全国矿产资源潜力评价成果数据管理共享系统关键技术研究及应用

论文摘要

近年来,随着我国社会和经济的大力快速发展,不论是国家发展战略角度还是人民个人生活方面都展现出对矿产资源的需求持续增加,我国矿产资源保障程度总体显示供不应求。如何能够在已掌握的地质信息数据基础上深入挖掘数据内在规律,发现所蕴藏的深层隐含信息,成为当前成矿预测评价工作的重要研究方向。而作为上述研究的前提,收集、整理、利用与共享已有数据则成为了一项基础的、长期的、重要的研究任务。如何利用信息化网络平台技术,建立数据共享服务系统,是地质工作者及相关研究学者进一步深挖数据规律寻找新突破的基础条件。本文依托“全国矿产资源潜力评价”项目,以全国矿产资源潜力评价工作过程中形成的海量成果数据为研究基础,通过对成果数据模型的梳理、分析等相关研究,提出了B/S模式下的全国矿产资源潜力评价成果数据管理共享系统的设计方案;并基于开源的WebGIS平台进行系统研发,实现了潜力评级成果数据的快速检索、科学计算、可视化、共享与发布等功能;本文在潜力评价数据管理共享系统基础上,选取湖南香花岭地区作为研究区,借助大数据时代人工智能的崛起,创新性的将深度学习方法引入到成矿预测工作中,取得了一定的效果。本文研究内容为潜力评价成果数据集成、成矿远景区划、矿产资源调查评价等相关工作提供辅助工具,同时也为进一步深入挖掘潜力评价成果数据深层隐含信息提供数据支撑,并且提出了一种基于深度学习的矿产资源预测评价的新思路。本文的主要研究内容和取得的主要成果包括:(1)潜力评价成果数据具有海量、多源、异构等特点,属于大数据的一种。传统的存储结构与大数据的需求不匹配,本文研究大数据存储适配系统需求,设计了服务于潜力评价成果数据的存储结构。(2)在潜力评价成果元数据信息基础上,设计并构建成果数据的元数据库进行集成管理结构化与非结构化数据,以便更好地存储各类专题数据,为后续实现数据的快速浏览、查询、检索提供支撑。(3)设计并研发基于开源平台B/S模式的潜力评价成果数据的共享服务发布系统,实现了不同数据源底图切换、二/三维视图切换、距离测量、面积测量、不同专业数据可视化等常用功能。(4)在上述基础上,按照OGC通用标准,结合MapGIS IGServer发布WMS等地图服务,实现基于三维虚拟地球的各类区域、专题、矿种的成果数据可视化浏览,属性查询等功能。(5)通过系统平台选湖南香花岭地区作为研究区,首次应用深度学习算法在该地区进行矿产预测,通过对该地区地质、地球化学数据进行卷积神经网络模型的学习训练,验证结果显示模型具有一定的可靠性,初步实现了预测评价过程的自动化与智能化,模型的稳定性和准确性仍需进一步提升优化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 国内外研究概况
•     1.2.1 矿产资源潜力评价的发展现状
•     1.2.2 WebGIS 的发展现状
•     1.2.3 深度学习的发展现状
•   1.3 主要解决的问题
•   1.4 研究目标及内容
•     1.4.1 研究目标
•     1.4.2 研究内容
•   1.5 项目依托及完成工作量
•   1.6 论文章节安排
• 第二章 数据基础
•   2.1 全国矿产资源潜力评价概述
•   2.2 数据来源
•   2.3 数据汇总
•   2.4 本章小结
• 第三章 系统分析及设计
•   3.1 系统分析
•     3.1.1 系统需求分析
•     3.1.2 系统可行性分析
•     3.1.3 系统用户分析
•   3.2 系统设计的原则
•   3.3 系统总体结构设计
•   3.4 系统数据库设计
•     3.4.1 空间数据库的设计
•     3.4.2 元数据库的设计
•     3.4.3 总体数据存储结构设计
•   3.5 系统功能设计
•   3.6 本章小结
• 第四章 系统关键技术研究及实现
•   4.1 开源WEBGIS平台研究
•     4.1.1 WebGIS概述
•     4.1.2 Cesium平台特性
•     4.1.3 空间引擎架构
•     4.1.4 开发接口与示例
•   4.2 可视化关键技术研究
•     4.2.1 地图场景实时渲染
•     4.2.2 可视化技术研究
•     4.2.3 地形可视化分析
•     4.2.4 矢量要素可视化
•   4.3 MAPGIS IGSERVER服务研究
•     4.3.1 MapGIS IGServer概述
•     4.3.2 MapGIS IGServer功能
•     4.3.3 MapGIS IGServer的应用
•   4.4 系统功能实现
•     4.4.1 基本功能实现
•     4.4.2 基于IGServer的WMS服务相关功能
•     4.4.3 基于元数据库的查询研究
•     4.4.4 三维地质模型及倾斜摄影模型可视化
•   4.5 本章小结
• 第五章 系统应用示范研究
•   5.1 研究区概况
•     5.1.1 成矿地质背景
•     5.1.2 区域矿产特征
•   5.2 区域成矿规律分析
•     5.2.1 控矿地质条件
•     5.2.2 成矿时空分布
•   5.3 基于深度学习的矿产预测
•     5.3.1 深度学习概述
•     5.3.2 深度学习与矿产预测
•     5.3.3 实验数据
•     5.3.4 实验方案
•   5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录I：各省成果数据汇总统计表
• 附录Ⅱ：系统开发部分代码
• 个人简历及攻读博士期间发表论文

文章来源

类型: 博士论文

作者: 宋相龙

导师: 肖克炎,李楠

关键词: 潜力评价,数据管理共享,深度学习

来源: 中国地质科学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 中国地质科学院

基金: “全国矿产资源潜力评价数据动态更新系统研发”基础性公益性地质矿产调查项目,“全国重要矿产资源信息管理与共享服务平台”科技基础性工作专项,“地质大数据技术研究与应用试点(中国地质科学院矿产资源研究所)”公益性行业专项

分类号: P628

总页数: 174

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