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1、数字化矿产预测与评价的新进展,矿产预测与评价方法国内外发展现状与趋势 独立成分分析(ICA) 非负矩阵分解(NMF) 科学计算可视化 插值优化法 绘制算法,目录,2,1 矿产预测与评价方法国内外发展现状与趋势,3,第二代矿产资源评价的信息化内容： 矿产资源的空间数据库 评价方法的计算机化 信息共享的网络化 标准评价方法: “三步式”（Three-Part） Singer 最近，美国的资源评价专家麦卡门、D.P.哈里斯提出了修正的矿产资源评价方法体系 ; 现在，GIS已是资源评价的基本工具，同时也发展引进了诸如数字矿床专家系统、神经网络模型、分形等非线性科学方法.,4,1 矿产预测与评价方法国内
2、外发展现状与趋势 国内科学家的代表性成果： 赵鹏大院士的以“三联式”5P地质异常等为代表的科学找矿评价理论方法体系. 王世称教授的综合信息矿产资源预测方法. 陈毓川院士的矿产定量预测与其他预测相结合方法. 谢学锦院士的区域化探扫面. 侯景儒教授的（多元）线性空间信息统计分析（地质统计学）. 余先川教授的非线性空间信息统计分析、空间独立成分分析等.,1 矿产预测与评价方法国内外发展现状与趋势,5,国内科学家的代表性成果： 成秋明教授的多重分形. 朱章森教授的无模型预测. 吴冲龙教授的地质矿产点源信息系统概念模式和方法体系. 王学求教授的以成矿可利用物质供应量为基础的大型矿床评价的定量地球化学模型
3、和方法. 胡光道、杨武年、陈建平教授的遥感矿产预测. 陈明教授的人工神经网络. 夏立显教授的数量化理论矿产应用.,6,2 独立成分分析(ICA),独立成分分析是近期发展起来的一个新的数据及信号分析方法，它是主成分分析的一个拓展 ICA是一种统计方法，它寻求一个多元数据的非奇异变换，使得变换后的数据分量之间尽可能地相互独立 ICA模型最早是作为线性混合的盲信号分离问题提出的随后逐渐成为信号处理领域的一个热点问题，现被广泛地应用在生物医学信号处理，语音信号分离，特征提取，模式识别，地理地质等各个领域,7,3 非负矩阵分解(NMF) 1999年，Lee和Seung在Nature上首次提出了非负矩阵分
4、解的概念，并将其成功的用于人脸识别。 2001年， Lee和Seung又提出了更为简化的计算矩阵分解的两种算法。这两种算法均采用了多重迭代梯度下降准则，并选取了多个不同的初始点。Lee和Seung同时对算法迭代规则的收敛性进行了证明，从理论上保证了算法的收敛性。至此，非负矩阵分解算法开始成为信息领域一个新的生长点。 目前，NMF已经发展出各种专用性比较强的非负矩阵分解方法并在一些应用领域有了成功的应用。最成功的一类应用是用于图像分析和处理。,8,4 科学计算可视化 科学计算可视化技术是一种应用广泛的新技术，是分析多维数据间关系的一种有效工具。科学计算可视化技术在地质学中有广泛的应用。传统的科学
5、计算可视化技术已应用于绘制地形，分析矿产分布等领域。 如今，科学计算可视化与地质学相结合形成了一个新的研究领域地质可视化。在这个新领域中，研究比较多的主要是三维地质体的可视化显示。 地质数据进行三维可视化的两种方法。,9,4 科学计算可视化 地质数据进行三维可视化的两种方法、缺点、改进：,数据转换,直接可视化,缺点,存在一定误差 ，使图象不够 细节化,改进,体元大小不一 ，形状不同， 导致效率低,缺点,插 值 、 绘 制,10,4 科学计算可视化插值法,结合其它插值算法,考虑方向及速度,参数设置,维数扩展,处理任意结构的 数据点,插值更精确,较强的外推能力 较好的逼近度,简化了数据点 定位,“
6、地学空间三维可视化储量计算辅助分析系统关键技术的研究” 张新宇,改进shepard法,克里格法,11,4 科学计算可视化绘制法,绘制,体绘制,点绘制,12,4 科学计算可视化体绘制法,体绘制,间接体绘制,直接体绘制,13,4 科学计算可视化体绘制法,体绘制算法比较,14,4 科学计算可视化体绘制法,点绘制 基本原理与技术 算法比较 改进算法,15,4 科学计算可视化点绘制法,基于点的绘制,16,4 科学计算可视化-点绘制算法,图一: surfel的结构,17,4 科学计算可视化-绘制算法,图一: 二维surfel的采样,18,4 科学计算可视化-绘制算法,图二: 实际模型, 三角面片模型, 点
7、绘制模型1,1 Fang, Y.G.,2006, Technology of modeling and rendering based on point, Capital Normal University, Masters thesis,19,4 科学计算可视化-绘制算法,地质灾难预测,地质矿产预测,地质学上的交互可视化,1,2,3,20,4 科学计算可视化-地质学上的相关应用,21,4 科学计算可视化-国外知名软件,英国矿业计算有限公司开发的Datamine采矿软件系统，它最大的特点就是作图功能，可以将露天或地下矿山设计所需要的各种图形、包括钻孔及岩心分布、矿体及主要开拓巷道位置或露天矿坑等，以三维和彩色的形式显示出来。 澳大利亚SURPAC 国际软件公司（Surpac Software International，简称SSI）开发的Surpac 软件，是一套三维交互式图形软件系统，具有地表策略数据处理、地址勘探数据分析和采矿设计等功能。 美国Intergraph 公司开发的Intergraph 交互式图形处理系统，用来管理复杂的动态矿床模型。,22,4 科学计算可视化-相关工作,图3: 3D 数据源,23,4 科学计算可视化-相关工作,(a),24,4 科学计算可视化-相关工作,图四: 三角面片构造三角网格后的结果,(b),25,4 科学计算可视化-相关工作,