多種常用地質(zhì)數(shù)據(jù)處理算法統(tǒng)一應(yīng)用平臺設(shè)計與應(yīng)用

摘 要：針對地質(zhì)數(shù)據(jù)處理算法較多，提出地質(zhì)數(shù)據(jù)常用算法軟件平臺開發(fā)。首先通過對地質(zhì)數(shù)據(jù)常用算法進行梳理研究，歸納各算法實現(xiàn)步驟，通過MVC模式進行算法程序編寫，利用QT實現(xiàn)地質(zhì)數(shù)據(jù)處理常用算法軟件平臺塔建，設(shè)計出地質(zhì)數(shù)據(jù)處理常用算法的工具包應(yīng)用平臺。將設(shè)計的算法工具包應(yīng)用平臺處理湖北省大冶銅綠山20萬水系數(shù)據(jù)，選取工具包中相應(yīng)算法對地球化學(xué)元素進行分析。結(jié)果算法工具包應(yīng)用平臺能夠快速有效完成地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理，能夠有效圈定出單元素濃度分帶與元素綜合異常分帶，達到礦產(chǎn)預(yù)測要求。

關(guān)鍵詞：工具包；地質(zhì)數(shù)據(jù)；算法

引言

隨著地質(zhì)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的迅速發(fā)展及成礦理論的不斷向前發(fā)展，礦產(chǎn)資源定量預(yù)測已由初期的應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進行統(tǒng)計預(yù)測發(fā)展演變?yōu)橐杂嬎銠C技術(shù)為手段，多種信息的綜合預(yù)測[1]。分形理論、混沌動力學(xué)等方法快速發(fā)展[2]，多元綜合信息物探、化探、遙感等信息進行成礦預(yù)測[3-5]。礦產(chǎn)資源定量預(yù)測已發(fā)展出眾多地質(zhì)數(shù)據(jù)處理算法，由于采集到的野外地質(zhì)數(shù)據(jù)量較大，對礦體的靶區(qū)的圈定往往需要綜合多種算法進行處理，使得在地質(zhì)數(shù)據(jù)處理分析上將花費大量的時間，浪費人力，財力。因此，需要將地學(xué)算法融合成相應(yīng)的軟件平臺。供地學(xué)專家在進行定量預(yù)測評價時根據(jù)需要組合使用，這可以大大提高數(shù)據(jù)處理效率，為地學(xué)專家節(jié)省大量的時間與精力。

1 地學(xué)數(shù)據(jù)常用算法研究

通過對地學(xué)數(shù)據(jù)常用算法進行系統(tǒng)研究，總結(jié)出地學(xué)數(shù)據(jù)處理算法主要包括四個方面：地質(zhì)數(shù)據(jù)預(yù)處理算法、地質(zhì)數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計分析算法，地質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析算法，定量礦床預(yù)測評價算法。而地質(zhì)數(shù)據(jù)預(yù)處理算法包括地質(zhì)變量選擇和地質(zhì)變量變換。地質(zhì)變量選擇方法主要有點圖法，相關(guān)系數(shù)法，秩和檢驗法；地質(zhì)變量變換方法主要有標(biāo)準(zhǔn)變換，極差變換，平方根變換，對數(shù)變換，反正弦變換和反余弦變換等。描述性統(tǒng)計分析算法包括描述性統(tǒng)計量和統(tǒng)計圖繪制。描述性統(tǒng)計方法包括：分位數(shù)，中位數(shù)，均值，標(biāo)準(zhǔn)差和方差，峰度以及變異系數(shù)等。繪制統(tǒng)計圖主要是進行條形圖，餅圖，直方圖以及散點圖等。地質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析算法是處理地質(zhì)數(shù)據(jù)所必須的環(huán)節(jié)，它主要用多元統(tǒng)計以及分形算法分析地質(zhì)數(shù)據(jù)。礦產(chǎn)資源定量評價實質(zhì)上是礦產(chǎn)資源潛力評價在地質(zhì)基礎(chǔ)上的概率表征，采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法，利用計算機建立礦產(chǎn)資源的空間定位和資源定量統(tǒng)計模型，從而解決礦產(chǎn)靶區(qū)的預(yù)測。

2 算法工具包平臺開發(fā)設(shè)計

系統(tǒng)運行環(huán)境：操作系統(tǒng)為Windows系列。主機要求為PC兼容機內(nèi)存1G以上，顯示分辨率800*600以上。系統(tǒng)開發(fā)硬件環(huán)境：CPU主頻2.1GHz以上，系統(tǒng)內(nèi)存大于512MB，推薦使用內(nèi)存應(yīng)在1G以上。硬盤空間大小由模型數(shù)據(jù)大小決定，使用5400轉(zhuǎn)/秒的以上硬盤即可，顯存512MB以上。開發(fā)技術(shù)：Visual Studio或QT。運行環(huán)境：Windows系列。文章采用MVC設(shè)計模式進行設(shè)計。模型（Model）負(fù)責(zé)存儲數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進行各種運算和處理，視圖（View）負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)顯示，控制器（Controller）負(fù)責(zé)接收、截取用戶請求（如鍵盤輸入，鼠標(biāo)點擊），但不處理業(yè)務(wù)信息，它只把用戶的信息傳遞給模型，告訴模型該做什么，由模型返回最終的處理結(jié)果。控制器再選擇符合要求的視圖返回給用戶。在軟件平臺中導(dǎo)入需要處理的數(shù)據(jù)后，即可利用工具包各功能模塊的相應(yīng)算法對數(shù)據(jù)進行處理，在軟件平臺工作區(qū)中可以直接對數(shù)據(jù)進修改，編輯等操作。

3 地學(xué)算法工具包應(yīng)用實現(xiàn)

為了顯示工具包應(yīng)用效果，利用工具包應(yīng)用平臺的主成分分析處理湖北省大冶銅綠山20萬水系數(shù)據(jù)。根據(jù)工具包平臺得出主成分分析結(jié)果，運行時間為0.235048秒；而直接通過MTLAB程序得出主成分分析結(jié)果，運行時間為7.378104秒。由分析結(jié)果可知，通過工具包平臺得到的主成分結(jié)果與MTLAB程序所得結(jié)果一致，兩者精度相差0.001，然而工具包平臺處理速度是MTLAB程序處理的31.39倍。由表1，表2知，Au，Ag，Cu元素到了第二主成分時累積貢獻率達到0.902>0.85，從而取前兩個主成分就能代表主要信息反應(yīng)。通過工具包平臺的分形算法得出Au，Ag，Cu元素的綜合異常分帶，通過元素綜合異常分帶區(qū)域就可以有效確定靶區(qū)位置，進而找到相應(yīng)礦床。

4 結(jié)束語

文章設(shè)計的算法工具包平臺能夠使用于Windows系列運行環(huán)境。通過工具包應(yīng)用平臺有效完成了對湖北省大冶銅綠山20萬水系數(shù)據(jù)進行分析處理，通過平臺得出的主成分結(jié)果與MTLAB編程所得結(jié)果一致，兩者精度相差0.001，然而工具包平臺處理速度是MTLAB程序處理的31.39倍，大大提高了處理數(shù)據(jù)的速度。通過軟件得出的綜合異常分帶區(qū)域可以圈地靶區(qū)范圍。文章設(shè)計的算法工具包應(yīng)用平臺涉及了地學(xué)數(shù)據(jù)處理的大量算法，有利于地學(xué)工作根據(jù)所需進行地質(zhì)數(shù)據(jù)處理，大大節(jié)約地質(zhì)找礦的時間。

參考文獻

[1]楊斌，王慧，闞靖，等.膠西北河?xùn)|金礦多元異常信息找礦預(yù)測[J]. 地學(xué)前緣，2014，21（5）：221-226.

[2]Cheng Q M. Singularity theory and methods for mapping geochemical anomalies caused by buried sources and for predicting undiscovered mineral deposits in covered areas[J]. Journal of Geochemical Exploration，2012，122：55-70.

[3]陳三明.錫礦山銻礦田多元地學(xué)綜合信息成礦預(yù)測研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2012.

[4]秦飛龍，郭科，柳炳利，等.高光譜遙感影像分類算法并行處理設(shè)計與實現(xiàn)[J].成都理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，43（1）：119-123.

[5]周仲禮，秦飛龍，夏歡歡，等.盲小波算法在金屬礦床地震資料去噪處理中的應(yīng)用[J].成都理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，40（2）：120-124.

作者簡介：程魯（1992，09-），女，四川達州人，碩士研究生在讀，成都理工大學(xué)管理科學(xué)學(xué)院，研究方向：數(shù)學(xué)。