一种局部异向性椭球体动态生成方法技术

本发明专利技术公开了一种局部异向性椭球体动态生成方法，包括以下步骤：S1，对待测区矿体进行网格划分，获取网格与待测区矿体的交点坐标，对三维模型的坐标节点进行遍历搜索，储存所有节点的三维空间坐标；S2，从三维空间坐标集中搜索得到与网格与待测区矿体的交点坐标集中的交点坐标最近的数据点生成当前点的搜索椭球体模型，进而生成所有搜索椭球体模型；S3，生成矿体三维模型的中心线并获取坐标，计算网格与中心线的交点，获取交点坐标；S4，获取中心线上所有搜索椭球体模型；S5，合并边界和中心线的搜索椭球体模型，利用插值法即可得到整个矿体内任意位置的搜索椭球体模型。通过动态生成椭球体，保证了储量估算结果的精度和可信度。保证了储量估算结果的精度和可信度。保证了储量估算结果的精度和可信度。

【技术实现步骤摘要】
一种局部异向性椭球体动态生成方法


[0001]本专利技术涉及地质统计学矿产资源储量估算方法的研究与应用领域，特别是涉及一种局部异向性椭球体动态生成方法。

技术介绍

[0002]矿产资源储量是经过矿产资源勘查和可行性评价工作所获得的矿产资源蕴藏量的总称，是指矿物含量在指定品位边界以上，并集中埋藏的矿产数量。矿产资源储量估算是地质勘探工作中的一项重要环节，它是根据各勘探阶段中所获得的相关的资料和数据，根据一定的计算方法，来确定矿产资源的数量、质量、空间分布、开采技术条件及其研究精度的过程。储量估算贯穿着矿山的整个生命周期，矿产资源储量估算是对矿产资源“质”与“量”的全面评估与总结，是生产建设和企业投资的主要依据。
[0003]目前国际上主流的储量估算方法有距离幂次反比法和地质统计学的克里格法等。其中，克里格法是一种以区域化变量为核心、以变异函数为基本工具的无偏的最优估计方法。距离幂次反比法假设矿石品位之间的相关性与其空间距离呈反比的关系。这两种方法的基本实施流程如下：
[0004]1.数据分析及预处理
[0005]数据分析和预处理过程主要包括：
[0006](1)基本统计分析：对样品数据的品位、样长等进行基本的统计分析；
[0007](2)特高品位处理：一般情况下，特高品位会对最终估算结果产生较大影响。因此通常要其进行识别和替换处理；
[0008](3)样品组合：其目的是使数据依附固定在相同大小的承载上。通常将组合后的样品长度定为大部分样品的长度或开采台阶高度；
[0009](4)空间变异性分析：利用变异函数计算以获取矿石品位在估算域的连续性方向及变化程度。空间变异性计算结果可以为距离幂次反比法的参数设置提供一定的参考依据，它也是克里格法插值计算的必须参数。
[0010]2.建立块模型
[0011]根据矿化域或矿体空间范围、形态和产状，以一定长、宽、高的块为单位进行填充，形成整个估算区域的块模型，块体模型中每个单元块体将在步骤4中被赋予矿石品位估计值。
[0012]3.建立变异函数模型
[0013]通过计算各方向的变异函数，确定估算域的最大连续性方向(主轴)、次连续性方向(次轴)和最小连续性方向(短轴)，三个方向在空间上应相互垂直。
[0014]4.搜索椭球体的设置
[0015]搜索椭球体定义了对待估块进行品位估算时，样品数据的空间搜索范围和相关参数。一般情况下，要求其空间方位与矿体的形态、状态相匹配。例如：图1所示的矿体与对应的搜索椭球体模型就存在较好的一致性。
[0016]但矿体形态如果存在较大的局部变化，这种一致性关系在传统搜索椭球体的框架下便很难实现。例如：假设图1所示的矿体实际上是由一个褶皱控制(图2)，这种情况下之前设置的搜索椭球体便不再适合。
[0017]复杂矿体形态情况下搜索椭球体的设置问题，目前的解决方式主要有：
[0018](1)将矿体切分成多个相对规则的区域，在每个区域单独搜索椭球体。
[0019](2)手工或者自动设置多个搜索椭球体模型，然后在矿体模型的不同部位动态调用。这些方法在效率和效果方面，均难以令人满意。
[0020]5.交叉验证
[0021]为了使估算的结果更加可靠，在估算之前需对拟合得到的变异函数模型的最优性进行校验，即交叉验证。交叉验证的目的是检验变异函数模型参数和搜索椭球体参数的合理性。
[0022]6.品位估值及储量汇总
[0023]基于前面步骤的模型参数，利用距离幂次反比法或格里格法对块体模型中每个块单元进行品位估值，统计汇总即得到矿区储量结果。
[0024]可见，目前的储量流程中搜索椭球体的设置有待进一步改进：在遇到的矿体形状不规则时，传统流程中参数固定的搜索椭球体一般难以满足要求。

技术实现思路

[0025]本专利技术的目的是提供一种局部异向性椭球体动态生成方法，以解决上述现有技术存在的问题，使地质统计学矿产资源储量估算过程中，在矿体的形态、产状存在明显局部变化的情况下，能生成有效搜索椭球体。
[0026]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0027]本专利技术提供一种局部异向性椭球体动态生成方法,具体包括以下步骤：
[0028]S1，对待测区矿体进行网格划分，计算网格与待测区矿体的边界交点，获取边界交点坐标，基于边界交点坐标，构建第一坐标数据集，基于第一坐标数据集构建矿体三维模型，对三维模型的坐标节点进行遍历搜索，获得坐标节点的三维空间坐标，通过三维空间坐标，构建第二坐标数据集；
[0029]S2，基于第一坐标数据集与第二坐标数据集，获得边界交点坐标相邻的数据点，通过数据点构建数据点搜索椭球体模型，基于数据点搜索椭球体模型，构建基于交点的第一搜索椭球体模型；
[0030]S3，通过计算获得矿体三维模型的中心线并获取中心线的坐标，基于中心线的坐标构建第三坐标数据集，计算网格与中心线的交点，获取中心线交点坐标，基于中心线交点坐标构建第四坐标数据集；
[0031]S4，基于第四坐标数据集与第三坐标数据集，获得中心线交点坐标相邻的数据点，通过数据点构建数据点搜索椭球体模型，基于数据点搜索椭球体模型，构建基于中心线的交点的第二搜索椭球体模型；
[0032]S5，基于第一搜索椭球体模型、第二搜索椭球体模型，利用插值法获得第三搜索椭球体模型，用于估算待测区矿体的矿产资源储量，保证储量估算结果的精度和可信度。
[0033]进一步地，S1中网格划分的方向为：获得待测区矿体的走向，垂直于走向对待测区
矿体进行网格划分。
[0034]进一步地，S2中获得数据点搜索椭球体模型的方法为：
[0035]S2.1，构建若干个坐标点的空间分布关系，即构建协方差矩阵，计算交点坐标集中的X,Y,Z分量之间形成的协方差矩阵；
[0036]S2.2，计算协方差矩阵的特征值和特征向量；
[0037]S2.3，将特征值按照从小到大进行排序，取最大的三个特征值对应的特征向量作为当前点搜索椭球体模型的方位；
[0038]S2.4，基于方位和指定的轴长，获得数据点搜索椭球体模型。
[0039]进一步地，三个特征值对应的特征向量经过归一化处理。
[0040]进一步地，S3中获得中心线的方法为：
[0041]S3.1，构建代价函数，选取若干个点作为代价函数初始顶点；
[0042]S3.2，用动态规则求解使代价函数达到最大值的折线段；
[0043]S3.3，在求解出的折线段上利用线性插值插入新的顶点；
[0044]S3.4，重复S3.2和S3.3，直到折线段不再发生改变，停止重复，获得目标折线段，目标折线段为中心线。
[0045]进一步地，代价函数为：
[0046][0047]其中，p
i
p
i+1
表示线段，a
i
表示线段p
i
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部异向性椭球体动态生成方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，对待测区矿体进行网格划分，计算所述网格与所述待测区矿体的边界交点，获取边界交点坐标，基于所述边界交点坐标，构建第一坐标数据集，基于所述第一坐标数据集构建矿体三维模型，对所述三维模型的坐标节点进行遍历搜索，获得所述坐标节点的三维空间坐标，通过所述三维空间坐标，构建第二坐标数据集；S2，基于所述第一坐标数据集与所述第二坐标数据集，获得所述边界交点坐标相邻的数据点，通过所述数据点构建数据点搜索椭球体模型，基于所述数据点搜索椭球体模型，构建基于所述交点的第一搜索椭球体模型；S3，通过计算获得所述矿体三维模型的中心线并获取所述中心线的坐标，基于所述中心线的坐标构建第三坐标数据集，计算所述网格与所述中心线的交点，获取中心线交点坐标，基于所述中心线交点坐标构建第四坐标数据集；S4，基于所述第四坐标数据集与所述第三坐标数据集，获得所述中心线交点坐标相邻的数据点，通过所述数据点构建数据点搜索椭球体模型，基于所述数据点搜索椭球体模型，构建基于所述中心线的交点的第二搜索椭球体模型；S5，基于所述第一搜索椭球体模型、第二搜索椭球体模型，利用插值法获得第三搜索椭球体模型，用于估算所述待测区矿体的矿产资源储量，保证储量估算结果的精度和可信度。2.根据权利要求1所述的局部异向性椭球体动态生成方法，其特征在于：所述S1中网格划分的方向为：获得待测区矿体的走向，垂直于所述走向对待测区矿体进行网格划分。3.根据权利要求1所述的局部异向性椭球体动态生成方法，其特征在于：所述S2中获得数据点搜索椭球体模型的方法为：S2.1，构建若干个坐标点的空间分布关系，即构建协方差矩阵，计算交点坐标集中的X,Y,Z分量之间形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李章林，张夏林，许颖颖，吴冲龙，刘刚，田宜平，张志庭，翁正平，何珍文，李新川，张军强，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：