Научная статья на тему 'Геоинформационная система для комплексного исследования геохимических свойств угольных месторождений'

Геоинформационная система для комплексного исследования геохимических свойств угольных месторождений Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
159
52
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Митина Надежда Викторовна

Рассматривается разработка геоинформационной системы для комплексного исследования геохимических свойств угольных месторождений с использованием методов извлечения знаний и ГИС-технологии. Илл.2. Библиогр.2 назв.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Митина Надежда Викторовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Геоинформационная система для комплексного исследования геохимических свойств угольных месторождений»

культура и искусство, образование, связь. В рамках нового (объединенного) региона в качестве подобной «точки экономического роста» по итогам 2004 года слабо просматривается лесное хозяйство, большинство же отраслей экономики обслуживает интересы населения «объединенного макрорегиона» (отраслевые коэффици-

енты локализации близки к единице). Не претендуя на полноту выводов, полученные оценки изменений в структуре экономики региона позволяют усомниться в экономической целесообразности тестируемой гипотезы. Но в любом случае подобного рода рассуждения (даже по поводу гипотетического объединения) уместны только в

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

сослагательном наклонении, ибо «вопросы объединения регионов должны решать их жители, а не политики, чиновники или ученые-экономисты».

Программный комплекс «РегАн» спроектирован как открытая система, которая может дополняться расширяющими возможности анализа модулями.

1. Блам Ю.Ш. Структурный анализ экономики Кемеровской области (подход с позиции занятости) / Ю.Ш. Блам, Г.Н. Речко, Ю.А. Фридман, М. А. Ягольницер // Вестник КузГТУ.- 2001.- №6.- С.81-91.

2. Фридман Ю.А. Совершенствование структуры экономики региона как инструмент решения проблемы занятости / Ю.А. Фридман, Ю.Ш. Блам, Г.Н. Речко // Вестник Российского гуманитарного научного фонда. - Москва. - 2003. - №1. - С.77-92.

3. Санников М. Сибирь объединят, но не скоро [Электронный ресурс] // Новая Сибирь.- Режим доступа: http://www.newsib.ru/2005/2005_18/econm_3.htm, свободный.

4. Алтайский край, Республика Алтай, Кемеровская область: объединение неизбежно! [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.barnaul-altai.ru/news/mnenie/?id=28, свободный.

□ Авторы статьи:

Игина

Ирина Владимировна

- выпускница каф. вычислительной техники и информационных технологий (группа ПИ-011)

УДК 681.518

Речко

Галина Николаевна

- канд. экон. наук, доц. каф. вычислительной техники и информационных технологий, ст. научн. сотр. Института экономики и организации промышленного производства СО РАН

Н.В. Митина

Пимонов Александр Григорьевич

- докт. техн. наук, проф., зав. каф. вычислительной техники и информационных технологий

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Кузбасс является крупнейшим угледобывающим регионом России. Однако экономическая эффективность освоения угольных месторождений определяется не только энергетической и технологической ценностью углей, но и их ресурсным потенциалом - комплексами ценных примесей или экологически опасных химических веществ. Эти комплексы в результате обогащения и промышленного использования углей накапливаются в отходах и выбрасываются в атмосферу, что с одной стороны создает серьезные экологические проблемы, а с другой приводит к потере ценнейшего минерального сырья. Поэтому вполне естественен возникающий интерес к задаче комплексного изучения минерально-сырьевой базы угольной отрасли.

Геоинформационная система для комплексного исследования геохимических свойств угольных месторождений разработана на основе геоинфор-

мационной модели (рис. 1), представленной в виде интегрированной совокупности программных компонентов. Предварительная специальная обработка исходной информации, комплексный анализ и интерпретация геоданных, отображение полученных результатов в виде графиков, поверхностей и электронных служат качественной и продуктивной основой научных исследований.

Построенная геоинформационная модель для комплексного исследования геохимических свойств угольных месторождений содержит следующие компоненты:

- базу данных, которая учитывает все объекты геохимических исследований углей, связи между ними и ориентируется на сбор и хранение геоданных;

- программное обеспечение для интерактивной обработки информации, полученной в результате геохимического опробования углей;

70

Н.В. Митина

Рис. 1. Геоинформационная модель для комплексного исследования геохимических свойств угольных

месторождений

- программные пакеты анализа геоданных для адекватной оценки геохимических показателей;

- географическую информационную систему (ГИС) для комплексного анализа, визуализации и интерпретации результатов обработки.

Основным элементом геоинформационной системы является база данных. Для работы с базой данных создано интерактивное прикладное программное обеспечение, имеющее стандартный интерфейс Windows со всеми присущими ему свойствами. Программное обеспечение реализовано в виде трех функциональных блоков: редактирование справочников; ввод и редактирование данных по углепробе; поиск геоданных по определенным критериям, их обработка и построение отчетных форм по заранее заданным шаблонам вывода информации.

Более полно и обширно исследовать структуру неоднородных многомерных данных позволяют методы извлечения знаний из баз данных и географические информационные системы [1].

Адаптация методов извлечения знаний, включающая обработку исходных данных, корректную формулировку задачи, выбор алгоритма решения и его параметров, визуализацию полученных результатов, проведена на основе изучения зависимостей в геохимических данных (на примере химических характеристик углей кемеровской свиты). Для поиска ранее неизвестных закономерностей, связанных как с описанием взаимосвязей

между химическими элементами, так и с их пространственным распределением, используются пакеты прикладных программ анализа геоданных. В качестве конкретного метода используется алгоритм ограниченного перебора, реализованный в системе WizWhy. Он позволяет находить в данных логические правила, характерные для одной группы объектов и не характерные для других групп [2]. Найдены правила совместного накопления ниобия (№) и радиоактивных химических элементов (ТЪ и и) в углях кемеровской свиты, которые описываются соотношениями:

1) If NB is 20.00 ... 200.00 (average = 39.95 ) and TH is 7.24 ... 24.34 (average = 10.76 )

Then

NAZVV is P1km

Rule's probability: 1.000 The rule exists in 31 records.

Significance Level: Error probability <

0.000001

2) If NB is 19.00 ... 100.00 (average = 31.54 ) and U is 6.10 ... 16.10 (average = 8.32 )

Then

NAZVV is P1km

Rule's probability: 1.000 The rule exists in 40 records.

Significance Level: Error probability is almost 0

Полученные правила показывают, что все уг-лепробы, характеризующиеся указанной совокуп-

pH И ГО В С КИИ

засский

Волкова

\ ■: \ [ \ 1 \ ,■ V г \ |

К ■ ■- 'і ) \ \ і 1 ¥ V \

А \ : \ \ ч IV: S (

f h Бачатский \v V *1 І-Бвчатікий \ у

ш. Северный Кандьи.

р кРает

а)

н ПЕ: КЗҐЯ

„ Тофская

м. Шевякова и ус и иски и

р. КалтаншийА4

;ибнргннский ' им. Шввякова цуреченский

б)

Рис. 2. Географическое распределение объектов правил а)] и б)2

ностью комбинаций геохимических факторов (N5 is 20.00 ... 200.00 аМ ТН is 7.24 ... 24.34 или N5 is 19.00 ... 100.00 аМ и is 6.10 ... 16.10), относятся к кемеровской свите.

На рис. 2 показано географическое распределение объектов правил а)1 и б)2. Имеются объекты, которые одновременно принадлежат обоим правилам - это шахта Завьяловская (пласт III), разрез Сибиргинский (пласт VI), разрез Бачатский (пласт Горелый), шахта им. Шевякова (пласт XI).

Уникальность рассмотренной обработки геоданных заключается в получении результатов исследований многомерной структуры геохимических данных в виде легко интерпретируемых комбинаций интервалов содержаний химических элементов, которые позволяют выявлять ранее неизвестные закономерности. Полученные многомерные зависимости отображаются в трехмерное пространство и на цифровую карту Кузбасса.

Дополнительно с использованием геоинфор-мационных технологий, реализованных в пакете “ArcView”, разработана методика построения цифровых геохимических карт и схем, позволяющая проводить исследование вертикальной и латеральной изменчивости размещения химических элементов в углях Кузнецкого бассейна. По каждому угледобывающему предприятию можно получить полную информацию о содержании химических элементов по пластам, максимальном и минимальном содержании химических элементов и пластах, в которых выявлены эти предельные содержания.

Разработанная геоинформационная система позволяет проводить интегрированный анализ геохимических данных углей, основанный на их интеллектуальной обработке и пространственном отображении.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Потапов В. П. Математическое и информационное моделирование геосистем угольных предприятий. - Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 1999. 211 с.

2. Дюк В., Самойленко А. Data mining: учебный курс. - СПб.: Питер, 2001. 368 с.

□ Автор статьи:

Митина Надежда Викторовна

- соискатель (Институт угля и угле-химии СО Ран)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.