基于開源空間信息軟件的證據(jù)權法礦產(chǎn)資源評價系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

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1、基于開源空間信息軟件的證據(jù)權法礦產(chǎn)資源評價研究與實現(xiàn)紀曉璐黃舟隋正偉方裕陳斌北京大學遙感所摘要基于開源的空間信息軟件，構建礦產(chǎn)資源評價系統(tǒng)框架，采用證據(jù)權模型，以長江中下游成礦帶為示范區(qū)，高效、高質量的實現(xiàn)了銅礦資源預測評價。在評價過程中不需手動操作，評價結果表明，基于開源空間信息軟件的證據(jù)權法礦產(chǎn)資源評價是一種高效的進行礦產(chǎn)資源評價的新途徑，并且為結合網(wǎng)格計算，根本的解決傳統(tǒng)的證據(jù)權法礦產(chǎn)資源評價中存在的跨地域、跨平臺的數(shù)據(jù)一體化的存儲、組織和管理的問題，達到真正意義上的地理空間信息共享，更大程度上提高礦產(chǎn)資源評價的效率，提供了實現(xiàn)的基礎，是為滿足我國加大礦產(chǎn)資源的探測力度的迫切需求的一

2、種新的技術方法。關鍵詞開源空間信息軟件，Postgis，證據(jù)權法，礦產(chǎn)資源評價1.引言隨著我國經(jīng)濟可持續(xù)高速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源與能源需求極大。國有礦山中約有三分之二已進入開采的中、晚期，剩余可采儲量和礦石品位急劇下降，而新增儲量嚴重不足，不少礦山資源瀕于枯竭，生產(chǎn)陷入困境。特別是石油、鐵、錳、銅、鉀鹽等大宗急需礦產(chǎn)，由于后備儲量嚴重不足，已不能滿足我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展的需要，供需缺口持續(xù)擴大。因此迫切的需要發(fā)掘新的途徑、發(fā)展新的技術方法加大礦產(chǎn)資源的探測力度。礦產(chǎn)資源評價在在礦產(chǎn)勘查過程中起著先導作用，評價成果對礦產(chǎn)勘查的戰(zhàn)略部署以及具體勘查任務的設立與實施都有著重要的指導意義。為了不斷提高

3、礦產(chǎn)資源評價成果的質量，人們在評價的理論、方法和計算機應用等方面都進行著廣泛而深入的研究【1】。證據(jù)權法（Agterberg,1990;Bonham-Carter,1990,1993）是地學領域使用計算機技術進行礦產(chǎn)資源評價預測的一種計算方法，具有方法簡單、預測結果可靠性高等特點。目前國際上已有的礦產(chǎn)資源評價軟件有美國和加拿大地質調查所合作開發(fā)的名為WofE的ArcGIS擴展平臺。國內(nèi)目前尚無系統(tǒng)的進行證據(jù)權法礦產(chǎn)資源評價的軟件平臺，僅有中地數(shù)碼開發(fā)的用于證據(jù)權法礦產(chǎn)資源評價的空間服務，可基于MapGIS空間分析平臺實現(xiàn)證據(jù)權法礦產(chǎn)資源預測。傳統(tǒng)的空間分析方法大大限制了礦產(chǎn)資源評價的效率，

4、且存在平臺障礙。采用開源的空間信息軟件，既打破了平臺障礙，在評價過程中的空間分析部分，可使用空間數(shù)據(jù)庫本身的機制進行優(yōu)化，又提高了評價效率。本文著重研究了基于開源的空間數(shù)據(jù)庫PostgreSQL+Postgis以及開源GIS桌面客戶端QGIS進行礦產(chǎn)資源評價的方法及其實現(xiàn)，采用證據(jù)權模型，高效、跨平臺、高質量的完成礦產(chǎn)資源評價。2.證據(jù)權法礦產(chǎn)資源評價的原理2.1證據(jù)權法概念證據(jù)權法用于組合各種來源的空間數(shù)據(jù)，描述和分析數(shù)據(jù)之間的相互作用，建立預測模型，為決策者提供支持。這種方法在20世紀80年代末期由加拿大數(shù)學地質學家Agterberg和Bonham-Carter發(fā)展、應用在礦產(chǎn)資源預測

5、領域，并最終形成較為完善的礦產(chǎn)勘查數(shù)學地質模型。證據(jù)權法的基礎是將地質找礦評價模型轉換為“網(wǎng)格模型”，針對每一網(wǎng)格上信息數(shù)據(jù)進行權值計算，將抽象的模型賦予實實在在的內(nèi)涵，達到評價目的。它采用一種統(tǒng)計分析模式，通過一定的數(shù)學計算方法確定與成礦作用關系密切的證據(jù)層的權重值，進而計算空間任意位置的礦產(chǎn)發(fā)育的概率值，以圈定不同級別的預測靶區(qū)。每種地學信息都是成礦預測的一個證據(jù)因子，而每個證據(jù)因子對成礦預測的貢獻是由這個因子的權重來確定的。在成礦預測中，證據(jù)權法的基本原理是把每一種成礦信息（轉化為存在或缺失的二元圖）都看作成礦預測的一個證據(jù)因子，每一個證據(jù)因子對成礦預測的貢獻是由該因子的權來確定的【

6、2】。證據(jù)權模擬的目的就是要確定這些與已知類型的礦床（點）相關的二元圖的證據(jù)權，計算出研究區(qū)內(nèi)任意空間位置的成礦概率值，并以可視化圖形的方式圈定出成礦遠景區(qū)。證據(jù)權法在礦產(chǎn)資源評價中的步驟大概如下【3】：1)建立研究區(qū)礦床（點）和成礦作用有關的證據(jù)因子專題數(shù)據(jù)庫；2)提取礦點圖層，劃分網(wǎng)格單元；3)搜索含礦網(wǎng)格單元，生成含礦網(wǎng)格圖層；4)對于每一個證據(jù)因子專題數(shù)據(jù)庫，提取與成礦關系密切的控礦因素，生成新的圖層，即證據(jù)層；5)分別將各證據(jù)層圖層與含礦網(wǎng)格圖層進行疊加，進行先驗概率、權重及相關系數(shù)的計算；6)根據(jù)先驗概率、權重及相關系數(shù)篩選合理的證據(jù)層，及參與后驗概率計算的證據(jù)層，并對研究區(qū)內(nèi)

7、各單元進行后驗概率計算；7)根據(jù)后驗概率計算結果進行各級預測靶區(qū)的計算。2.2證據(jù)權法基本原理證據(jù)權法的數(shù)學原理如下：假設研究區(qū)被劃分成為Ｔ個等大小的網(wǎng)格（區(qū)域劃分網(wǎng)格單元要以保證一個網(wǎng)格中至多出現(xiàn)一個已知礦點為基礎），提取了以下信息，其中有Ｄ個網(wǎng)格單元含有已知礦(床)點，上述提取的每個變量看作獨立的證據(jù)因子，對于任意一個證據(jù)因子，其對成礦貢獻的權重定義為【3】：(1)(2)式中，Ｗ+、Ｗ-分別為證據(jù)因子存在區(qū)和不存在區(qū)