淺析大數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)中的應用

汪雷

摘要：在計算機性能大幅提升和地質(zhì)礦產(chǎn)類數(shù)據(jù)大量積累的情況下已經(jīng)具備了數(shù)據(jù)挖掘技術在地質(zhì)礦產(chǎn)領域中進行應用的基礎條件。目前在地質(zhì)礦產(chǎn)中的信息可以分為遙感信息和非遙感信息兩類，對于礦化蝕變信息而言可以綜合利用這兩個方面的信息來進行數(shù)據(jù)挖掘從而實現(xiàn)對于礦靶區(qū)劃定的目的。為此本文以大數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)中的應用研究為題進行研究，首先對于數(shù)據(jù)挖掘技術進行簡要介紹，而后結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)專業(yè)特點進行分別的論述。期望通過本文的研究為大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術在地質(zhì)礦產(chǎn)專業(yè)中的應用提供一定參考。

關鍵詞：淺析；大數(shù)據(jù)；地質(zhì)礦產(chǎn)；應用

1、數(shù)據(jù)挖掘技術簡介

1.1數(shù)據(jù)挖掘技術的目的

采用數(shù)據(jù)挖掘分析數(shù)據(jù)的原因。目前在人們對于數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析的過程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)中存在一定的關聯(lián)，但是這種關聯(lián)性需要定量的分析通過推導的方式來進行科學說明顯得相對困難，其主要體現(xiàn)在兩個方面的問題，第一數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性較為復雜，特別是用于解釋現(xiàn)實事件數(shù)據(jù)中間的關聯(lián)性較為復雜，其建模和分析過程相對較難，第二則是由于數(shù)據(jù)本身的量比較大。在具體實施的過程中進行逐步的推理顯得較為復雜。因此研究人員基于此種考慮，提出了采用數(shù)據(jù)挖掘的方法來研究數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性。其基本模式是直接用數(shù)據(jù)來進行模型的訓練，通過將大量的數(shù)據(jù)帶入到解釋模型中對于模型進行訓練和辨識模型中的參數(shù)，最終使得模型能夠表示數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)。

1.2據(jù)挖掘技術的方法

數(shù)據(jù)挖掘的方法可以分別聚類分析、關聯(lián)分析幾個方面，由于篇幅有限本文將著重介紹聚類和關聯(lián)分析兩種方法。聚類分析方法。所謂聚類分析則是在對數(shù)據(jù)大量統(tǒng)計的基礎上采用對應的算法進行聚類分析，目前最為常見的算法是K-means算法。其原理是采用對應的特征向量度量方法對于樣本進行度量得到每個樣本的特征向量，而后通過設定初始簇的方式將新的樣本不斷加入到對應的簇中，一邊進行分類一邊不斷修正簇的中心特征向量。采用這樣逐步修正的方式讓分類的標準更加準確。聚類分析一般用于分類、預測等領域。例如對于文檔的分類，描述同一主題的文檔其題目可能存在巨大的差異，而聚類分析則可以通過關鍵詞的統(tǒng)計以及對應詞、短語出現(xiàn)的頻率等來對于文檔的主體進行辨識，從而實現(xiàn)分類的作用。

2、在礦山地質(zhì)工作中可應用數(shù)據(jù)挖掘技術的領域

2.1成礦模式的建立和礦區(qū)深部或外圍盲礦體的探找

由于一個礦床的產(chǎn)出與其周圍地質(zhì)環(huán)境必然有一定的內(nèi)在聯(lián)系，所以相似的礦床或成因上有聯(lián)系的礦床，常常在一個地區(qū)內(nèi)有成群出現(xiàn)的特點。因而，就礦找礦已成為行之有效的方法。就礦找礦的實例己屢見不鮮，據(jù)統(tǒng)計世界己探明的礦床80%分布在礦田范圍內(nèi)。正由于如此，許多礦山投產(chǎn)后，其繼續(xù)所發(fā)現(xiàn)的礦體和儲量都可能大大超過勘探階段所探明的礦體和儲量，不僅國外有許多實例，我國也不乏實例，如有色金屬的華銅銅礦和水口山鉛鋅礦、江西的許多鎢礦、黑色金屬中的利國鐵礦以及許多金礦等等。生產(chǎn)礦山積累有比勘探時期多得多的地質(zhì)信息，這就為成礦規(guī)律的研究提供了非常有利的條件。

2.2礦石質(zhì)量的控制

在某些礦山，礦石的質(zhì)量控制對礦山生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和資源回收效益有重大的影響。例如，我國某鐵礦出售的主要商品礦是高爐礦，用戶對這類礦石的要求很高，不僅鐵的品位要達到一定要求，而且硫等有害雜質(zhì)還不能超標，否則就要降低價格甚至作為廢品處理。又如有個地下開采的鐵礦，要求采出礦石中磷的含量不能超標?？墒?，眾所周知，任何礦床中不同地段的原始的品位和雜質(zhì)含量都不是均勻的，這就需要通過礦石質(zhì)量控制加以解決。但是，從采出礦石到輸出商品礦，其間有許多環(huán)節(jié)，要使商品礦符合用戶的要求，是個非常復雜的過程。好在凡是要進行質(zhì)量控制的礦山都積累有海量的人工質(zhì)量控制的信息，既有成功經(jīng)驗的信息，又有失敗教訓的信息，但是其間的關系有許多是模糊的；而有些數(shù)據(jù)挖掘的軟件就帶有專門用于質(zhì)量控制的軟件，如果能用數(shù)據(jù)挖掘技術建立起一個綜合優(yōu)化質(zhì)量控制模型，則必然將使質(zhì)量控制的效果比人工控制大大提高。

2.3圍巖和礦石穩(wěn)定性的分類、評估和應用

圍巖和礦石的穩(wěn)定性既影響地下開采礦山的支護和開采方法，又影響露天礦山的邊坡的維護；如果解決不好，不僅可能影響生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，甚至可能造成冒頂、片幫或邊坡垮落等事故。但是，巖礦的穩(wěn)定性涉及許多因素，除了其物理機械性質(zhì)外，還涉及其中的結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、密度以及水對巖石強度的影響、周圍地應力的大小、方向及其與采掘工程方向的相對關系等。如果能利用礦山所積累的大量信息對其進行分類，并進而對各個地段的巖礦進行穩(wěn)定性的評估，對于地下礦山采礦法的選擇、巷道的支護和露天礦山邊坡的維護等，肯定也是有很大意義的。

2.4礦山經(jīng)營參數(shù)的優(yōu)化

這是礦產(chǎn)經(jīng)濟學在礦山開采中的主要應用。所謂礦山經(jīng)營參數(shù)，是指在礦山生產(chǎn)經(jīng)營中可以人工加以調(diào)控，以調(diào)整生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和資源回收等效益的參數(shù)，包括礦床工業(yè)指標、采礦中的損失率與貧化率的合理匹配、選礦中的選比、回收率和精礦品位等。盡管目前己有許多對這些參數(shù)優(yōu)化的方法，但如果應用數(shù)據(jù)挖掘技術，對生產(chǎn)中己積累的海量數(shù)據(jù)，建立起從入選礦石的各個變量直接求各種精礦產(chǎn)品的數(shù)量和品位的數(shù)模，那么肯定要大大簡化優(yōu)化的過程，而且可減少優(yōu)化結(jié)果的誤差。

總而言之，目前隨著大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展以及地質(zhì)礦產(chǎn)方面的數(shù)據(jù)日趨完善，大數(shù)據(jù)在地質(zhì)礦產(chǎn)方面的應用條件越來越完備。所謂大數(shù)據(jù)技術就是利用大量的歷史數(shù)據(jù)進行分析和數(shù)據(jù)挖掘從而獲得數(shù)據(jù)中的關聯(lián)，從而實現(xiàn)對信息的分析和數(shù)據(jù)的預測。

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