大數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)中的應(yīng)用研究

曹志超 湖南煤田地質(zhì)局第一勘探隊

現(xiàn)階段，人們不斷開發(fā)礦產(chǎn)資源，使得礦產(chǎn)資源越來越少，給礦產(chǎn)開發(fā)工作帶來了較大的難度。在該時代背景下，若想要發(fā)現(xiàn)和開發(fā)出更多。更加優(yōu)質(zhì)的地質(zhì)礦產(chǎn)，利用先進(jìn)技術(shù)是必然發(fā)展趨勢。在勘察地質(zhì)礦產(chǎn)時，需要對比大量數(shù)據(jù)，在該過程中利用先進(jìn)技術(shù)，可以提升精確性和合理性。大數(shù)據(jù)技術(shù)，具有較高儲存安全性、較快處理效率、加高分析精度等優(yōu)勢，把其應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)中，可以有效提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查水平，促使地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)獲得更好的發(fā)展。

一、大數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)中的應(yīng)用意義

大數(shù)據(jù)技術(shù)，主要是指在大量數(shù)據(jù)中利用算法，篩選出隱藏的有價值的信息，通過計算機(jī)技術(shù)統(tǒng)計大量數(shù)據(jù)，進(jìn)行在線分析處理和情報檢索等數(shù)據(jù)處理。在地質(zhì)礦產(chǎn)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)大多是應(yīng)用在整合大量復(fù)雜數(shù)據(jù)和提取相關(guān)數(shù)據(jù)信息方面，如圖1數(shù)據(jù)清洗路徑，提供給地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)可靠的數(shù)字資源，保證地質(zhì)礦產(chǎn)工作效率。在地質(zhì)礦產(chǎn)工作中，涉及很多數(shù)據(jù)資源，推理過程較為復(fù)雜，需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)快速處理數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)整合精準(zhǔn)性[1]。

圖1 數(shù)據(jù)清洗路徑

二、大數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)中的應(yīng)用策略

現(xiàn)階段，在地質(zhì)礦產(chǎn)中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要側(cè)重于數(shù)據(jù)分析與預(yù)測方面，屬于一種可靠的手段。下文針對大數(shù)據(jù)技術(shù)及其在地質(zhì)礦產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（一）聚類分析法

聚類分析法，主要是指聚類分析大量數(shù)據(jù)，其中K-means算法是最為常見的聚類分析法。該中算法的原理是結(jié)合特征向量，把地質(zhì)礦產(chǎn)中特征向量分給和其最相近的聚類中心，聚類中心和分配給其的對象，被稱為一個聚類。在K-means算法中，每一聚類會結(jié)合聚類中心涉及的數(shù)據(jù)對象，重新進(jìn)行計算。在該過程中，算法技術(shù)會把不斷進(jìn)行重復(fù)，一直到某個終止條件為止[2]。

（二）關(guān)聯(lián)分析法

關(guān)聯(lián)分析法，主要是對數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，兩個數(shù)據(jù)的變量存在關(guān)聯(lián)性，或者是多個數(shù)據(jù)的變量存在關(guān)聯(lián)性，即表示兩個數(shù)據(jù)互相關(guān)聯(lián)[3]。在地質(zhì)礦產(chǎn)中，利用關(guān)聯(lián)分析法，對潛在的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，可以較高精準(zhǔn)的預(yù)測地質(zhì)礦產(chǎn)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)而有效保證地質(zhì)礦產(chǎn)工作效率。關(guān)聯(lián)規(guī)則可以利用A=＞B來進(jìn)行表示。

（三）分類與估計法

大數(shù)據(jù)技術(shù)中，數(shù)據(jù)分析是離不開數(shù)據(jù)分類的，而分類與估計法就是把大量歷史數(shù)據(jù)分類，創(chuàng)建分類模型。在地質(zhì)礦產(chǎn)中，相關(guān)人員可以充分利用大數(shù)據(jù)分類法，結(jié)合礦石珍貴程度、可用程度、具體質(zhì)量水平，實施分類工作；在地質(zhì)礦石開采時，相關(guān)人員還可以結(jié)合具體優(yōu)良率，制定科學(xué)合理的開采計劃和安排[4]。與此同時，可以利用估算法，結(jié)合地質(zhì)礦石一項數(shù)據(jù)，估計相關(guān)數(shù)據(jù)。

（四）預(yù)測法

在地質(zhì)礦產(chǎn)中預(yù)測法的應(yīng)用，主要是指利用數(shù)據(jù)分析和估計構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，通過數(shù)據(jù)模型預(yù)測地質(zhì)礦石未知變量。預(yù)測法的作用主要在于可以預(yù)測具體礦石數(shù)量、礦石產(chǎn)量、礦石區(qū)域。在開采地質(zhì)礦產(chǎn)工程時，也可以利用預(yù)測法，預(yù)測具體開采效益、成本消耗、產(chǎn)量數(shù)據(jù)等，對地質(zhì)礦產(chǎn)開采收益對比進(jìn)行預(yù)知，對預(yù)測法準(zhǔn)確概率進(jìn)行明確。該種大數(shù)據(jù)技術(shù)的預(yù)測結(jié)果需要在開采礦石結(jié)束后才可以獲得驗證，通過驗證預(yù)測結(jié)果，對預(yù)測準(zhǔn)確性進(jìn)行預(yù)知，可以為未來預(yù)測地質(zhì)礦產(chǎn)相關(guān)變量打下良好基礎(chǔ)[5]。

（五）描述與可視化法

在地質(zhì)礦產(chǎn)中應(yīng)用的大數(shù)據(jù)技術(shù)中，描述與可視化法是較為直接的一種表現(xiàn)形式，可以把數(shù)據(jù)分析結(jié)果，利用YonghongZSuite等工具，展現(xiàn)出來，促使數(shù)據(jù)分析結(jié)果變得更加清晰可見。在實際工作中，需要利用遙感信息技術(shù)，提取相關(guān)數(shù)據(jù)，利用TM1、TM4、TM5、TM7波段組合，對地質(zhì)礦產(chǎn)中有關(guān)羥基、含碳酸根離子等物質(zhì)蝕變反應(yīng)進(jìn)行提取，如圖2；且利用各類鐵離子遙感異常記錄有關(guān)遙感數(shù)據(jù)，聚類分析各類數(shù)據(jù)，把分析結(jié)果以數(shù)據(jù)模型方式表達(dá)出來，這樣可以對地質(zhì)礦產(chǎn)具體分布情況進(jìn)行清晰觀測[6]。數(shù)據(jù)模型，可以把地質(zhì)礦產(chǎn)中各類礦石具體分布清晰描述出來，相關(guān)人員也可以結(jié)合數(shù)據(jù)模型繪制開采圖紙，對礦靶區(qū)進(jìn)行劃定，促使地質(zhì)礦產(chǎn)開采步驟變得更加具體和可視化，進(jìn)而有效提升地質(zhì)礦產(chǎn)工作質(zhì)量和效率。此外，地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)挖掘需要基于大量歷史數(shù)據(jù)，只有這樣才可以保證數(shù)據(jù)分析效果，利用TM、ETM技術(shù)，可以較為精準(zhǔn)的分析出遙感信息，且結(jié)合非遙感信息科學(xué)合理開展推算工作，進(jìn)而得出圖像類數(shù)據(jù)，提升地質(zhì)礦產(chǎn)可視化。

圖2

三、結(jié)束語

總而言之，在新時代背景下，在地質(zhì)礦產(chǎn)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)是非常重要的，不僅可以有效提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查水平，帶給企業(yè)更多經(jīng)濟(jì)效益，還可以促使地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)更好的發(fā)展。現(xiàn)階段，由于受到多種因素影響，地質(zhì)礦產(chǎn)中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還不夠深入和全面，嚴(yán)重影響到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和開發(fā)水平。因此，在實際工作中，需要結(jié)合實際情況，堅持因地制宜原則，科學(xué)合理利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，跳去其中地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維可視化模型，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)價值，掌握地質(zhì)礦產(chǎn)實際情況，從根本上保證地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和開發(fā)水平。