成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統及方法技術方案

成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統及方法，涉及資源信息技術領域，解決現有成礦預測建模工作以人工分析為主，人機交互提取相關信息進行建模，沒有實現智能化的問題，本發明專利技術GIS被用于產生空間數據庫，并作為空間分析和顯示的工具；ES用于產生面向應用領域的數據庫和知識庫，通過ES推理機匹配規則驅動GIS空間建模；空間建模系統設計統一界面；包括找礦空間庫、找礦模型、預測空間庫和預測模型；采用ES驅動GIS實現成礦預測自動空間建模：自動建立ES初始數據庫，結合ES數據庫自動建立ES知識規則庫，最后ES推理機利用知識庫中的知識規則，根據當前ES數據庫，結合系統下圖庫中文件，實現完成成礦預測自動空間建模。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及資源信息
，具體涉及數學地質、地理信息系統和專家系統領域。
技術介紹
在地學圖庫基礎上進行矢量圖形的海量地學空間信息自動集成建模，目前尚未見報道。研究對象為相近領域的有：《一種基于規則的空間數據整合方法》，主要實現不同格式的空間數據之間的轉化，應用于國家基礎地理信息數據庫的西部測圖數據和國家1:50000更新數據。數據整合方案的制定是通過對不同空間數據的數據庫模型的分析，并根據各個空間數據的特點建立不同數據庫模型下的映射規范來制定整合規則，并歸納整合規則從而形成整合方案?！妒噶繄D形特征的空間數據挖掘及其應用》該文在空間知識推理一章，采用產生式規則表達知識的描述，用事實數據庫、知識庫和推理控制器組成空間知識推理機制的基本結構，采用正反混合推理完成空間知識推理的過程。案例中通過房屋F74提取的空間知識規則和已有的空間知識規則，推斷房屋F47平剖面圖上的兩個遺跡類型。其特點是：①人工輸入矢量平面圖(如F74、F47)進行知識推理，整個推理過程是針對一個圖形文件。②數據庫中的事實是以數值型的(空間實體，空間屬性,屬性值，置信度)的四元組形式表示?！痘谧C據權法的成礦遠景預測空間分析模型研究以MAPGIS空間分析建模為例》文章在證據權法成礦遠景定量預測模型及其優劣勢分析的基礎上.提出了以多維空間線性變換方法改進證據權法.采用“舍棄法”解決證據獨立性問題。并通過1:5萬長坑幅鐵、銅、鉛鋅綜合信息成礦遠景定量預測評價的成果，來證實改進的方法具更好的兼容性與應用效果。筆者本著“領域模型驅動空間分析建模，專家知識驅動空間分析模型”的建模思想，擬構建基于MAPGIS的空間分析模型，具體實施方案：(1)首先建立空間數據庫：采集:①點數據。礦產.Wt，從原礦產.Wt檢出鐵、銅、鉛鋅等礦床(點)。②線數據。斷裂構造.W1，界線.Wl。③區數據。侵入巖.wp，地層.wp，分散流.wp，土壤.wp,重砂.wp，航磁.Wp。④單元數據?？倖卧?t.Wp，t.Wt)，已知有礦單元(D.Wp,D.Wt)、未知有礦單元(D.Wp,D.Wt)。其中，單元規格根據研究區工作程度、礦床(點)空間格局、控礦構造特征及1:5萬成礦預測要求確定，在MAPGIS?6.7中通過“造平行線，方法按EW,NS向1250m×1250m采集網格線，拓撲處理后，檢出面積≥1041666.7m2(2/3網格面積)的多邊形為基本單元，共280個單元，按從北至南、從西至東順序編號，派生的所有單元相關數據的單元號均一致。(2)人機交互從成礦預測空間數據庫中檢出地層、侵入巖、各類異常等面狀數據，及全部斷層與不同走向斷層等線數據，分別與礦產.Wt進行點對面相交分析、點線疊置分析，提取綜合找礦信息，為證據圖層的構置提供依據。建模主要特點是：①人工收集資料建立成礦預測用的空間數據庫。②人機交互進行矢量空間疊加分析。③空間建模與成礦預測采用網格單元法。綜上，現有技術的研究目標分別是實現不同格式的空間數據之間的轉化，空間數據挖掘的智能研究，空間信息(或稱證據<變量>)的人機交互提取；研究問題的對象是基于一個圖形文件，并以人機交互的方式完成；研究的起點是首先需要收集資料，建立空間數據庫。就目前而言，由于地學矢量圖形的復雜，人們大多還是憑經驗知識，通過目視單一圖件中的各種圖形(圖素)特征進行信息提取，僅限于具有高水平的專業方法技術、GIS空間分析技術和數據庫管理技術以及豐富的找礦知識經驗的技術人員才能勝任復雜的成礦預測空間建模。GIS:地理信息系統(Geographic?Information?System，簡稱GIS)。GIS有時又被稱為地學信息系統，能運作和處理地理參照數據，即，描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表以下空間)空間要素的位置和屬性。GIS數據具有復雜性和特殊性，它存在兩種數據類型：地理數據，與空間要素幾何特性有關的空間數據；屬性數據，提供空間要素的信息。GIS數據的應用涉及圖和庫的兩個方面，一個圖形文件就對應一個屬性數據庫。ES:專家系統(Expert?System,簡稱ES)，它可以以人類專家的水平完成專門的、困難的專業任務。地質體：地殼內占有一定的空間和有其固有成分并可以與周圍物質相區別的地質作用的產物。地質單元：圈定的地質體范圍在地表的投影。本專利技術具體指含礦的模型單元和成礦地質異常的預測單元。
技術實現思路
本專利技術為解決現有成礦預測建模工作以人工分析為主，人機交互提取相關信息進行建模，沒有實現智能化的問題，提供一種成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統及方法。成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統，GIS被用于產生空間數據庫，并作為空間分析和顯示的工具；ES用于產生面向應用領域的數據庫和知識庫，通過ES推理機匹配規則驅動GIS空間建模；所述的空間建模系統設計統一界面；包括找礦空間庫、找礦模型、預測空間庫和預測模型；所述找礦空間庫，包括找礦空間信息和圖庫，是指將地學圖庫中地質、物探、化探的空間信息和圖庫與礦產圖、化探、重砂異常進行成礦規律及控礦因素的空間分析后，提取集成并建立地質、物探、化探綜合的找礦空間信息和圖庫；所述找礦模型，由地質、物探和化探的找礦模型組成，以典型礦床的模型單元作為集成單元,以找礦空間庫作為集成對象，建立綜合信息找礦模型的空間信息和圖庫；并從綜合信息找礦模型空間信息和圖庫中提取、集成空間信息，將提取的信息轉化為控礦變量，并將所述的控礦變量作為找礦標志，組成綜合信息找礦模型；所述預測空間庫，以地質單元為集成單元,以找礦空間庫為集成對象，進行空間疊加分析,建立綜合信息預測模型的空間信息和圖庫；對綜合信息預測模型空間信息和圖庫進行提取，建立滿足不同預測模型的預測變量庫；所述預測模型，用于根據多元統計方法對綜合信息預測模型的數據要求，將預測變量庫進行數據模型的標準化處理，簡化地質變量后，建立不同預測模型的變量矩陣，即建立綜合信息預測模型。本專利技術還包括圖庫管理下的圖庫管理功能模塊和建立地學圖庫模塊，兩者功能設計為在同一個界面中實現,所述圖庫管理功能模塊采用菜單文件、工程文件分層分類管理系統下的地學圖庫和空間建模過程產生的中間及最終結果的空間信息和圖庫，統一實現系統下圖庫的查詢、瀏覽、編輯和修改；在只有地學數據的情況下，在圖庫管理下增設地質、化探、重砂、航磁、重力解譯建立地學圖庫的功能模塊，按地學圖庫的分類，進行地學資料處理、解譯建立空間信息和圖庫，構建地學圖庫。GIS與ES自動空間建模方法，采用ES驅動GIS實現成礦預測自動空間建模；該方法由以下步驟實現：本文檔來自技高網...

【技術保護點】
成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統，GIS被用于產生空間數據庫，并作為空間分析和顯示的工具；ES用于產生面向應用領域的數據庫和知識庫，通過ES推理機匹配規則驅動GIS空間建模；所述的空間建模系統設計統一界面；包括找礦空間庫、找礦模型、預測空間庫和預測模型；所述找礦空間庫，包括找礦空間信息和圖庫，是指將地學圖庫中地質、物探、化探的空間信息和圖庫與礦產圖、化探、重砂異常進行成礦規律及控礦因素的空間分析后，提取集成并建立地質、物探、化探綜合的找礦空間信息和圖庫；所述找礦模型，由地質、物探和化探的找礦模型組成，以典型礦床的模型單元作為集成單元,以找礦空間庫作為集成對象，建立綜合信息找礦模型的空間信息和圖庫；并從綜合信息找礦模型空間信息和圖庫中提取、集成空間信息，將提取的信息轉化為控礦變量，并將所述的控礦變量作為找礦標志，組成綜合信息找礦模型；所述預測空間庫，以地質單元為集成單元,以找礦空間庫為集成對象，進行空間疊加分析,建立綜合信息預測模型的空間信息和圖庫；對綜合信息預測模型空間信息和圖庫進行提取，建立滿足不同預測模型的預測變量庫；所述預測模型，用于根據多元統計方法對綜合信息預測模型的數據要求，將預測變量庫進行數據模型的標準化處理，簡化地質變量后，建立不同預測模型的變量矩陣，即建立綜合信息預測模型。...

【技術特征摘要】
1.成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統，GIS被用于產生空間數據庫，
并作為空間分析和顯示的工具；ES用于產生面向應用領域的數據庫和知識庫，
通過ES推理機匹配規則驅動GIS空間建模；所述的空間建模系統設計統一界面；
包括找礦空間庫、找礦模型、預測空間庫和預測模型；
所述找礦空間庫，包括找礦空間信息和圖庫，是指將地學圖庫中地質、物
探、化探的空間信息和圖庫與礦產圖、化探、重砂異常進行成礦規律及控礦因
素的空間分析后，提取集成并建立地質、物探、化探綜合的找礦空間信息和圖
庫；
所述找礦模型，由地質、物探和化探的找礦模型組成，以典型礦床的模型
單元作為集成單元,以找礦空間庫作為集成對象，建立綜合信息找礦模型的空間
信息和圖庫；并從綜合信息找礦模型空間信息和圖庫中提取、集成空間信息，
將提取的信息轉化為控礦變量，并將所述的控礦變量作為找礦標志，組成綜合
信息找礦模型；
所述預測空間庫，以地質單元為集成單元,以找礦空間庫為集成對象，進行
空間疊加分析,建立綜合信息預測模型的空間信息和圖庫；對綜合信息預測模型
空間信息和圖庫進行提取，建立滿足不同預測模型的預測變量庫；
所述預測模型，用于根據多元統計方法對綜合信息預測模型的數據要求，
將預測變量庫進行數據模型的標準化處理，簡化地質變量后，建立不同預測模
型的變量矩陣，即建立綜合信息預測模型。
2.根據權利要求1所述的成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統，其特
征在于，還包括圖庫管理下的圖庫管理功能模塊和建立地學圖庫模塊，兩者功
能設計為在同一個界面中實現，所述圖庫管理功能模塊，采用菜單文件、工程
文件分層分類管理系統下的地學圖庫和空間建模過程產生的中間及最終結果的
空間信息和圖庫，統一實現系統下圖庫的查詢、瀏覽、編輯和修改；在只有地
學數據的情況下，在圖庫管理下增設地質、化探、重砂、航磁、重力解譯建立
地學圖庫的功能模塊，按地學圖庫的分類，進行地學資料處理、解譯建立空間
信息和圖庫，構建地學圖庫。
3.根據權利要求1或2所述的成礦預測中GIS與ES自動空間建模系統的
建模方法，采用ES驅動GIS實現成礦預測自動空間建模；其特征是，該方法由
以下步驟實現：
步驟一、自動建立ES數據庫；
對所述地學圖庫信息進行自動檢索建立以目錄/文件名為字符串事實的初始
ES數據庫，并根據初始ES數據庫，建立空間信息集成結果文件的目錄/文件名
的字符串，添加到初始ES數據庫，完成ES數據庫的構建；
步驟二、自動建立ES知識規則庫；
利用初始ES數據庫，結合空間信息集成結果文件與被集成文件兩者的關聯
關系，一一建立對應的過程函數；同時，將集成結果文件的目錄/文件名的字符
串事實添加到初始ES數據庫，所述過程函數加入到過程函數庫，將被集成文件
的目錄/文件名作為知識規則的條件部分，過程函數作為知識規則的結論...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉育鑫，葉水盛，李德瓊，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22