體的完整性等等，這些都會隨著鉆孔深度的變化而有所變化，同時，這也是解決地層劃分的一個重要統計方法。最優分割法其最為明顯的一個特點就是可以根據質量的分類問題，要保證原地質量不變的情況下，將它們進行科學地劃分，同時，這也時最優劃分割法的本質，通過這種方法可以保證內部樣品之間的差異性，從而更好地進行區分。地層劃分最優化分割計算，首要任務就是進行原始數據分析，采取規格化變換，更好地應用于實際當中。

三、基本思路

在煤田地質勘探中，地層劃分中的多變量最優分割就是將地層按照形成的時代進行有序地排列，變量則為地層元素豐度，若是兩個地層之間的多元素比較接近，那么兩個地層之間的物質來源、地質環境以及形成時代均可以通過差平方和來表示，若是兩者之間相關較大，那么其平方和也相對較大，這時所反映出來的物質來源、地質環境以及形成時代都會存在著較大的差異。通常情況下，地層之間界線的整合與整定，利用巖石礦物、古生物化石等地質特征進行分析，通過地層的對比與劃分進行進一步的了解，具體可以通過最小劃分原則和組內離差平方來表示：

地質數據是相當有序的，為了更好地分層，需要收集各個方面的相關信息，選擇多個變量指標，通過各方面信息的整合，并且在多變量的情況下，地層劃分方法可以將單元有序數據進行調整，并且運用分割原理，進行多個單元的引申，并且對多個有序品進行相應的分割處理，通常情況下，我們將其稱為段直徑，目前已經得到了廣泛的應用，這種方法尤其適應于一些較大單元的對比與劃分，且這種方法具有很好的直觀性，通過對一段樣品之間多個變量的相互俁并，將其發展成為多個變量，科學處理，一旦地質之間出現差異性不顯著，那么則可以采用以上定性、直觀的方法來地解決，并且在此基礎上進行進一步的劃分和處理，這也是當前地質勘察中最為科學的一種方法。但是近年來，隨著工程技術的發展，大量數學方法的運用，通過電子計算機進行定量分析已經成為時下的一種趨勢，與此同時， 借助于數學方法的運用，提出了定量劃分的非單元數據最優分割法，為了確保不同變量之間共有的數據基礎，需要對多個變量進行規范化處理，確保數據的準確性，同時，對數據進行正規化的轉換，突出原始數據的矩陣元素，從而獲得以下正規化數據：

四、應用實例

在這里以長江公路大橋施工勘察階段為例進行說明：整個工程中，橋位總共含有27個技術鉆孔，通過詳細的巖心點荷載強度分析、超聲波檢測，獲得相關的指標測量曲線，其他鉆孔則按照相關的要求，進行結構面的觀測，并且與技術孔進行對比分析，將鉆孔具體的結果以及研究方法表示出來，具體以M1和M2對有序質量進行一個具體的明確，在本工程中，每一個鉆孔主要表現三種不同的定量數據，在這里以超聲波速測深度為準，結合地層劃分有序質量，獲得一組有序的數據，按照一定順序，對地質變量，巖石強度、巖體的完整性等相關指標進行分析，這些有序數據由于會隨著鉆孔深度的變化而有所變化，為此，可以通過輸入多元數據來進行劃分，將最優分割計算程序進行整合處理，得到最2段和10段的最優分割，包括具體的分割點、段數以及離差平方等，同時，選擇最佳的曲線，以表現出為最佳分段數，從而更好地解決地層劃分，另外，根據以上方法，鉆孔M1在鉆探深度范圍內，根據最優分割法可以分為5個單元，而鉆孔M4則可以分為4個單元以確定最好的巖體深度，同時，還可以根據質量的分類問題，要保證原地質量不變的情況下，將它們進行科學地劃分，同時，這也時最優劃分割法的本質，通過這種方法可以保證內部樣品之間的差異性，從而更好地進行區分，具體的深度界線如表1所示：

根據以上分析可以知道地層劃分最優化分割計算，首要任務就是進行原始數據分析，采取規格化變換，更好地應用于實際當中，主要內容就是對地質量進行分類或者是分段，特別是在地層的劃分中，由于受到變質巖、沉積物化學分帶、礦化帶、蝕變帶等一一進行劃分處理，通過最為明顯的順序變量，以獲得相應的排列順序，從而獲得最優分割，比如本次應用中的地層劃分，將地層按照形成的時代進行有序地排列，變量則為地層元素豐度，若是兩個地層之間的多元素比較接近，那么兩個地層之間的物質來源、地質環境以及形成時代均可以通過差平方和來表示，若是兩者之間相關較大，那么其平方和也相對較大，這時所反映出來的物質來源、地質環境以及形成時代都會存在著較大的差異。此外，在地質分層中，通過收集各個方面的相關信息，選擇多個變量指標，通過各方面信息的整合，并且在多變量的情況下，地層劃分方法可以將單元有序數據進行調整，并且運用分割原理，增強數據直觀性，通過樣品之間多個變量的相互合并，使之成為多個變量，并在此基礎上進行進一步的劃分和處理，從而獲得最優劃分。

結語：

總而言之，隨著近年來工程技術的發展以及一些新的數學方法的運用，通過電子計算機進行定量分析已經成為時下的一種趨勢，借助于數學方法的運用，提出了定量劃分的非單元數據最優分割法，為了確保不同變量之間共有的數據基礎，需要對多個變量進行規范化處理，確保數據的準確性，同時，對數據進行正規化的轉換，突出原始數據的矩陣元素，

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