三维地质统计学矿产资源量估算变异函数影响因素与参数敏感性研究

随着数字矿山建设不断深入和三维地质信息化技术不断发展,三维地质统计学方法在矿产资源量估算领域的应用越发广泛。变异函数是三维地质统计学矿产资源量估算方法的核心,其分析过程受诸多因素影响,参数控制复杂且敏感性各异。因此,度量这些因素对实验变异函数的影响并解析理论变异函数各参数的敏感性,对于获取更为合理的理论变异函数参数、提高资源量估算精度具有重要意义。以安徽省安庆—贵池矿集区某大型铁铜矿床为例,基于数学统计方法对影响实验变异函数的诸多因素进行系统分析,并运用Sobol′敏感性分析与控制变量方法深入解析和对比了理论变异函数相关参数的敏感性。研究结果表明:(1)实验变异函数稳健性受数据分布以及滞后距影响最为强烈;(2)理论变异函数模型中块金值是最为关键的参数,对交叉验证结果影响最为显著,变程次之;(3)理论变异函数模型参数值的调整可参考交叉验证结果,但同时还需参考地质勘查手段和矿体特征等要素进行综合评判。研究成果可为三维地质统计学矿产资源量估算过程中变异函数的合理确定提供参考和依据,并为相关方法的实践应用与推广提供帮助。

基于Kriging模型及变异函数的批次产品免调率提升方法研究

平衡力式密封电磁继电器在装配完成后的性能测试中合格率相对较低,需要大量的调试来使产品合格率提升。针对吸合释放电压的计算,通过灵敏度分析确定4个关键输入参数,均与永磁体相关;基于最优拉丁超立方抽样方法选择输入参数的样本点,建立电磁系统有限元模型;根据静态特性数据建立Kriging近似模型,利用变异函数对Kriging模型进行修正以减小误差,实现吸合释放电压的快速计算;通过与有限元模型的对比,验证了快速计算模型的精度。基于所建立的快速计算模型,进行免调率参数设计和容差设计,并通过实际样机生产验证了免调率提升效果。

半变异函数模型参数估计的综合定权法

针对半变异函数参数估计时点对数法定权未能顾及滞后距的影响,可能无法反应滞后距较小几个点重要性的问题,对多项式回归法的权重进行优化。通过平行四边形法则综合点对数和滞后距的影响,给出一种综合定权法。以球面模型为例,通过不同定权方法估计半变异函数模型参数,实验结果表明综合定权法各点权重更合理,克里金估值也更接近实测值。

利用R语言进行地统计学的变异函数教学

地统计学是基于随机场理论、利用克里金法进行空间预测的一种方法。变异函数是地统计学中度量空间自相关性的主要工具,是进行克里金法的基础。变异函数也是地统计教学中的难点。R语言是统计和数据分析领域常用的一种免费开源软件,针对地统计分析具有完善的扩展包。本文结合地统计学课程的基本知识框架,以变异函数作为教学内容,阐述了R语言在地统计学理论和实践教学中的应用和优势,旨在通过本课程培养学生利用开源软件分析和解决地统计学问题的能力。

离子型稀土矿品位空间分布变异函数的自适应选择算法

离子型稀土矿品位空间分布的准确估算是注液、收液工程和方案设计的关键。本文采用交叉证实法讨论了泛克里格法的六种变异函数、三种漂移函数的计算精度,考虑到离子型稀土品位具有明显的空间变异性,基于勘探孔位置,采用沃罗诺伊图法对开采区域进行分块,根据交叉证实法分析每一分块的最优变异函数和漂移函数,建立了离子型稀土品位空间分布和储量计算的变异函数自适应选择算法。结果表明,漂移函数对于计算结果影响较小,即稀土品位在空间上可以视为平稳变量;当整个矿块选择一种变异函数时,球状函数精度最高;相比选择单一的球状函数为变异函数,自适应选择算法的精度分别提高7.14%、5.45%、5.13%和8.45%。本文的方法可以为离子型稀土的开采提供高精度的稀土品位空间分布。

基于球状模型的变异函数在拉拉铜矿矿体结构中的应用

四川会理拉拉铜矿为位于川滇铜多金属成矿带上典型的IOGC型大型铜矿床之一。以DIMINE软件为操作平台,以地质统计学为理论基础,以变异函数为核心,对该铜矿的勘探数据进行了统计分析,对试验变异函数进行了计算,并对理论变异函数进行了拟合,揭示了该铜矿矿体的矿化特征,分析了矿体基本的空间变化规律,为矿床储量估算及开展深部找矿工作提供依据。

黄土丘陵小流域土壤水分的时空变异特征——半变异函数

结合地理信息系统 (GIS) ,利用地统计学方法研究了黄土丘陵沟壑区小流域土壤水分的空间结构特征及其季节变化规律。结果表明 :土壤水分具有较高的分维数 ,表现出强烈和中等程度的空间自相关。 1对平均土壤水分来说 ,基台值 (空间总变异 )的季节变化与其相反 ,在干旱季节 ,土壤水分的基台值高 ;湿润季节 ,基台值降低 ;而在极端干旱条件下 ,土壤含水量接近凋萎系数 ,土壤水分变异程度降低。变程的季节变化在干旱季节数值高 ,湿润季节变程小 ,且变程变化在 1 35～ 1 60 m之间。块金值 (随机变异 )变化在 0 .2和 1 .5,季节变化格局并不明显 ,与平均土壤含水量的季节变化具有某些相似性。2对剖面土壤水分来说 ,在整个观测期内 ,基台值 (不包括 5 cm土壤水分 )随剖面深度增加而增加。变程随土壤深度并不显示明显的趋势而呈现波动变化 ,其变化幅度 60～ 1 60 m,差异近 3倍。块金值随土壤深度也无明显格局 ,但其倾向于基台值高 ,块金值也高。土壤水分的空间结构特征及其季节变化能从土地利用、地形。

基于变异函数的耕地质量等别监测点布设分析——以四川省中江县和北京市大兴区为例

研究目的:研究丘陵与平原区耕地质量变异情况的差异,总结不同地貌类型监测点布设原则,为合理布设耕地质量监测点提供依据。研究方法:采用地统计学的变异函数分析耕地质量变异情况,分析对比平原区与丘陵区耕地质量变异影响因素,依据变异分析结果布设监测点。研究结果:中江县和大兴区耕地质量的变异模型均符合球状模型,依据各自变异特征,在区域内品字状布设监测点,并应用克里格插值分析验证,结果表明所布设监测点满足耕地质量等级监测要求。研究结论:平原地区的耕地质量在空间上的变异受结构性因素影响较大,空间变异特征更有规律,品字形布设能够满足监测精度要求;丘陵地区受随机性因素影响较大,需根据实际情况加密监测点。

基于变异函数的径向基核函数参数估计

研究了支持向量机 (support vector machine,SVM)方法在一定假设条件下 ,核函数取为样本协方差函数时解的具体形式 ,得出了在该假设情况下 SVM方法等价于克立格方法的结论 ,提出了用协方差函数作为 SVM核函数的思想 .考虑到在某些情况下协方差函数可能不存在 ,因此考虑用变异函数来代替协方差函数估计径向基核函数的宽度参数 .这样不仅解决了SVM中径向基核函数宽度参数的确定问题 ,而且把这种情况下的 SVM拟合与概率统计学中的克立格方法联系了起来 ,赋予了

基于时空变异函数的Kriging插值及实现

Kriging(克里金)算法通常用于对空间变量进行插值,但不能直接应用于时空变量,它需要进行时空扩展。以月平均气温数据为例,运用时空Kriging方法结合R统计语言进行时空插值研究及其实现。通过时序分解去除气温数据中季节变化项,在分别得到空间变异函数和时间变异函数的基础上构建一类积和式时空变异函数来描述变量的时空相关结构,并给出基于R语言的具体实现步骤。将普通Kriging方法进行时空扩展,应用于气温数据的时空插值中。验证结果表明,基于时空变异函数的Kriging方法能提供较高精度的插值效果,这为时空变量的插值预测提供了有效的途径。

变异函数在都龙锡多金属矿床的应用

变异函数是地质统计学的核心和基本工具。它既能描述区域化变量的空间结构性变化,又能描述其随机性变化,变异函数分析是许多其它地质统计学计算的基础。文章在阐述了地质统计学原理和变异函数理论研究的基础上,运用Surpac矿业软件,根据都龙锡多金属矿床主矿体的产出特征,对该矿区锡、锌品位进行了变异函数分析,并对分析结果进行了地质解释。

变异函数在云南大红山铁矿床中的应用

变异函数是地质统计学的核心内容和基本工具, 它能够较好地研究一个矿床的区域化变量的基本特征, 特别是能够通过变量的随机性来反映变量的结构性。本文在对变异函数的原理的价绍和对大红山铁矿地质特征的研究后, 计算了大红山铁矿床的变异函数, 并且对计算结果进行了分析。

基于变异函数的大气污染物空间分布特征分析

使用变异函数分析大气污染物分布的空间特征,如空间相关、方向效应、相似度、相关距离等。以珠三角区域2012年8月24日12时数据为例,提供进行经验变异函数拟合,相关分析,方向效应分析等一套研究思路和步骤,运用至2013年1月14日至20日一周的PM2.5数据分析中,分析显示,研究时段内的珠三角区域的PM2.5浓度分布具有空间相关性,且具有方向效应,相关距离和相关度的方向效应体现有所不同,东西方向相关距离最大为76 km,东北-西南方向的最小为60 km,而相关度效应的方向性体现不稳定,但总体上各方向的相关度都很接近。分析思路和结果对于污染物的监管和治理有一定参考价值,如基于空间相关性和相关距离实施地区联合管治,基于方向效应实施差异化和重点化管治。

土壤属性空间预测中变异函数套合模型的表达与参数估计

针对当前地统计学方法中理论变异函数的参数估计多集中于对单一理论模型的参数估计,而缺乏对多尺度套合模型参数估计的研究现状,该文首先根据多尺度套合模型的特征,提出其在计算机中的统一叠加表达形式,从经验半方差散点图判断模型类型及参数取值范围,然后用遗传算法进行参数估计,并用MatlabR2010a开发了应用程序,最后以土壤养分(有机质和全钾)为例,与当前流行的地统计软件对比,证实了所提方法不仅在理论模型参数估计精度上优于传统估值方法(对比R2,分别提高6.32%和83.47%),而且后期的Kriging插值结果的精度上更是大大优于传统方法的插值精度,证明该文所提方法在精度和套合结构支持方面均具有优势。

变异函数在异常空间插值中的应用

针对数据空间架构中异常点对地质数据解译过程的干扰,以协方差数学理论为基础,提出界定空间数据分布方法—变异函数。着重阐述变异函数的求取过程,对新疆贝克滩水系沉积物化探数据处理,预测误差均值为0.103 2、平均预测标准差为21.12、标准均方根预测误差为0.984 1。预测值与样品实测值误差较小,界定的空间数据分布与实际矿床(点)分布吻合较好。

基于变异函数及支持向量机测井曲线插值方法

将支持向量机和变异函数结合,提出一种新的空间插值方法,改进支持向量机法。该方法将变异函数作为支持向量机目标函数的约束条件,利用了变异函数的空间相关结构重建能力,保留了支持向量机较强的非线性回归能力。为了评价该方法的插值精度,将它和4种已存在的加权距离反比法、径向基函数法、克里金法和支持向量机法等空间插值方法应用于测井的地温场数据、煤层厚度数据以及测井声波时差曲线的插值重构,结果表明,改进支持向量机算法相对其他插值重构算法具有较高的插值精度和较好的相似度,能够很好地实现对空间区域变量的插值重构。

理论变异函数球状模型的加权线性规划法拟合

对理论变异函数球状模型及其套合结构拟合这一问题作了探讨 ,提出了加权线性规划拟合法。由于该法在目标函数中既可考虑到对不同滞后 h下所得实验变异函数值进行加权 ,又可保证拟合成功 ,同时还可进行人工干预 ,因此 ,方法综合了现有加权多项式拟合法及线性规划拟合法的各自优点 ,且在计算上较目标规划拟合法更为简单。

变异函数理论模型的参数估计

在加权残差平方和最小的拟合标准下,建立了变异函数理论模型的参数优化问题,针对其非连续可导特点,提出了一种遗传算法和模式搜索法相结合的方法来求解参数的最优解。

基于无人机影像和半变异函数的玉米螟空间分布预报方法

空间变异拟合是实现小区域亚洲玉米螟变量防治和药剂减施的工作基础。该文以建立玉米螟空间分布最优半变异拟合函数和预测模型为研究目的,选择半径为2 km的圆形区域作为核心研究区,开展无人机高清影像获取、受虫害株率人工调查、越冬虫源基数调查、村庄网格划分等数据获取与处理,研究玉米螟空间扩散影响因子及空间变异特征。研究表明,受虫害株率空间变异显著,服从对数正态分布;经地统计学交叉验证,0阶指数模型为拟合受虫害株率空间分布的最优半变异函数模型;越冬玉米螟虫源数量与受虫害株率相关系数为0.61。因此,通过受虫害株率人工调查,基于指数模型利用克里格插值方法,可以生成受虫害株率空间分布图;由于影响因素众多,仅依据越冬虫源数量尚难以准确预测玉米螟发生严重程度。该文所探索的技术路线可以为玉米螟小区域变量防治提供实现途径,据此可以达到药剂节约和环境保护的目的。

基于变异函数的三维矿体结构分析及应用

通过对区域化变量和变异函数及其功能的介绍,以Surpac软件系统为平台,对某金属矿的实际数据进行了统计分析、实验变异函数的计算和理论变异函数的拟合,揭示出矿体的矿化特征,为后续勘探和区域化变量估值提供技术支撑。