基于模糊理論的地質資源可視化勘查系統設計及應用

趙紅宇

（安徽省煤田地質局第三勘探隊，安徽 宿州 234000）

傳統的地質資源勘查技術是運用標注法對地質資源進行勘查并顯示，但這種方法只能對地質資源主要的信息進行顯示，無法準確的對資源的邊界進行精準的劃分，因此也限制了地質資源勘查技術的發展[1]。而基于模糊理論的控制可以簡化系統設計的復雜性，適用于地質資源可視化勘查系統這種非線性、時變、模型不完全的系統之上。利用控制法則對系統的變量間的關系進行描述，不通過數值而是通過語言形式對模糊變量進行描述，基于模糊理論的地質資源可視化勘查系統控制器不需要對被控制的對象建立完整的數學模式但能清晰地勘查到地質資源的分布位置。

1 地質資源可視化勘查系統設計

1.1 硬件設計

系統網絡的拓撲結構圖如圖1所示。以安徽省的地質資源為例，基于模糊理論的地質資源可視化勘查系統中包括數據庫服務器、數據發布服務器、Arcgis server服務器、GPS服務器組成。其中前兩種服務器部署在安徽省城市規劃與地質資源管理項管部門的中心機房中，同時不同地區的終端在授權的情況下可以訪問與其相關的業務信息或查詢地質資源定位信息。數據庫服務器主要是采用模糊理論的控制架構對數據進行模糊控制將其轉化為語言形式的空間數據以及業務數據，并且儲存和發布模糊控制轉化后的數據信息。Arcgis server服務器連接數據庫服務器，其作用是用來發布語言形式的空間數據、業務數據以及與之相關的服務，例如搜索、分析、地理位置顯示等。GPS服務器是用來接受勘查的信號信息，并將實時位置的數據信息導入到數據庫，便于提供實時的地質資源范圍的查詢。當用戶獲得授權后，在客戶端上搜索“安徽省地質資源”時，系統通過服務器的運作后就會將安徽省地質資源中有色金屬、煤、地下水等詳細的資料信息清晰的顯示到客戶端的電腦上，同時通過進一步的搜索后，GPS服務器也可以將地質資源的具體位置信息發送到客戶端上。

圖1 系統網絡的拓撲結構圖

1.2 軟件設計

（1）空間矢量數據迭代分析。空間矢量數據分析設計是根據地質資源模糊轉化過程及表達，是對地質資源分析的顯示方法。同時空間矢量數據迭代分析也是地質資源的模糊理論與可視化中重要的一個環節，這一過程是極其復雜的，因此需要通過公式的表達對空間矢量數據迭代分析這一技術進行詳細的分析。以安徽省某地區地質資源為例，在分析前首先要確定系統中地質資源的條件參量，設計成如（1）所示的公式。

公式（1）中，c（E，F）表示為該地區地質資源的條件參量，（ei，fi）表示為地質資源的基本參數，S表示為條件變化的系數。可以通過已知的地質資源的條件參量進行顯示其成分和結構的計算，轉化成如（2）所示的公式。

公式（2）中D表示為地質資源的成分，G表示為顯示地質資源的結構，T表示為勘查方法的準確程度，S依然表示為條件變化的系數，△H表示為臨近結構的變化，k表示為深度。通過公式（2）可以實現地質資源的分析，以完成空間矢量數據迭代的分析，以此實現地質資源可視化勘查技術的設計。

（2）數據管理子系統設計。在基于模糊理論的地質資源可視化勘查系統中由于想要表達的內容數據是十分龐大，其主要包括Web要素服務數據、語言形式的空間數據、業務數據等，對于計算機中的CPU、內存、顯卡等使用量需求大，若系統在同一時間內加載的不重要信息過多時，可能會電腦的運行變慢，影響系統的啟動速度，嚴重時可能會造成系統的運行不穩定。對此數據管理子系統就發揮著巨大的作用，將這一子系統添加到系統中可以使其進行動態的且按照需求進行對數據的加載以及卸載功能，釋放出系統中占用的不必要的計算機資源，保證了系統的穩定性，同時加快系統的運行。

2 地質資源可視化勘查系統的應用前景

以探究安徽省某地區的礦山地質資源為例，通過基于模糊理論的地質資源可視化勘查系統對該地區的地質資源進行勘查，同時結合地面的檢查數據，可以在該地區找出大量的有色金屬、煤、地下水等資源，并且能夠精準的確定資源的分布位置。而對于一些地形復雜的、資源難開發的位置通過系統的可視化勘查也可以順利的完成。

3 實驗論證分析

首先根據數據準備的參數，對安徽省某地區的地質資源進行模擬，并將客觀顯示的自變量信息設置為不同地質資源變化的深度。分別通過傳統技術和本文設計的新的系統進行分析，并將分析獲得的數據進行處理，記錄在客觀能力顯示表中，如表1所示。

表1 客觀能力顯示表

通過表1分析兩種方法的客觀顯示能力，可以得出結論：傳統技術的顯示能力會隨著地質資源的礦藏深度的增加而明顯減弱，而本文設計的基于模糊理論的地質資源可視化勘查系統的整體運行都十分良好，能夠清晰的分析出該地區的地質資源。分析客觀顯示能力對比曲線，我們可以得出，常規顯示技術客觀顯示能力隨埋藏深度的增加變化較為明顯，提出的三維可視化技術整理運行良好，能夠清楚的分析其礦山的礦產資源。

4 結語

隨著資源市場需求量的增加，地質資源的供應愈發緊迫，需要不斷加強對地質資源的開發力度，因此對于提高資源的利用水平以及效率是十分具有現實意義的，對于地質資源勘查工作的難度以及精準的勘查方法的研究力度也需要不斷的深入。