資源儲量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)

1、*單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級第三級第四級第五級單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級第三級第四級第五級*中國地質(zhì)調(diào)查局開展研究中心 李豐丹 資源儲量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)(REInfo)研發(fā)背景軟件框架與功能應(yīng)用情況內(nèi) 容 資源儲量估算是礦產(chǎn)勘查工作成果的總結(jié)開展趨勢：估算全程計算機(jī)輔助化、自動化，也是推動地礦工作信息化和“ 數(shù)字礦山建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)國外軟件:Micromine、SURPAC；國內(nèi)軟件:KPX、SD側(cè)重數(shù)據(jù)采集后的處理，重新組織數(shù)據(jù)目前還沒有從野外數(shù)據(jù)采集到進(jìn)行勘查數(shù)據(jù)的解譯、生成三維模型、計算礦產(chǎn)資源儲量和進(jìn)行礦山設(shè)計一體化的

2、軟件涉及不同階段數(shù)據(jù)采集整理分析、資源儲量估算、礦體三維建模等一體化組織與管理的軟件一、研發(fā)背景 一、研發(fā)背景 2004年2021年起,根底質(zhì)調(diào)查正從二維到三維數(shù)字化過程提升從2002年開始,實現(xiàn)了根底地質(zhì)調(diào)查全過程數(shù)字化從2004年開始,實現(xiàn)了礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查與勘查數(shù)據(jù)采集全過程數(shù)字化 從2021年開始,實現(xiàn)了固體礦產(chǎn)勘查從二維到三維數(shù)字化過程2002年2021年2021年作為數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)(2021)的一個組成局部基于GIS、數(shù)據(jù)建模與數(shù)據(jù)庫、斷層建模、地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)、三維建模等核心技術(shù)綜合了各種資源儲量估算方法地質(zhì)塊段法等傳統(tǒng)資源儲量估算方法和克里格法等地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)和三維建模流程，提供了面向數(shù)字

3、地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查與數(shù)字礦山的解決方案能夠?qū)⒌V區(qū)原始資料和成果資料進(jìn)行三維顯示和交互分析，能夠展示礦體空間特征及滿足各種需求的三維分析成果為地質(zhì)人員獲得詳實的礦產(chǎn)資源儲量提供了完全符合業(yè)務(wù)流程需求的數(shù)字化、可視化、智能化輔助手段和支撐平臺二、軟件框架與功能 創(chuàng)立了野外數(shù)據(jù)采集、成果綜合、儲量計算和礦體三維建模與表現(xiàn)的全過程信息化和數(shù)字流程，為礦產(chǎn)資源調(diào)查工作提供了有效工具和平臺創(chuàng)立了礦山地質(zhì)多源數(shù)據(jù)和多種儲量計算方法耦合三維建模關(guān)鍵技術(shù)與方法，建立了三維地質(zhì)建模、品位估計與資源量估算相結(jié)合的無縫流程 技術(shù)創(chuàng)新點二、軟件框架與功能 三、軟件框架與功能 軟件體系結(jié)構(gòu)三、軟件框架與功能 DGSInfo：

4、提供了探礦工程數(shù)據(jù)綜合、處理、制圖過程：探槽、淺井、坑道、鉆孔探礦工程數(shù)據(jù)、勘探線數(shù)據(jù)、采樣分析數(shù)據(jù)錄入與組織管理，自動生成坑道、探槽、鉆孔、淺井工程圖件的根本內(nèi)容投影在礦區(qū)平面圖上，自動輸出坑道、探槽、鉆孔、淺井工程編入數(shù)據(jù)采集表、素描圖、礦區(qū)平面圖，多模式多用途鉆孔綜合柱狀圖應(yīng)用等相關(guān)功能。REInfo： 基于條件表達(dá)式的工業(yè)指標(biāo)設(shè)置，勘探線剖面圖生成與編輯，單工程單指標(biāo)、多指標(biāo)礦體圈定與人機(jī)交互編輯，人機(jī)交互式剖面礦體連接直線、曲線及提供連接規(guī)那么，地質(zhì)塊段法、剖面法、采樣平面圖法、地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)法含距離加權(quán)法資源儲量估算，煤礦資源儲量估算、采空區(qū)動態(tài)儲量管理，礦體三維顯示與分析，各種表格與

5、圖件輸出等功能。三、軟件框架與功能 野外數(shù)據(jù)采集、成果綜合、資源儲量估算和礦體三維建模的全過程信息化，多源異構(gòu)、多尺度、多維動態(tài)勘查綜合資料數(shù)據(jù)一體化存儲、管理、綜合分析，為礦產(chǎn)勘查工程成果報告編制提供了有效工具和平臺三、軟件框架與功能 基于無縫一體化技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、管理、綜合處理與成果表達(dá)不同條件下單工程礦體自動圈定技術(shù)基于規(guī)那么加交互方式的剖面礦體連接過程提供多種傳統(tǒng)資源儲量估算方法和地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)法應(yīng)用流程GIS輔助工具提高圖表制作過程的效率基于邊界約束模式的處理過程三維地質(zhì)建模與資源量估算相結(jié)合的無縫流程數(shù)據(jù)的繼承過程：基于業(yè)務(wù)流程的無縫一體化數(shù)據(jù)模型建模技術(shù)，保證不同階段數(shù)據(jù)交換繼承過程

6、信息完整性，不用重新整理數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)地形地質(zhì)圖、數(shù)字高程模型、工程編錄信息成果數(shù)據(jù)不同比例尺的勘探線剖面圖、礦體投影圖、中段圖、縱剖面圖三維成果3.1 基于無縫一體化技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、管理、綜合處理與成果表達(dá)不同比例尺地質(zhì)圖件，如地形地質(zhì)圖、勘查剖面圖、鉆孔柱狀圖、礦體投影圖等，其存儲格式主要為MapGIS、JPG、TIF等數(shù)據(jù)庫資料，如工程編錄信息，其存儲格式多為ACCESS文件，少數(shù)為文本格式遙感影像，數(shù)字高程模型三維建模數(shù)據(jù)文字與報表，如Word、Excel數(shù)據(jù)管理平臺，管理多元(多源)異構(gòu)數(shù)據(jù)3.1 基于無縫一體化技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、管理、綜合處理與成果表達(dá)原始編錄數(shù)據(jù)組織的靈活性 將原始數(shù)

7、據(jù)通過勘探線組織同時管理未參加勘探線的數(shù)據(jù)(EngPool)可以生成虛擬勘探線數(shù)據(jù)的邏輯檢查，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性原始資料的交換入庫 將其他格式數(shù)據(jù)TXT、EXCEL等快速交換到本系統(tǒng) 系統(tǒng)同時支持?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)出 成果數(shù)據(jù)組織 一套工業(yè)指標(biāo),一個方案,一個獨立文件夾3.1 基于無縫一體化技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、管理、綜合處理與成果表達(dá)原始編錄數(shù)據(jù)組織的靈活性 將原始數(shù)據(jù)通過勘探線組織同時管理未參加勘探線的數(shù)據(jù)(EngPool)可以生成虛擬勘探線數(shù)據(jù)的邏輯檢查，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性原始資料的交換入庫 將其他格式數(shù)據(jù)TXT、EXCEL等快速交換到本系統(tǒng) 系統(tǒng)同時支持?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)出 成果數(shù)據(jù)組織 一套工業(yè)指

8、標(biāo),一個方案,一個獨立文件夾3.1 基于無縫一體化技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、管理、綜合處理與成果表達(dá)提供基于條件表達(dá)式的符合多元素、多品級的圈礦模式通過條件表達(dá)式對礦石的品級圈定條件進(jìn)行分類組織然后根據(jù)條件表達(dá)式、礦石開采指標(biāo)進(jìn)行礦石品級自動分類判斷和礦段合并向?qū)Х绞絹硪龑?dǎo)礦區(qū)工作人員完成3.2 不同條件下單工程礦體自動圈定技術(shù) 不同礦種的劃分：不同礦石類型和礦石品級劃分，不同品位條件 礦床綜合品位折算當(dāng)量問題：有些多元素礦床品位普遍偏低，無法單獨利用因此對礦床元素進(jìn)行綜合利用，根據(jù)幾種指定元素的品位與折算系數(shù)生成新的折算值用于礦體圈定 品位、鞋帽：基于條件表達(dá)式解析 不同品級條件下，設(shè)置不同的夾石剔除

9、厚度和最低可采厚度 特高品位處理：設(shè)置元素品位的上限來對樣品進(jìn)行約束，如果樣品品位高于上限值可進(jìn)行按上限值替換或剔除等處理 伴生元素極限值處理：統(tǒng)計伴生元素有用金屬量時最低品位值：在一些有色金屬礦礦體圈定與品位統(tǒng)計中，樣品中的伴生金屬元素品位只有到達(dá)了一定含量才會參數(shù)有益金屬量的統(tǒng)計多金屬礦床礦體圈定處理3.2 不同條件下單工程礦體自動圈定技術(shù)礦石綜合品位當(dāng)量計算及礦體圈定很多多金屬礦床，主要有用組分含量可能到達(dá)了工業(yè)指標(biāo)，也可能與共生或伴生組分一樣，含量較低，均為到達(dá)工業(yè)要求。對于這類礦床就需要進(jìn)行礦石綜合品位計算，然后根據(jù)該綜合品位進(jìn)行工業(yè)礦體的圈定。系統(tǒng)提供綜合品位計算工具，根據(jù)元素折算

10、計算公式進(jìn)行礦石綜合品位計算，根據(jù)計算獲得的綜合品位進(jìn)行礦體的圈定。3.2 不同條件下單工程礦體自動圈定技術(shù)伴生元素極限值的處理 主礦體中伴生元素的平均品位的計算時，必須要考慮選礦工藝及元素利用等條件，將達(dá)不到某個品位要求通常稱之為伴生元素極限值的樣品剔除掉，不參與伴生元素的平均品位計算 基于用戶錄入的伴生元素極限值，在礦體圈定時以該值作為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行礦體伴生元素的統(tǒng)計 3.2 不同條件下單工程礦體自動圈定技術(shù)空間與屬性交互式單工程礦體圈定 3.2 不同條件下單工程礦體自動圈定技術(shù)直接從野外數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)動態(tài)繪制勘探線剖面圖提供人機(jī)交互方式的礦體連接規(guī)那么，通過對剖面礦體連接過程中的一些根本要求

11、與規(guī)那么進(jìn)行參數(shù)化處理，基于屬性與規(guī)那么判斷建立約束關(guān)系，交互式實現(xiàn)工程間礦體連接自動計算品位與面積大小面積控制方式和輪廓線控制方式礦體可根據(jù)地形走向和巖體走向用自然曲線連接面積沿脈坑道垂直樣的特別處理系統(tǒng)自動處理與方便的人機(jī)交互方式3.3 基于規(guī)則加交互方式的剖面礦體連接過程 3.3 基于規(guī)則加交互方式的剖面礦體連接過程采樣平面圖法、地質(zhì)塊段法、 垂直斷面法、水平斷面法、不平行剖面法、剖面法快速計算應(yīng)用過程，充分利用GIS輔助工具和三維模擬工具提高計算精度和效率，實現(xiàn)交互式塊段連接、變體重儲量和資源量估算加密工程解決方案：動態(tài)更新投影圖工程與塊段信息一套數(shù)據(jù)，不用重新整理格式，多種方法互相驗

12、證3.4 提供多種傳統(tǒng)資源儲量估算方法應(yīng)用流程23地質(zhì)塊段法3.4 提供多種傳統(tǒng)資源儲量估算方法應(yīng)用流程垂直斷面法3.4 提供多種傳統(tǒng)資源儲量估算方法應(yīng)用流程25剖面法快速估算 投影與計算參數(shù)3.4 提供多種傳統(tǒng)資源儲量估算方法應(yīng)用流程26變體重設(shè)置方式按回歸方程計算礦體塊段體重按統(tǒng)一默認(rèn)體重設(shè)置按劃分塊段是輸入的體重3.4 提供多種傳統(tǒng)資源儲量估算方法應(yīng)用流程 實現(xiàn)從野外數(shù)據(jù)采集、管理、綜合處理到成果圖件管理與輸出一體化，利用各種靈活工具動態(tài)制作地形地質(zhì)圖、采樣平面圖、工程素描圖、鉆孔柱狀圖、勘探線剖面圖、礦體投影圖、中段圖、縱剖面圖、品位噸位圖等勘探線剖面圖：樣道、樣品品位表、責(zé)任表、圖框

13、 注記的處理，提供模板 基于EXCEL的報表輸出過程3.5 GIS輔助工具提高圖表制作過程的效率28 3.5 GIS輔助工具提高圖表制作過程的效率29 3.5 GIS輔助工具提高圖表制作過程的效率30方法：距離加權(quán)反比法、簡單克立格法、普通克立格法、對數(shù)克立格法、泛克立格法、指示克立格法組合樣劃分、變差函數(shù)計算與擬合過程參數(shù)調(diào)整的靈活性儲量分級3.6 完整的地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)法估算流程單工程礦體圈定品位綜合邊界約束：不同高程范圍段的礦體圈定。系統(tǒng)提供勘探深度約束設(shè)置?？稍O(shè)置不同的開采深度段，并對開采深度段進(jìn)行開采類型的劃分地下開采或露天開采，同時針對不同的開采類型，設(shè)置不同的最低可采厚度和夾石剔除厚度

14、。礦權(quán)界線約束高程約束：統(tǒng)計不同高程范圍內(nèi)儲量斷層線約束3.7 基于邊界約束模式的處理過程不同高程范圍內(nèi)儲量的統(tǒng)計 實現(xiàn)根據(jù)不同的高程范圍段如5100m以下，800600m之間等儲量的統(tǒng)計功能。 根據(jù)開采中段，統(tǒng)計每一個采掘臺階中礦體的儲量。而在外圍接替資源勘查或深部探礦階段，那么在儲量統(tǒng)計時那么只統(tǒng)計新獲得的資源量。3.7 基于邊界約束模式的處理過程不同開采類型及深度范圍內(nèi)的礦體圈定 隨著礦山開采的不斷深入，礦山的開采方式也會發(fā)生相應(yīng)變化如從露天開采轉(zhuǎn)為地下開采，此時采礦的開采條件也會發(fā)生相應(yīng)的變化，最低可采厚度指標(biāo)相應(yīng)的提高，而夾石剔除厚度相應(yīng)的減小。3.7 基于邊界約束模式的處理過程 要

15、求系統(tǒng)在礦體圈定時，能夠根據(jù)不同深度范圍、不同的可采厚度和夾石剔除厚度進(jìn)行礦體的圈定。34礦權(quán)外儲量的扣除 3.7 基于邊界約束模式的處理過程斷層構(gòu)造約束下的礦體面積處理 由于斷層的存在，直接影響了礦體的形態(tài)。斷層的剖面傾角和落差直接決定了礦體的賦存形態(tài)，鉆孔ZK0013，ZK009之間存在一逆沖斷層。分別表示了相同的控制工程無斷層控制和有斷層控制情況下礦體形態(tài)及塊段品位的不同。在斷層控制的情況下，對左右兩端的礦體進(jìn)行了錯開處理，同時需要和上下地層進(jìn)行耦合，并對礦體塊段體積、品位進(jìn)行修正。3.7 基于邊界約束模式的處理過程二維成果，三維繼承，三維模擬原始數(shù)據(jù)，成果數(shù)據(jù)，如剖面礦體連接數(shù)據(jù)、地形

16、DTM數(shù)據(jù)等基于礦體和礦塊方式顯示粗粒度到細(xì)粒度動態(tài)三維礦體連接屬性建模多元素整合顯示，多方位多手段的礦體切割支持礦體約束條件的分析手段三維分析，二維驗證指導(dǎo)開采和輔助決策，采空區(qū)管理平面與三維爆炸式顯示礦體三維建模流程，提供最直觀的分析決策手段3.8 三維地質(zhì)建模與資源儲量估算相結(jié)合的無縫流程礦體外表模型對不同編號的礦體可設(shè)置不同的顏色礦區(qū)三維模型地形+勘探工程+地理底圖地形、地理底圖、礦體聯(lián)合顯示礦體爆炸式顯示揭示礦體內(nèi)部構(gòu)造礦體塊段資源量信息查詢3.8 三維地質(zhì)建模與資源儲量估算相結(jié)合的無縫流程剖面的礦體邊界線38 3.8 三維地質(zhì)建模與資源儲量估算相結(jié)合的無縫流程39 3.8 三維地質(zhì)建模與資源儲量估算相結(jié)合的無縫流程40 3.8 三維地質(zhì)建模與資源儲量估算相結(jié)合的無縫流程為了適應(yīng)儲量報告編制工作的標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化要求根據(jù)已設(shè)定的專業(yè)Word報告模板危礦辦提供，生成相應(yīng)的專業(yè)報告并可按照模板的信息組織或標(biāo)識要求，與局部數(shù)據(jù)庫如工業(yè)指標(biāo)、圖件如剖面圖、噸品位圖進(jìn)行相應(yīng)的連接，并自動的以表、圖件的方式自動對號入座的方式輸出到報告的相應(yīng)的位置上 3.9 報告編制過程的輔助工具三、應(yīng)用情況