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矿产资源定量预测系统开发与应用

作　者: 崔广迪
导　师: 范继璋
学　校: 吉林大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 定量预测 GIS 单元划分变量研究砂金预测
分类号: P624
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

矿产资源的开发和利用有着关系到国家战略和巨大经济潜力的意义，所以矿产资源的定量预测工作重要性不言而喻。随着该学科的发展，各个研究机构在对定量预测的研究方向上投入了相当的精力。在计算机科学技术快速发展的今天，使用计算机软件来协助矿产资源预测工作并快速的进行大量的计算，就显得尤为必要。纵观前人以往的研究成果，大多是在某一环节将矿产预测结合计算机程序进行辅助性工作，而将整个的工作流程交付给软件的研究方向上则还有着大量的工作需要做。将定量预测方法和流程与计算机技术紧密结合，形成一套具有完整操作流程的定量预测软件系统，就具有特殊的意义。文章结合了综合信息矿产资源预测的方法，以“先定性，后定量”的思路确定了定量预测系统的主要工作流程。具体为先对单元，以特定方法如特征分析方法进行成矿概率的估计，挑选出成矿概率较高的单元；在这个基础之上利用某种数学方法，展开对资源量的估算工作。避免出现成矿概率小，而资源量却高的与事实出入较大的情况出现，从而有效提高预测的准确性，避免浪费资源开发中不必要的人力和物力。本文以此流程为标准，结合计算机科学中的软件工程知识和编程技术，建立了以数据为基础，定量预测为中心，包含从数据输入到预测结果输出发布的一套矿产资源定量预测软件系统，为定量预测的信息化工作提供了一个可行的思路。定量预测系统具有如下特点：1．以地质数据作为系统的输入，是整个预测工作的根据；2．“先定性，后定量”作为预测流程的原则；3．建立完整的数据库，存储计算中间结果和最终结果；4．记录用户操作，随时查看与更改；5．提供多种数学模型供用户选择；6．多种用户角色满足不同使用需求；7．独立的发布子系统，保证数据安全。根据定量预测的业务需求，将定量预测软件系统分为数据子系统、预测子系统和发布子系统三个部分，将定量预测工作过程中涉及到的三类业务作为独立的功能集合分别进行讨论。数据子系统负责整个系统中的数据存储、转换等工作，为预测系统提供等待计算的数据，并为发布系统提供需要显示的数据。考虑到数据安全，将预测数据与发布数据进行了物理上的隔离。数据子系统包含对外的一套统一访问接口，将整个数据库封装在有限接口的边界内部，通过.Net数据访问组件作为中间层，提供给外界进行数据存取等操作的途径。预测子系统承担了定量预测工作中的主要预测业务，通过将预测工作分为单元划分、变量处理、建模计算、结果表达等环节，把定量预测工作串连成一条完整的流程，是整个软件系统的核心部分。以数据子系统所提供的数据为基础，对数据进行访问和计算，经过各个预测步骤之后，得到通过数学模型计算出来的一系列预测结果，并以图和表的形式将其存储与数据库中。发布子系统使用.Net技术建立发布平台，将定量预测的结果分类，并为不同的用户类型提供相应形式的发布结果展现。如单元级别、资源总量、资源量、资源分布图、矿产预测图、工作建议部署图等内容。文章将矿产资源定量预测系统应用到黑龙江东部砂金矿产预测工作中，实现了该区域砂金资源分布、砂金资源量预测，并使用矿产预测图、资源分布图和工作部署图等对预测的结果进行了表达。从实际工作的应用角度证实了本系统在生产研究中具有可行性与实用性的结论。定量预测软件系统的研究仍然有着大量的工作要做，如随着三维可视化技术的发展对引入可视化需求的逐渐增大、定量预测流程的优化、分布式系统结构的改进等方面。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-14
第1章绪论  14-24
  1.1 问题的提出  14-15
  1.2 矿产资源预测及信息化系统国内外现状  15-18
  1.3 矿产资源评价理论方法概述  18-22
    1.3.1 理论基础概述  18-20
    1.3.2 矿产资源评价预测方法概述  20-22
  1.4 研究的目的及意义  22
  1.5 研究成果  22-23
  1.6 论文结构  23-24
第2章定量预测与信息化相关技术  24-33
  2.1 综合信息矿产预测流程及其信息化  24-25
  2.2 流程的信息化可行性分析  25-27
  2.3 定量预测业务流程  27-28
  2.4 预测系统涉及的相关技术  28-32
    2.4.1 系统的开发平台选择  28-29
    2.4.2 使用 MAPGIS 的程序开发  29-32
  2.5 小结  32-33
第3章定量预测系统的需求分析  33-49
  3.1 系统总体分析  33-42
    3.1.1 系统目标与内容  33-34
    3.1.2 系统角色的分配  34-41
    3.1.3 预测系统的目的与要求  41-42
  3.2 系统的功能需求  42-43
  3.3 数据需求  43-45
    3.3.1 数据库的建立  43-44
    3.3.2 数据的输入  44-45
  3.4 系统管理维护需求  45-47
    3.4.1 用户与权限管理  45-46
    3.4.2 系统维护需求  46-47
  3.5 性能需求  47
  3.6 硬件需求  47-48
  3.7 小结  48-49
第4章定量预测系统总体设计  49-64
  4.1 基础设计概念与业务处理  49-50
  4.2 设计原则  50-52
    4.2.1 面向对象软件设计原则  50
    4.2.2 功能扩展性  50-51
    4.2.3 模块化设计原则  51
    4.2.4 安全性原则  51
    4.2.5 易用性与健壮性  51-52
  4.3 框架结构设计  52-57
    4.3.1 系统的拓扑设计  52-53
    4.3.2 系统层次关系设计  53-57
  4.4 总体功能结构设计  57-58
  4.5 数据库总体设计  58-59
  4.6 数据相关接口设计规则  59-60
  4.7 数据错误维护处理设计  60-63
    4.7.1 数据库错误分类  60-62
    4.7.2 系统维护  62-63
  4.8 小结  63-64
第5章定量预测系统详细设计  64-83
  5.1 权限管理详细设计  64-67
    5.1.1 功能描述  64
    5.1.2 交互设计  64-65
    5.1.3 逻辑流程  65-66
    5.1.4 接口设计  66-67
  5.2 统一数据接口设计  67-68
    5.2.1 模块描述  67
    5.2.2 接口设计  67-68
  5.3 数据查询模块详细设计  68-70
    5.3.1 模块功能描述  68
    5.3.2 模块交互设计  68-69
    5.3.3 逻辑流程  69-70
    5.3.4 接口设计  70
  5.4 数据管理模块详细设计  70-73
    5.4.1 功能描述  70-71
    5.4.2 交互设计  71
    5.4.3 逻辑流程  71-72
    5.4.4 接口设计  72-73
  5.5 单元划分模块设计  73-75
    5.5.1 功能描述  73
    5.5.2 交互设计  73-74
    5.5.3 逻辑流程  74-75
    5.5.4 接口设计  75
  5.6 变量处理详细设计  75-77
    5.6.1 功能描述  75
    5.6.2 逻辑流程  75-77
    5.6.3 接口设计  77
  5.7 建模计算详细设计  77-79
    5.7.1 功能描述  77-78
    5.7.2 交互设计  78
    5.7.3 逻辑流程  78-79
    5.7.4 接口设计  79
  5.8 结果表达详细设计  79-80
    5.8.1 功能描述  79-80
    5.8.2 工作流程  80
    5.8.3 接口设计  80
  5.9 发布数据查询模块  80-82
    5.9.1 功能描述  80-81
    5.9.2 交互设计  81
    5.9.3 逻辑流程  81-82
    5.9.4 接口设计  82
  5.10 小结  82-83
第6章预测系统功能实现  83-103
  6.1 系统权限模块实现  83-84
  6.2 数据查询模块实现  84-86
  6.3 数据管理模块实现  86-88
  6.4 单元划分模块实现  88-91
  6.5 变量处理模块实现  91-94
  6.6 建模计算  94-95
  6.7 结果的表达  95-96
  6.8 结果发布系统的实现  96-102
  6.9 小结  102-103
第7章黑龙江东部砂金预测的应用  103-123
  7.1 地质背景  103-112
    7.1.1 大地构造位置及特征  103-106
    7.1.2 地层  106-107
    7.1.3 侵入岩  107-108
    7.1.4 变质岩  108-110
    7.1.5 大型变形构造  110-111
    7.1.6 第四纪地质及地貌  111-112
  7.2 砂金矿产  112-114
    7.2.1 类型及特征  112-113
    7.2.2 典型矿床  113
    7.2.3 区域预测要素  113-114
  7.3 砂金资源定量预测  114-121
    7.3.1 地质单元及地质变量  114-116
    7.3.2 定位预测  116-121
  7.4 结论  121-123
第8章总结与展望  123-126
  8.1 主要内容及研究总结  123-124
  8.2 问题及未来研究方向  124
  8.3 展望  124-126
参考文献  126-133
作者简介及科研成果  133-134
致谢  134

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