計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用研究

在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展背景下，采礦事業(yè)蓬勃發(fā)展，對礦山地質(zhì)勘查工作也愈發(fā)重視。然而繼續(xù)采用以往地質(zhì)勘查工作模式，已經(jīng)無法適應(yīng)時代發(fā)展需求，并且整個工作效率十分低下，實際勘查質(zhì)量也無法得到有力保障，將現(xiàn)代發(fā)展的計算機(jī)與人工智能技術(shù)有效滲透其中，就可以妥善解決這些問題，礦山地質(zhì)勘查工作效率和結(jié)果準(zhǔn)確性也會得到明顯提高，并為后期采礦作業(yè)制定科學(xué)決策提供有力支持

。鑒于此，對計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用展開研究與分析。

1 計算機(jī)與人工智能技術(shù)概述

計算機(jī)技術(shù)的內(nèi)容非常廣泛，可粗略分為計算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)、計算機(jī)部件技術(shù)、計算機(jī)組裝技術(shù)等，并且計算機(jī)是具備數(shù)據(jù)儲存、修改功能、邏輯與數(shù)據(jù)計算等功能于一體的電子設(shè)備，綜合性特點非常明顯。而人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和拓展人的智能理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)的一門嶄新技術(shù)科學(xué)，作為計算機(jī)科學(xué)的一個重要分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，相應(yīng)研究領(lǐng)域內(nèi)容有機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理等

。

如今，城市建筑大多為高層建筑，科學(xué)設(shè)計供水分區(qū)可以有效提高城市的供水效率，從而實現(xiàn)節(jié)能功效，還可以解決個別地區(qū)供水不足的現(xiàn)象，從而為居民提供優(yōu)良的供水服務(wù)。供水對能源的消耗非常大，但在市政給排水系統(tǒng)中，供水是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此，設(shè)計人員在設(shè)計給排水系統(tǒng)時，需要考慮水流動時產(chǎn)生的壓力，降低管道承受的壓力，從而實現(xiàn)對管道的合理使用，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

2 計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中運(yùn)用的重要作用

計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查工作中進(jìn)行運(yùn)用，可以起到以下作用：①提高地質(zhì)勘查工作效率，礦山地質(zhì)勘查涉及到的工作內(nèi)容非常多，實際作業(yè)也需要投入較多人力、物力和財力，并且考慮到作業(yè)環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，整個勘查工作效率就變得十分低下，常常一個礦山地質(zhì)勘查項目需要耗費(fèi)較長周期，才能夠取得理想工作效果，而將計算機(jī)與人工智能技術(shù)應(yīng)用到其中以后，就可以使用先進(jìn)儀器設(shè)備和科學(xué)技術(shù)取代人工操作，并且多項勘查任務(wù)也能同時進(jìn)行，極大提高了地質(zhì)勘查工作效率；②保證地質(zhì)勘查結(jié)果準(zhǔn)確性，由于礦山地質(zhì)勘查工作開展，所面臨的作業(yè)環(huán)境較為復(fù)雜和惡劣，實際操作也極容易受到人為操作不規(guī)范、過程監(jiān)督控制不足、機(jī)器設(shè)備使用不合理等因素影響，而出現(xiàn)勘查資料不完整、結(jié)果不準(zhǔn)確等情況，而對計算機(jī)與人工智能技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用以后，就可以克服外界復(fù)雜環(huán)境和人為操作因素對最終勘查結(jié)果帶來的不利影響，甚至還可以依托計算機(jī)技術(shù)對勘查所得資料信息進(jìn)行快速整理和高效分析，并為制定科學(xué)合理采礦工作決策和方案提供有力支持；③減少資源成本投入，以往開展礦山地質(zhì)勘查工作，需要投入較多人力物力財力，并且地質(zhì)勘查效率與質(zhì)量還無法得到有力保障，而對計算機(jī)與人工智能技術(shù)運(yùn)用后，就可以使用先進(jìn)儀器技術(shù)完全取代傳統(tǒng)人工和機(jī)器設(shè)備，整個地質(zhì)勘查工作也能在較短時間內(nèi)完成，并且投入資源成本更少，最終勘查結(jié)果也能得到有力保障；④促進(jìn)地質(zhì)勘查工作更好發(fā)展，隨著采礦事業(yè)不斷發(fā)展，對礦山地質(zhì)勘查工作也愈發(fā)重視，在這過程中注重對計算機(jī)與人工智能技術(shù)運(yùn)用，就可以為礦山地質(zhì)勘查工作開展提供有力技術(shù)支持，在促進(jìn)勘查工作更好完成的同時，礦山地質(zhì)勘查行業(yè)也能朝著縱深方向發(fā)展

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3 計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用領(lǐng)域

礦山地質(zhì)勘查工作中，計算機(jī)與人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：①各類報表編制，礦山地質(zhì)勘查中，在對相應(yīng)地質(zhì)情況具體信息了解以后，通常需要對各類報表進(jìn)行編制，并且針對一些報表需要采用具體圖像展現(xiàn)出來，如：三級礦量報表、資源儲量報表、礦山地質(zhì)剖面圖等，實際操作中要提高工作效率和保障編制報表質(zhì)量，就要對計算機(jī)與人工智能技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，具體包含功能強(qiáng)大的計算軟件、專業(yè)統(tǒng)計軟件、圖表自動生成軟件等，由于這些軟件與數(shù)據(jù)庫軟件可以相互兼容，因此也為地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)信息高效傳輸與處理奠定了良好基礎(chǔ)；②各種統(tǒng)計圖表繪制，在完成礦山地質(zhì)勘查工作以后，通常需要運(yùn)用一些較為直觀、形象和具體的圖表，若采用人工方式進(jìn)行繪制，除了要投入大量人力資源和耗費(fèi)較長時間以外，還無法保障繪制的精準(zhǔn)度，這時候就可以對計算機(jī)與人工智能技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，并借助專業(yè)性的繪圖軟件，如：AutoCAD、SURFER等，既能夠減輕工作量，又能夠提高繪圖準(zhǔn)確度；③數(shù)學(xué)地質(zhì)分析運(yùn)算，在礦山地質(zhì)勘查時，還要運(yùn)用大量數(shù)學(xué)地質(zhì)方法，對特定地質(zhì)勘查內(nèi)容進(jìn)行研究與分析，實際操作中借助計算機(jī)與人工智能技術(shù)，就可以對龐大繁雜地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合、分析和處理，并在較短時間內(nèi)得到想要地質(zhì)分析結(jié)果，為實際采礦工作提供強(qiáng)有力支持；④構(gòu)建礦山地質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫，礦山地質(zhì)勘查包含了巖石、地層結(jié)構(gòu)、礦產(chǎn)、地下水、地貌等內(nèi)容，針對不同內(nèi)容所采用工作方法也存在一定差異，并且所得勘查數(shù)據(jù)信息也十分龐大復(fù)雜，這時候通過計算機(jī)與人工智能技術(shù)，就可以圍繞不同地質(zhì)勘查內(nèi)容對相應(yīng)資源數(shù)據(jù)庫進(jìn)行建立，在實現(xiàn)勘查數(shù)據(jù)結(jié)果有效保管的同時，也為后期整合、開發(fā)、利用打下良好基礎(chǔ)

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4 常見計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用分析

4.1 三維可視化技術(shù)

在計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展下，三維可視化技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中也得到較為深入應(yīng)用，涉及到的關(guān)鍵技術(shù)主要有三維顯示技術(shù)、三維建模技術(shù)和三維操作技術(shù)，將三維可視化技術(shù)運(yùn)用到礦山地質(zhì)勘查當(dāng)中，就可以對地下和地面諸多地質(zhì)現(xiàn)象及特征進(jìn)行直觀顯示和細(xì)致描述。同時，依托該項技術(shù)還可以對大量地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速處理，更為重要的是這項技術(shù)還能檢查地質(zhì)資料的連續(xù)性，若出現(xiàn)資料信息虛假、不準(zhǔn)確等情況，也能及時發(fā)現(xiàn)這些異常，并在加強(qiáng)資料真?zhèn)伪鎰e中，更好反映礦山地層狀況

。此外，三維可視化技術(shù)不僅是一種解釋工作，還是一種成果表達(dá)工具，特別是針對地下界面的地震反射率數(shù)據(jù)，可以直接通過三維空間實現(xiàn)地層構(gòu)造、巖性沉積特點等有效解釋，并在快速描述各種復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象中，為快速選定目標(biāo)提供有力支持。

4.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在計算機(jī)與人工智能技術(shù)不斷發(fā)展背景下，數(shù)據(jù)庫技術(shù)也日漸成熟，并作為構(gòu)建信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)性技術(shù)得到十分廣泛應(yīng)用。將數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用到礦山地質(zhì)勘查工作中，就可以實現(xiàn)地質(zhì)工作信息系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)信息有效存儲，考慮到當(dāng)前礦山地質(zhì)勘查工作涉及地質(zhì)構(gòu)造、勘探、地面工程等多個方面內(nèi)容，并且各方面內(nèi)容工作也都需要信息管理系統(tǒng)從旁提供支持，數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為信息管理系統(tǒng)的重要支撐，實踐中進(jìn)行有效運(yùn)用，就可以實現(xiàn)大量相關(guān)數(shù)據(jù)有效組織和動態(tài)存儲，在支持礦山工作必要數(shù)據(jù)處理和信息資源共享服務(wù)的同時，還能對信息系統(tǒng)中的各類信息進(jìn)行有效分類、整理和保管，實際搜尋、開發(fā)和利用也會變得更加方便

。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)是一項關(guān)鍵的計算機(jī)與人工智能輔助技術(shù)，該項系統(tǒng)功能也十分強(qiáng)大，具體包含數(shù)據(jù)采集、處理分析、儲存管理等，并且還可以以此作為支撐，對相應(yīng)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效輸出，涉及到的信息屬性也能正確表述，進(jìn)而為實際工作提供更為客觀和真實的參考信息。與此同時，在對礦山地下地質(zhì)構(gòu)造、巖性物性等實體特征進(jìn)行描述和掌握時，考慮到這些實體與地理信息存在十分密切聯(lián)系，這時候就可以將地理信息系統(tǒng)技術(shù)有效運(yùn)用到地質(zhì)勘查當(dāng)中，使之成為地質(zhì)數(shù)據(jù)資源管理不可或缺的重要工具，并為科研、生產(chǎn)、管理和決策工作有效開展提供有力支持。

4.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是計算機(jī)與人工智能發(fā)展到一定階段以后出現(xiàn)的新技術(shù)，作為一種高級的人機(jī)交互技術(shù)，在該項技術(shù)體系中涉及到環(huán)境建模、立體聲合成、觸覺反饋、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，將這一技術(shù)應(yīng)用到礦山地質(zhì)勘查工作中以后，在地震資料三維可視化解釋、地質(zhì)綜合研究、油藏建模等環(huán)節(jié)中取得較好應(yīng)用效果，并且技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢十分突出。如：依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以使地質(zhì)勘查得到數(shù)據(jù)結(jié)果和生成分析結(jié)果，在一個虛擬化環(huán)境中進(jìn)行同時展現(xiàn)出來，在為巖石物理、地質(zhì)地震、鉆進(jìn)作業(yè)等不同學(xué)科工程技術(shù)人員提供協(xié)同工作環(huán)境的同時，也將礦山地質(zhì)勘查不同工作內(nèi)容有效聯(lián)系起來，并支持不用學(xué)科人員資源共享和溝通交流，在得到更為準(zhǔn)確可靠勘查結(jié)果的同時，實際工作效率也得到進(jìn)一步提高

。

頸源性頭痛可根據(jù)神經(jīng)根的不同受累部分,分為神經(jīng)源性疼痛和肌源性疼痛。神經(jīng)根的感覺根纖維受到刺激引起神經(jīng)源性疼痛,而其腹側(cè)運(yùn)動神經(jīng)根受刺激時則以肌源性疼痛。

4.4 地理信息系統(tǒng)技術(shù)

關(guān)于馬克思宗教思想發(fā)展歷程的總體景觀，“比較一致的觀點是：從馬克思在少年時代作為一個新教信仰者出發(fā)，到中學(xué)時代兩篇作文中的反宗教情結(jié)再到黑格爾和青年黑格爾派的唯心主義宗教立場，最后發(fā)展到歷史唯物主義宗教觀的確立。”[4]3學(xué)者大多都能夠從整個西方哲學(xué)發(fā)展的內(nèi)在邏輯和馬克思思想生成性視域給以挖掘和探究，獲得了豐富多樣的理論成果。

5 實際案例具體應(yīng)用

5.1 工程概況

時空關(guān)聯(lián)模式主要研究對象隨時間發(fā)生變化的歸路，即在傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析的基礎(chǔ)上加上了時間和空間的約束，以發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)中處于一定時間間隔和空間位置的關(guān)聯(lián)規(guī)則[7].例如夏天某南方旅游團(tuán)游客來到青島萬象城購物，這個群體只要進(jìn)入到商城區(qū)域，通過群體的移動通信終端數(shù)據(jù)分析就能得到其來源地、地域生活環(huán)境導(dǎo)致的體感習(xí)慣、實時的心理動態(tài)等(即得到影響熱舒適的人員心理因素狀況)，使用室內(nèi)定位技術(shù)又能分析出群體流動趨勢以確定該群體期望環(huán)境參數(shù)的控制片區(qū).

某地下銅礦在實施開采工作之前，組織專業(yè)人員對礦區(qū)地質(zhì)情況進(jìn)行細(xì)致勘查，并結(jié)合礦山原始地質(zhì)資料和生產(chǎn)資料，完成礦山地質(zhì)建模工作，并提交各期勘查的相關(guān)設(shè)計及成果，以幫助工程設(shè)計人員更好把握礦區(qū)所在區(qū)域地質(zhì)情況，并聯(lián)系生成的三維地質(zhì)模型和數(shù)據(jù)成果圖表，為采礦作業(yè)方案科學(xué)制定提供有力支持，并促進(jìn)整個采礦作業(yè)更加有序、安全、高效和高質(zhì)完成

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5.2 三維建模工藝流程和關(guān)鍵技術(shù)

在對該礦山工程項目進(jìn)行地質(zhì)勘查時，要完成礦山地質(zhì)建模工作，就要通過航空攝影測量、像片控制測量和空中三角測量，對立體模型地物的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效提取，并依托計算機(jī)與人工智能技術(shù)，在人機(jī)交互中對三維模型進(jìn)行有效建立，在自動提取頂部側(cè)面紋理和整合礦山三維場景以后，對DEM和DOM進(jìn)行制作，最后通過外業(yè)完善勘查數(shù)據(jù)信息，并全面細(xì)致反映礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境。整個過程需要運(yùn)用到的三維建模技術(shù)有：①數(shù)據(jù)采集，可以采用基于數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)的三維模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝，對三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確采集，具體包含內(nèi)容有建筑物、道路橋梁、水系等內(nèi)容，通過數(shù)據(jù)采集可以得到建筑平面位置、地表高程數(shù)據(jù)等信息，并為后期開展地表模型制作工作奠定堅實基礎(chǔ)；②紋理采集和地貌模型制作，通過航空正射影像得到地貌模型紋理影像，其中模型的表面紋理多來源于地面近景拍攝和航空拍攝影像，在對獲取數(shù)據(jù)信息和相關(guān)影像進(jìn)行匹配以后，就可以實現(xiàn)三維地貌模型數(shù)據(jù)有效制作，實際操作中最好可以將DOM和DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)參考下，并按照四叉樹分割和影像金字塔模式，對高等級分辨率的DOM和DEM進(jìn)行重新采樣，在分割為同等級的不同小文件后進(jìn)行有效存儲，最后通過影像映射技術(shù)，計算得到真實準(zhǔn)確的三維地貌模型

。

5.3 工程優(yōu)化設(shè)計

在完成礦山三維地質(zhì)建模工作以后，聯(lián)系實際地質(zhì)資料發(fā)現(xiàn)該礦山工程地質(zhì)具有以下特征：①礦體傾角已經(jīng)要達(dá)到直立狀態(tài)，并且呈現(xiàn)出兩端較薄、中間厚大、深部資源不夠明確等特點；②結(jié)合地層結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，判定該礦山屬變質(zhì)巖類為主的礦床，并且地質(zhì)條件十分復(fù)雜，尤其是礦體及頂?shù)装鍑鷰r存在節(jié)理裂隙發(fā)育情況，整體來看穩(wěn)定性不足。在對礦區(qū)地質(zhì)勘查結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)和分析以后，決定采用淺孔留礦法和階段崩落法進(jìn)行操作，執(zhí)行時還結(jié)合實際將整個礦體劃分為12個采場，回采地質(zhì)礦量達(dá)到150萬噸，占據(jù)規(guī)劃總礦量的98%左右。

5.4 其他保障措施

要想取得理想礦山地質(zhì)勘查效果，除了要對計算機(jī)與人工智能技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用以外，還要做好一系列保障工作，促進(jìn)礦山地質(zhì)勘查作業(yè)更加順利、高效完成，所得勘查數(shù)據(jù)信息和作業(yè)成果準(zhǔn)確性和質(zhì)量也能得到有力保證。這些保障措施主要有：①制定科學(xué)合理勘查計劃，在開展礦山地質(zhì)勘查工作之前，需要對地質(zhì)勘查對象、范圍內(nèi)容、主要目標(biāo)等進(jìn)行了解和明確，然后圍繞實際工作目標(biāo)與內(nèi)容，對具體作業(yè)計劃進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，執(zhí)行時也要注意考慮工作流程和采用技術(shù)手段，特別是在開展協(xié)同作業(yè)和數(shù)據(jù)信息收集整理過程中，將計算機(jī)與人工智能技術(shù)滲透到其中，可以實現(xiàn)各項地質(zhì)勘查工作內(nèi)容同時進(jìn)行，針對采集到的數(shù)據(jù)信息也能有效收集、快速分類和管理分析，促進(jìn)地質(zhì)勘查工作目標(biāo)更好達(dá)成，數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)性也能得到切實保障；②加強(qiáng)過程管理監(jiān)督，考慮到礦山地質(zhì)勘查工作具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性等特點，并且某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，很可能就會對實際勘查結(jié)果質(zhì)量帶來不利影響，這時候就要依托先進(jìn)監(jiān)控技術(shù)，對整個勘查過程進(jìn)行有效管控，甚至還可以利用計算機(jī)與人工智能技術(shù)，對勘查工作所獲得地層、巖性、水文等信息進(jìn)行有效甄別和檢驗，既能夠避免重復(fù)作業(yè)，又能夠保證所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，并為后續(xù)生成想要地質(zhì)勘查成果打下良好基礎(chǔ)，甚至可以將項目監(jiān)理制度、地質(zhì)報告專業(yè)評審機(jī)制等滲透其中，可以切實保障地質(zhì)勘查成果質(zhì)量；③重視礦山地質(zhì)科技創(chuàng)新，一方面要加大礦山地質(zhì)勘查工作科技創(chuàng)新投入，并在深入推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合過程中，促進(jìn)計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查工作中進(jìn)行更加深入應(yīng)用；另一方面則是依托計算機(jī)與人工智能技術(shù)，積極探索更為先進(jìn)的礦山地質(zhì)勘查技術(shù)，并適當(dāng)拓寬地質(zhì)技術(shù)服務(wù)范圍，在推進(jìn)三維地震、遙感鉆探工藝等技術(shù)創(chuàng)新和勘查主流程信息化過程中，進(jìn)一步提高礦山地質(zhì)勘查水平與質(zhì)量

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6 結(jié)語

本文是對計算機(jī)與人工智能技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中應(yīng)用的研究，隨著我國采礦事業(yè)不斷發(fā)展，對礦山地質(zhì)勘查工作也提出更高要求，特別是在工作效率與質(zhì)量提升方面，繼續(xù)沿用以往工作方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實發(fā)展需要，將現(xiàn)代快速發(fā)展的計算機(jī)與人工智能技術(shù)應(yīng)用到其中，可以推動礦山地質(zhì)勘查深化改革，并加快地質(zhì)勘查、數(shù)據(jù)處理、成果展示等信息化進(jìn)程。實踐中要想取得這一理想效果，除了要深化計算機(jī)與人工智能技術(shù)正確認(rèn)識以外，還要結(jié)合礦山地質(zhì)勘查工作開展實際，對計算機(jī)與人工智能技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理運(yùn)用，并做好地質(zhì)勘查過程監(jiān)督保障工作，促使地質(zhì)勘查作業(yè)更加順利完成，相應(yīng)工作效率、數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性和生成成果有效性也能得到提升。

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