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煤矿床数字化建模插值方法及其应用研究

作　者: 吕进国
导　师: 白润才
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 采矿工程
关键词: VBA 地质信息煤矿床空间插值
分类号: P618.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 60次
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内容摘要

为了使煤矿工程管理人员能直观的、动态的了解地下矿床构造的三维形态特征,可以通过空间信息技术、数字信息技术以及计算机技术建立三维矿床地质模型。但由于地质勘探资料有限以及减少资金成本的不必要浪费,因此我们迫切需要对空间插值方法进行应用研究。本文总结了趋势面法、加权最小二乘拟合法、距离幂次反比法、样条函数法、三角网线性插值法、多面函数法、双线性多项式内插法以及移动拟合法的优点和局限性,并结合数学理论、矿床的赋存条件以及原始采样数据的分布特点提出了参数优化选择的有效方法。针对多面函数法以及移动拟合法求解大量的线性方程组问题进行了分析,改善了病态方程组求解高程值时所带来的失真现象。在矿床的特殊结构上,提出了对断层和边界处的几种估值方法的选用。并运用面向对象的VBA程序语言,在AUTOCAD的平台上开发和实现了常用插值方法的可视化操作以及检验内插点精度的检查机制,使矿床地质建模更加准确、可靠。根据达莲河依兰露天煤矿的矿床赋存条件以及采样数据的分布情况,采用合适的插值方法使达莲河依兰露天煤矿地质模型的建立取得了成功的应用。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-14
  1.1 选题背景及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本论文的实用价值  12
  1.4 论文主要研究内容与目标  12-13
  1.5 论文研究方法及技术路线  13-14
2 三维矿床地质模型的建立  14-23
  2.1 矿床地质层面模型的建立  14-19
    2.1.1 规则格网模型(Grid)  14-15
    2.1.2 不规则三角网模型(TIN)  15-16
    2.1.3 煤岩层面的生成算法简述  16-18
    2.1.4 煤岩层面模型的建立  18-19
  2.2 矿床地质体模型的建立  19-23
    2.2.1 基于简单类三棱柱的建模方法  20-21
    2.2.2 基于包络体的建模方法  21
    2.2.3 煤岩实体模型的构建  21-23
3 空间插值方法的应用研究  23-67
  3.1 空间插值算法的概述  23
  3.2 空间插值的数据源  23-24
  3.3 整体内插法  24-31
    3.3.1 趋势面法  25-28
    3.3.2 加权最小二乘拟合法  28-31
  3.4 分块内插法  31-46
    3.4.1 TIN 的线性内插  31-34
    3.4.2 TIN 的双三次内插  34-36
    3.4.3 双线性多项式内插  36-38
    3.4.4 样条函数内插法  38-40
    3.4.5 多面函数法  40-46
  3.5 逐点内插法  46-59
    3.5.1 移动拟合法  47-55
    3.5.2 距离幂次反比法  55-59
  3.6 断层处理方法  59-62
  3.7 边界处理方法  62-63
  3.8 煤岩层面内插模型的精度评价方法  63-67
    3.8.1 煤岩层面模型的误差源分析  64-65
    3.8.2 检查点法  65-66
    3.8.3 剖面法  66
    3.8.4 等高线的套合分析  66-67
4 地质数据的采集和预处理  67-76
  4.1 地质数据的采集  67-73
    4.1.1 钻孔信息的数据分析与整理  67-68
    4.1.2 剖面图信息的数据分析与整理  68-69
    4.1.3 等高线信息的数据分析与整理  69-70
    4.1.4 断层信息的数据分析与整理  70
    4.1.5 矿床模型范围的确定  70-71
    4.1.6 煤层分叉的处理  71-73
  4.2 地质数据预处理  73-75
  4.3 地质数据汇总  75-76
5 常用插值方法的开发和实现  76-83
  5.1 开发CAD 工具的选择  76
  5.2 VBA 编程的优点  76-77
  5.3 常用插值方法的实现  77-83
6 达连河依兰露天煤矿的实例应用  83-93
  6.1 地质简介  83-84
  6.2 基础数据的检查  84-86
  6.3 煤岩插值方法的选用  86-90
  6.4 煤岩内插模型的精度评价  90-92
  6.5 煤矿床模型的建立  92-93
7 主要结论与展望  93-95
  7.1 结论  93-94
  7.2 展望  94-95
参考文献  95-98
作者简历  98-100
学位论文数据集  100-101

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