数字化矿产预测与评价的新进展-PPT精选文档
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智慧矿山技术最新ppt课件
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6
? 数字化矿山
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7
数字化矿山建设的必要性
1）构建数字矿山，以信息化、自动化和智能化带动采矿业的改 造与发展，开创安全、高效、高产、绿色和可持续的矿业发展 新模式， 是矿业生存与发展的必由之路 。 2）构建数字矿山，可以最大限度的开发和利用矿山企业的自然 资源、人力资源以及其它相关资源，为矿山企业的生产和经营 管理服务，可以优化设计、生产计划、生产调度与过程控制， 实现矿山企业效益最大化 。 3）构建数字矿山，可以促进矿山企业的精细化管理， 确保矿山 安全、高效生产。
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34
可视化展现
对于数据仓库中的所有 信息和模型均可用四维 地理信息系统技术、虚 拟现实技术、模拟仿真 技术、多媒体技术和可 视化分析技术进行表达 和展现，实现透明管理。
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35
自动化运行
对于主要生产执行环节、 监听监视环节、时限性 强、准确度高的环节以 及环境恶劣、易疲劳环 节实现操作自动化或无 人化。
把所有信息包括实时数 据、多媒体数据和管理 数据可以通过局域网和 广域网进行准时、可靠、 安全的传输，必要的数 据要保证时钟同步。
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12
数字化矿山特点
? 规范化集成
把通过标准的数据格式、 开放的通信协议和统一 的管理规范所定义的数 据仓库实现各种应用中 信息的互连互通。
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13
数字化矿山特点
? 可视化展现
最早的采煤运输方式——人采骡拉
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3
矿山技术发展历程
2
机械化
阶段
矿山在采掘、运输、提升、以及生产辅助方面采用大量机械 设备和爆破施工，生产效率得到大大提高，矿井用人数量大 大减少。
机器替代了人力
.
4
矿产资源定量预测与评价新进展
后保罗时代的2012欧洲杯
预报
Forecast Predict Prophesy
天气
- 地区天气 - 城市天气
灾害
- 滑坡泥石流
- 森林火险
相互关系
科学依据 时间域 空间域
世界末日
矿产
天气
预言 ≠ 预测 ≈
×
√
√
×
×
√
预报
√ √ √
实例
发展历史
矿产预测始于1921年，20矿 远景区预测。
综合性、系统性、创造性 点数据面/体数据
内涵
不同勘查阶段、不同尺度、不同目标 小比例尺成矿预测（＜1︰50万）
发展历史
上世纪70-80年代美国完成了四项国家级计划：美国 尚未发现的石油和天然气可回收资源的地质估计 （725号公告）、阿拉斯加矿产资源评价计划 （AMRAP），国家铀矿资源评价计划（NURE），美国 本土矿产资源评价计划（CUSMAP）。
上世纪90年代，美国地质调查局（USGS）全美矿产资 源评价工作组进行了美国本土地球表层1km重要矿种 资源潜力评价，以“三部式” 评价方法。
矿产资源预测与评价新进展
提纲
• 发展历史 • 四个W • 基本流程 • 新进展
– 三联式矿产定量预测 – 非线性矿产预测 – 深部矿产预测
预言
Prophesy Foretell Foresee Predict
世界末日
1999- 诺查丹玛斯大预言 2008- 坎普预言 2012- 玛雅预言
世界杯
预言帝-章鱼 保罗
1957年M.Allais发表了《区域矿产勘查经济矿 床的评价方法——以阿尔及利亚撒哈拉为例》， 并用泊松分布模拟法属89个行政分区中超过一 定价值的矿床个数。因此，Allais被认为是矿 产资源定量评价之父。
数字化矿山建设
数字化矿山建设
煤矿自动化、信息化 系统建设内容
• 统一网络平台 • 统一数据平台 • 统一系统支撑平台 • 统一应用平台
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数字化矿山建设
煤矿自动化、信息化系统建设
系统目标
建成设备稳定，传输可 靠，系统安全，多网合一， 达到监、管、控一体化及减 员增效的目的，建成本质安 全型的数字化矿井。
系统功能
矿井综合自动化、信息化系统由网络传输 平台和集成软件组成，集控中心服务器与井下 子系统通过标准的数据交换方式（如OPC等） 进行数据通信与采集，并对数据进行有效综合 集成，将实时、历史及综合的数据形成生产调 度信息，分析后为管理层提供决策依据，专业 操作人员根据相关信息对各系统进行操控，从 而实现监、管、控一体化。
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数字化矿山建设
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数字化矿山建设
煤矿自动化、信息化 系统建设
综 合 自 动 化 系 统 平 台
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数字化矿山建设
煤矿自动化、信息化系统建设
系统建设内容
千兆工业以太网 综合自动化系统 平台 支撑软件平台 安全生产调度指 挥系统 生产监测监控子 系统
系统构架
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数字化矿山建设
数字化矿山ห้องสมุดไป่ตู้念
采用现代信息技术、数据库 技术、传感器技术、网络技术和 过程智能化控制技术等，对矿山 安全、生产、经营与管理的各个 环节进行网络化、集成化、模型 化、数字化、可视化和科学化管 理。
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数字化矿山建设
数字化矿山基本特征
以高速工业以 太网为“网路”
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数字化矿山建设
千兆工业以太环网
• 以太网是目前最为广泛的计算机网络技术，其 具有成本低廉、通讯速率高、软硬件资源丰富、 可持续发展潜力大、应用支持技术成熟等优点
数字化矿山的建模ppt课件
• 航空影像：航空影像测量方法可直接得到DEM。 航空摄影测量一直是地形图测绘和更 新最有效也是最主要的手段，其获取的影像是高精度大范围DEM生产最有价值的数据 源。利用该数据源，可以快速获取或更新大面积的DEM数据，从而满足对数据现实性 的要求。
• 卫星扫描系统（如SPOT卫星[1]上的立体扫描仪）获取的图像也能提供DEM； • SAR[2]：雷达干涉波可直接得到DEM；
2021精选ppt
16
等高线插值算法生成DEM的方法
采用移动拟合加权平均插值方法。设A点为待内插的点，从A点按45°的方位 间隔引出八条搜索射线，八条射线与A点相邻等高线的交点为C1，C2……Ci， 其高程分别为Z1，Z2…Zi，它们到P点的距离设为d1，d2…di，则P点的插值 高程Zp为
c
(Zi
于生产； – 使用GPS、激光扫描、干涉雷达等新型技术进行DEM数据采集是很有发展前景的方法； – 利用基于不规则三角网TIN的方法进行数据建模和栅格转换，是快速可靠地生产高精度DEM
的切实可行方案； – 无论哪种方法，最大限度地采集重要的地形特征点是保证DEM质量和提高作业效率的基本前提；
ARCMap软件主要界面
• 三维矿山系统建模关键技术：主要包括三维地形的建立、三维模型和三 维景观的制作、 LOD 技术、虚拟现实技术、数据库建设与 三维管理软件开发等。
• 目前，矿山三维维建模及可视化的软件及方法很多，如何运用软件快速简便的进行建模， 已成为我们亟待解决的问题。2021精选ppt7（一）三维矿山建模技术流程
2021精选ppt
3
数字矿山框架
2.生产过程的 控制
1.矿山海量、 异质、时空 数据库及分
析系统
3.生产过程安 全监控与预警 系统
• 卫星扫描系统（如SPOT卫星[1]上的立体扫描仪）获取的图像也能提供DEM； • SAR[2]：雷达干涉波可直接得到DEM；
2021精选ppt
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等高线插值算法生成DEM的方法
采用移动拟合加权平均插值方法。设A点为待内插的点，从A点按45°的方位 间隔引出八条搜索射线，八条射线与A点相邻等高线的交点为C1，C2……Ci， 其高程分别为Z1，Z2…Zi，它们到P点的距离设为d1，d2…di，则P点的插值 高程Zp为
c
(Zi
于生产； – 使用GPS、激光扫描、干涉雷达等新型技术进行DEM数据采集是很有发展前景的方法； – 利用基于不规则三角网TIN的方法进行数据建模和栅格转换，是快速可靠地生产高精度DEM
的切实可行方案； – 无论哪种方法，最大限度地采集重要的地形特征点是保证DEM质量和提高作业效率的基本前提；
ARCMap软件主要界面
• 三维矿山系统建模关键技术：主要包括三维地形的建立、三维模型和三 维景观的制作、 LOD 技术、虚拟现实技术、数据库建设与 三维管理软件开发等。
• 目前，矿山三维维建模及可视化的软件及方法很多，如何运用软件快速简便的进行建模， 已成为我们亟待解决的问题。2021精选ppt7（一）三维矿山建模技术流程
2021精选ppt
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数字矿山框架
2.生产过程的 控制
1.矿山海量、 异质、时空 数据库及分
析系统
3.生产过程安 全监控与预警 系统
数字化矿山正式版PPT课件
(2)数字矿山可以减少和避免矿山安全事故。实施 数字矿山建设能将地质信息、力学信息、以及其 他与开采有关的信息综合地表现出来,为决策提供 全方位的信息,避免投入的盲目性,提高决策的科 学性。数字矿山能适应日益增多的深井开采条件, 使矿工远离高温和岩爆威胁等恶劣环境,
2020/10/13
5
彻底改善矿工的安全和健康状况。矿山的基 础上运用自动化开采技术,实现无人开采和遥 控开采,减少灾害和人员伤亡事故。 （3）数字矿山可以实现矿产资源开发与环境协 调发展。对矿山开采引起的地表形态破坏、植 被破坏、土地退化、水土流失、粉尘污染、水 体污染、采场滑坡、尾矿库溃坝等进行数字化, 在此基础上通过对相关信息的科学分析,制定 出矿山的生态重建方案、灾害评价与预测预报 体系和现代管理体系,实现矿产资源开发与环 境协调发展。
2020/10/13
10
2.国内数字矿山研究状况 2001源自以来,国内有关学术组织相继召开了一系
列以数字矿山为题的学术会议。2001年,中国矿业 联合会组织召开了首届国际矿业博览会,其中包括 一个以/数字矿山0为主题的主分组会。2002年,以 “数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协 第86次青年科学家论坛召开, 2006年,煤炭工业技 术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆 乌鲁木齐召开了/数字化矿山技术研讨会0,提出了 建设安全、高效、绿色、和谐的新型现代化矿井 的目标。
8
1.国外数字矿山的研究现状 美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在
数字矿山方面的研究起步较早。目前,矿业发达 国家建设数字矿山的重点是实现远程遥控和自 动化采矿。 20世纪90年代初,加拿大国际镍公司(Inco)开始 研究遥控采矿技术,目标是实现整个采矿过程的 遥控操作。美国已成功开发出一个大范围的采 矿调度系统,采用计算机、无线数据通讯、调度 优化以及全球卫星定位系统(GPS)技术进行
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彻底改善矿工的安全和健康状况。矿山的基 础上运用自动化开采技术,实现无人开采和遥 控开采,减少灾害和人员伤亡事故。 （3）数字矿山可以实现矿产资源开发与环境协 调发展。对矿山开采引起的地表形态破坏、植 被破坏、土地退化、水土流失、粉尘污染、水 体污染、采场滑坡、尾矿库溃坝等进行数字化, 在此基础上通过对相关信息的科学分析,制定 出矿山的生态重建方案、灾害评价与预测预报 体系和现代管理体系,实现矿产资源开发与环 境协调发展。
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2.国内数字矿山研究状况 2001源自以来,国内有关学术组织相继召开了一系
列以数字矿山为题的学术会议。2001年,中国矿业 联合会组织召开了首届国际矿业博览会,其中包括 一个以/数字矿山0为主题的主分组会。2002年,以 “数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协 第86次青年科学家论坛召开, 2006年,煤炭工业技 术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆 乌鲁木齐召开了/数字化矿山技术研讨会0,提出了 建设安全、高效、绿色、和谐的新型现代化矿井 的目标。
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1.国外数字矿山的研究现状 美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在
数字矿山方面的研究起步较早。目前,矿业发达 国家建设数字矿山的重点是实现远程遥控和自 动化采矿。 20世纪90年代初,加拿大国际镍公司(Inco)开始 研究遥控采矿技术,目标是实现整个采矿过程的 遥控操作。美国已成功开发出一个大范围的采 矿调度系统,采用计算机、无线数据通讯、调度 优化以及全球卫星定位系统(GPS)技术进行
数字矿山智慧矿山的发展与现状PPT课件
第3页/共20页
多媒体调度台
调度机
构成
接口可扩展Leabharlann 多网互通多级调整特点
安全性高
矿用本安话机
全网录音
内置会议管理
可靠性高
第4页/共20页
矿用无 线通信 系统特
点
1
多网互通
2
安全性和可靠性高
3
简便性
4
兼容性
4
信号覆盖强
第5页/共20页
矿用 基站
矿用 无线 音箱
网络 广播 控制 上位 主机 矿用 隔爆 兼电
环考境勤湿功度、能巷道空间等影响）。允许 16部手机同时通话，单台识别不小于80
➢
个分定定站位位具 功识有 别无能终线
端 通
信
及
人
员
定位
多
重
功
能
，
一
套
系统可
双
重
或
多
重
叠
加
➢ 高安识全读管率，理准功确统能计入井人员的入、升井时间
➢ 及图时形、显准确示反功映井能下各区域人员的动态分布情况
➢ 及打时印动报态反表映功干部能跟班下井情况
2011 年6 月2 日， 国内的老 牌通信企 业中兴集 团在北京 例子 举办了针 对煤炭行 业的智慧 矿山解决 方案和产 品的发布 会。
第18页/共20页
21 世纪是
山东兖州煤矿公司建立的数字矿山平 台使用 地理信 息系统 软件， 以建立 数据仓 库、计 算机处 理矿图 数据和 建立三 维可视 化模型 为主来 进行矿 井上下 的管理 工作， 同时进 行煤矿 灾害的 预报预 警工作 。而中 兴通讯 实现的 智慧矿 山系统 结合了 更加先 进、更 加高效 、更加 全面的 技术， 如无线 传感技 术、物 联网技 术、多 网融合 技术、 智能分 析技术 ，最终 实现自 动控制 和管理 的智慧 矿山系 统。
多媒体调度台
调度机
构成
接口可扩展Leabharlann 多网互通多级调整特点
安全性高
矿用本安话机
全网录音
内置会议管理
可靠性高
第4页/共20页
矿用无 线通信 系统特
点
1
多网互通
2
安全性和可靠性高
3
简便性
4
兼容性
4
信号覆盖强
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矿用 基站
矿用 无线 音箱
网络 广播 控制 上位 主机 矿用 隔爆 兼电
环考境勤湿功度、能巷道空间等影响）。允许 16部手机同时通话，单台识别不小于80
➢
个分定定站位位具 功识有 别无能终线
端 通
信
及
人
员
定位
多
重
功
能
，
一
套
系统可
双
重
或
多
重
叠
加
➢ 高安识全读管率，理准功确统能计入井人员的入、升井时间
➢ 及图时形、显准确示反功映井能下各区域人员的动态分布情况
➢ 及打时印动报态反表映功干部能跟班下井情况
2011 年6 月2 日， 国内的老 牌通信企 业中兴集 团在北京 例子 举办了针 对煤炭行 业的智慧 矿山解决 方案和产 品的发布 会。
第18页/共20页
21 世纪是
山东兖州煤矿公司建立的数字矿山平 台使用 地理信 息系统 软件， 以建立 数据仓 库、计 算机处 理矿图 数据和 建立三 维可视 化模型 为主来 进行矿 井上下 的管理 工作， 同时进 行煤矿 灾害的 预报预 警工作 。而中 兴通讯 实现的 智慧矿 山系统 结合了 更加先 进、更 加高效 、更加 全面的 技术， 如无线 传感技 术、物 联网技 术、多 网融合 技术、 智能分 析技术 ，最终 实现自 动控制 和管理 的智慧 矿山系 统。
数字矿山的国内外动态ppt课件
6
数字矿山及其战略意义
数字矿山原型：遥控采矿
目前，Inco公司在Stobie矿和Greighton矿分别有6台和8台遥控采矿 设备投入运行。1999年6月，Inco公司在地面的一幢大楼内设立了一 个中央控制站，对该公司所属的多个矿山、多个矿体的开采活动进行集 中自动控制。由此，地下矿山的采、掘、运均实现了无人作业，即无人 采矿（hands-off mining），仅当设备出现故障时，维修人员才会到 达采掘现场。
7
数字矿山及其战略意义
2 中国矿山面临的挑战
建国以来，中国矿业经过半个世纪的快速发展，已建成国有矿山近万座， 集体矿山和其他非国有矿山20多万座，年开采矿石量超过50亿t，从业 人员2100万，带动了300座以采矿和矿产品加工为支柱产业的矿业城 市的兴起（其中煤炭城市54座）。乡及乡以上的矿产采选业产值占 GDP的6.27%(1997年)；全国固体矿产产值占世界产值的 16.5%(1996年)，居世界第二位，能源矿产产值占世界的9.1% （1996年），居世界第三位。中国已由一个矿业弱国跃入世界矿业大 国的行列
8
数字矿山及其战略意义
2 中国矿山面临的挑战
但近5年来，中国矿业与矿业城市遇到了空前的生存与发展困境，如矿竭城衰、 减产限产、低位运行、大量失业等。原因主要是：1）矿业投入不足，后备储 量缺乏，技术装备普遍落后于国外15~20年；2）矿产资源利用水平不高，全 国矿产资源总回收率为30~50%，比发达国家低10~20%；3）矿业开发过程 中生态环境问题日趋突出，采选所造成的环境污染严重，来自环境的压力与日 俱增。此外，来自国际市场的高产、高效、高质量、低成本的矿产品的竞争， 以及来自非法掠夺式开采和国内市场的非正当竞争，也是一个不可忽视的重要 方面。国家“十五信息化发展规划”中明确指出要利用信息技术改造和提升传 统产业，中国矿山作为一类典型的传统采矿业，已经或正在面临信息技术的挑 战和洗礼。
数字矿山及其战略意义
数字矿山原型：遥控采矿
目前，Inco公司在Stobie矿和Greighton矿分别有6台和8台遥控采矿 设备投入运行。1999年6月，Inco公司在地面的一幢大楼内设立了一 个中央控制站，对该公司所属的多个矿山、多个矿体的开采活动进行集 中自动控制。由此，地下矿山的采、掘、运均实现了无人作业，即无人 采矿（hands-off mining），仅当设备出现故障时，维修人员才会到 达采掘现场。
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数字矿山及其战略意义
2 中国矿山面临的挑战
建国以来，中国矿业经过半个世纪的快速发展，已建成国有矿山近万座， 集体矿山和其他非国有矿山20多万座，年开采矿石量超过50亿t，从业 人员2100万，带动了300座以采矿和矿产品加工为支柱产业的矿业城 市的兴起（其中煤炭城市54座）。乡及乡以上的矿产采选业产值占 GDP的6.27%(1997年)；全国固体矿产产值占世界产值的 16.5%(1996年)，居世界第二位，能源矿产产值占世界的9.1% （1996年），居世界第三位。中国已由一个矿业弱国跃入世界矿业大 国的行列
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数字矿山及其战略意义
2 中国矿山面临的挑战
但近5年来，中国矿业与矿业城市遇到了空前的生存与发展困境，如矿竭城衰、 减产限产、低位运行、大量失业等。原因主要是：1）矿业投入不足，后备储 量缺乏，技术装备普遍落后于国外15~20年；2）矿产资源利用水平不高，全 国矿产资源总回收率为30~50%，比发达国家低10~20%；3）矿业开发过程 中生态环境问题日趋突出，采选所造成的环境污染严重，来自环境的压力与日 俱增。此外，来自国际市场的高产、高效、高质量、低成本的矿产品的竞争， 以及来自非法掠夺式开采和国内市场的非正当竞争，也是一个不可忽视的重要 方面。国家“十五信息化发展规划”中明确指出要利用信息技术改造和提升传 统产业，中国矿山作为一类典型的传统采矿业，已经或正在面临信息技术的挑 战和洗礼。
2022年智慧矿业信息化建设ppt
系统根据当前 各矿点的装卸 完成情况，列 出当前可装矿
的矿点
根据距离远近， 分配最近的矿 点进行装卸
客户收到装卸 路线，开始前
往矿点
客户按照指引 路线开始行驶
正确
客户装煤完 成，准备出场
装卸 是否正 确
不正确
重新 进行装 卸
发展趋势标准完善由于变电站智能辅助监控系统和视频监控系统缺乏统一规划，随着智能变电站的全面实施，问题逐渐暴露出来，各网省公司也通过试点项目来验证标准修订的可行性。结合近年来的项 目实施情况，已着手标准的修订工作，标准报批稿中的方案如下图所示。
《中国制造2025》+“1+X”实施方案和规划体系+高端领域技术路线图的绿皮书
一条主线 核心关键
五大工程
互联网+
信息化与工业化深度融合
智能制造
创新驱动、智能转型
网络化、数字化、智能 化
国家制造业创新 中心建设工程
大力推进 智能制造
工业强基 工程
绿色发展 工程
高端装备 创新工程
十大重点 领域
新一 代信 息技 术
高档数 控机床 和机器
人
航空 4航天 装备
海洋工 程装备 及高技 术船舶
先进 轨道 交通 装备
节能 与新 能源 汽车
电力 装备
新材 料
生物医 药及高 性能医 疗器械
农业 机械 装备
国家效益：20年3万亿美元GDP增量。企业效益：效率↑20%，成本↓20%，节能减排 ↓10%。
02 智慧矿山建设基本逻辑
煤炭行业经过多年的技术、信息化、智 能化水平较低，根本原因就是不注重基础设施的建设。
01 智慧矿山建设的重要性
国家政策大力支持智慧矿山建设
《数字矿山课件》PPT课件
7
1.矿山数字地质、矿床模型研究与开发
(1)数字地质模型子系统
根据钻探或遥感、遥测信息建立矿床地质构造模型，
如矿岩体、断层、破碎带、岩性、构造等。
(2)数字矿床模型子系统
数字块状模型品位模型、杂质含量模型及价值模型。
8
以地质及矿床模型为基础； 结合其它关键信息构造虚拟矿山； 进行数字模拟开采； 完成矿山长、中、短期开采计划编制； 露天矿穿爆设计、地下矿巷道标准断面设计、峒室设 计、开拓设计、采矿方法设计、通风设计、管道设计、灾 变应变预案等工作。
提升运输监控子系统; 供排水监控子系统; 压气通风监控子系统。
10
井下无线通讯与人员定位技术
采用无线通讯系统， 实现井下矿无障碍通讯和人员定位，全面、实时、 动态的反映井下人员分布状况。
11
5.矿山安全监测与预警系统
边坡、排土场、尾矿坝的稳定性监测、评价和预报； 地下矿地压、矿震监测与预报； 通风、粉尘、地下水监测与预警等。
9
3.矿山生产过程管控一体化
(1)GPS露天矿生产调度监控系统
基于计算机、GPS、无线通讯及设备监测监控技术； 实现开采设备生产作业参数及状态的监测监控和故障的诊断； 采场运输的自动、优化调度； 通过降低总运输功和采掘、运输设备的等待时间，提高采装、 运输系统的效率，降低采运成本。
(2)地下矿生产调度监测系统
44
5 管理信息系统开发
老虎台煤矿综合信息平台：建立一套地面综合信息网 络，包括工资管理、财务管理、考勤管理、物供管理和安 全、生产技术管理等，并和局联网运行。目前全矿有计算 机300台左右，均在该网络运行，有效地促进了企业管理 的现代化。
水厂铁矿以MES为服务对象的生产执行系统数字化； 以ERP为核心的企业资源管理数字化以办公OA系统为平台 的办公数字化系统的建设，大大的推进了办公管理系统的 数字化水平。
1.矿山数字地质、矿床模型研究与开发
(1)数字地质模型子系统
根据钻探或遥感、遥测信息建立矿床地质构造模型，
如矿岩体、断层、破碎带、岩性、构造等。
(2)数字矿床模型子系统
数字块状模型品位模型、杂质含量模型及价值模型。
8
以地质及矿床模型为基础； 结合其它关键信息构造虚拟矿山； 进行数字模拟开采； 完成矿山长、中、短期开采计划编制； 露天矿穿爆设计、地下矿巷道标准断面设计、峒室设 计、开拓设计、采矿方法设计、通风设计、管道设计、灾 变应变预案等工作。
提升运输监控子系统; 供排水监控子系统; 压气通风监控子系统。
10
井下无线通讯与人员定位技术
采用无线通讯系统， 实现井下矿无障碍通讯和人员定位，全面、实时、 动态的反映井下人员分布状况。
11
5.矿山安全监测与预警系统
边坡、排土场、尾矿坝的稳定性监测、评价和预报； 地下矿地压、矿震监测与预报； 通风、粉尘、地下水监测与预警等。
9
3.矿山生产过程管控一体化
(1)GPS露天矿生产调度监控系统
基于计算机、GPS、无线通讯及设备监测监控技术； 实现开采设备生产作业参数及状态的监测监控和故障的诊断； 采场运输的自动、优化调度； 通过降低总运输功和采掘、运输设备的等待时间，提高采装、 运输系统的效率，降低采运成本。
(2)地下矿生产调度监测系统
44
5 管理信息系统开发
老虎台煤矿综合信息平台：建立一套地面综合信息网 络，包括工资管理、财务管理、考勤管理、物供管理和安 全、生产技术管理等，并和局联网运行。目前全矿有计算 机300台左右，均在该网络运行，有效地促进了企业管理 的现代化。
水厂铁矿以MES为服务对象的生产执行系统数字化； 以ERP为核心的企业资源管理数字化以办公OA系统为平台 的办公数字化系统的建设，大大的推进了办公管理系统的 数字化水平。
数字化矿产预测与评价的新进展-文档资料
8
4 科学计算可视化
地质数据进行三维可视化的两种方法、缺点、改进：
数据转换
缺点
存在一定误差 ，使图象不够 细节化
改进
缺点
直接可视化
体元大小不一 ，形状不同， 导致效率低
插 值 、 绘 制
9
4 科学计算可视化－插值法
维数扩展
处理任意结构的 数据点
１ 改进shepard法
参数设置
插值更精确
结合其它插值算法 较强的外推能力 较好的逼近度
澳大利亚SURPAC 国际软件公司（Surpac Software International，简称 SSI）开发的Surpac 软件，是一套三维交互式图形软件系统，具有地表 策略数据处理、地址勘探数据分析和采矿设计等功能。
美国Intergraph 公司开发的Intergraph 交互式图形处理系统，用来管理 复杂的动态矿床模型。
4
1 矿产预测与评价方法国内外发展现 状与趋势
国内科学家的代表性成果：
成秋明教授的多重分形.
朱章森教授的无模型预测.
吴冲龙教授的地质矿产点源信息系统概念模式和方法体系.
王学求教授的以成矿可利用物质供应量为基础的大型矿床评价的定量地球 化学模型和方法.
胡光道、杨武年、陈建平教授的遥感矿产预测.
陈明教授的人工神经网络.
法向量 位置
半径
颜色等 Surfel
图一: surfel的结构
17
4 科学计算可视化-绘制算法
图一: 二维surfel的采样
18
4 科学计算可视化-绘制算法
图二: 实际模型, 三角面片模型, 点绘制模型[1]
[1] Fang, Y.G.,2006, Technology of modeling and rendering based on point, Capital Normal University, Master’s thesis
4 科学计算可视化
地质数据进行三维可视化的两种方法、缺点、改进：
数据转换
缺点
存在一定误差 ，使图象不够 细节化
改进
缺点
直接可视化
体元大小不一 ，形状不同， 导致效率低
插 值 、 绘 制
9
4 科学计算可视化－插值法
维数扩展
处理任意结构的 数据点
１ 改进shepard法
参数设置
插值更精确
结合其它插值算法 较强的外推能力 较好的逼近度
澳大利亚SURPAC 国际软件公司（Surpac Software International，简称 SSI）开发的Surpac 软件，是一套三维交互式图形软件系统，具有地表 策略数据处理、地址勘探数据分析和采矿设计等功能。
美国Intergraph 公司开发的Intergraph 交互式图形处理系统，用来管理 复杂的动态矿床模型。
4
1 矿产预测与评价方法国内外发展现 状与趋势
国内科学家的代表性成果：
成秋明教授的多重分形.
朱章森教授的无模型预测.
吴冲龙教授的地质矿产点源信息系统概念模式和方法体系.
王学求教授的以成矿可利用物质供应量为基础的大型矿床评价的定量地球 化学模型和方法.
胡光道、杨武年、陈建平教授的遥感矿产预测.
陈明教授的人工神经网络.
法向量 位置
半径
颜色等 Surfel
图一: surfel的结构
17
4 科学计算可视化-绘制算法
图一: 二维surfel的采样
18
4 科学计算可视化-绘制算法
图二: 实际模型, 三角面片模型, 点绘制模型[1]
[1] Fang, Y.G.,2006, Technology of modeling and rendering based on point, Capital Normal University, Master’s thesis
矿业信息化与数字化
矿业信息化与数字化
矿业信息化与数字化的实施过程与步骤
矿业信息化与数字化的实施过程与步骤
▪ 矿业信息化与数字化的实施过程
1.明确目标与需求：首先需要明确矿业信息化与数字化的目标 与需求，包括提高效率、降低成本、提高安全性等。 2.选择合适的技术与系统：根据目标与需求，选择适合矿山的 技术与系统，例如物联网、云计算、大数据分析等。 3.制定实施计划：制定详细的实施计划，包括时间表、预算、 人员配置等。
矿山虚拟现实技术
1.矿山虚拟现实技术可以利用计算机图形学、传感器等技术， 创建矿山生产过程的虚拟仿真环境，为矿山设计和生产提供可 视化支持。 2.虚拟现实技术可以提高矿山设计和生产的精度和效率，降低 生产成本和风险。 3.未来矿山虚拟现实技术将与增强现实、混合现实等技术相结 合，实现更加直观、交互式的矿山设计和生产体验。
▪ 矿山大数据技术
1.矿山大数据技术可以对矿山生产过程中产生的海量数据进行 存储、处理和分析，提取有价值的信息，为矿山生产决策提供 支持。 2.大数据技术可以提高矿山生产决策的准确性和效率，帮助企 业更好地把握市场和竞争环境。 3.未来矿山大数据技术将与云计算、人工智能等技术相结合， 实现更加高效、智能化的数据分析和处理。
矿山网络安全技术
1.矿山网络安全技术是保障矿业信息化与数字化系统安全稳定运行的关键技术，包括网络防御、数 据加密、身份认证等方面的技术。 2.网络安全技术可以防止黑客攻击和数据泄露，保障矿山生产过程的安全和稳定。 3.未来矿山网络安全技术将不断加强和创新，适应不断变化的网络安全威胁和挑战。
矿业信息化与数字化
矿业信息化与数字化的关键技术
矿山智能化技术
1.矿山智能化技术是利用人工智能、机器学习等技术，对矿山 生产过程进行智能化控制和优化，提高生产效率和质量。 2.智能化技术可以降低人工成本，提高矿山生产的安全性和稳 定性，提高企业的核心竞争力。 3.未来矿山智能化技术将与5G、物联网等技术相结合，实现更 加智能化、无人化的矿山生产。
数字化矿产预测与评价新进展27页PPT
数字化矿产预测与评价新进展
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
Байду номын сангаас
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
Байду номын сангаас
数字矿山新进展
出 煤矿数据的多源性 、 复杂性 、 时空性 、关联性等特征 。 通过建立完善的空间数据库， 直观的表现矿容矿貌 、 巷道及工作面形态 、 设备运行状态 、 风流状态 、 瓦斯浓 度等三维场景 。 运用 空间可视化技术和虚拟现实技术进行
地形环境仿真， 真实再现地景， 用于交互式观察和分析，
提高对地形环境的认知效果， 是今后 三维可视化发展的 一 个重点， 在煤矿企业应用与发展中具有强劲优势
了正常连续生产过程中采场无人操作，工作面作业人员由过去的14人减少
至5人
——中国安全生产报
四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用
三维可视化系统是融合地理学、 地图学和计算机科学等 多学科而建成的平台系统， 它具有对空间数据获取、存储、
显示、编辑、处理、输出与应用等多种功能。 矿山三维可视
化系统的建成可以形象逼真的展现矿井周边地貌、 井上下生 产生活环境、生产系统在线运行数据、及设备监测管理等多种 应用。 通过该系统可以实现矿井的全景及动态显示，真实直 观的表现岩层、煤层、断层特征，准确清晰的呈现井下巷道、
陕西煤业化工集团黄陵矿业有限公司一号煤矿（以下简称黄陵一矿） 1001工作面从4月1日至今以无人化模式采煤作业已超过6个月。在采煤作
业时，采煤工作面支架支护区域只有1个人巡视，无需人工操作。
红柳林煤矿的综采成套装备智能系统融合了采煤机智能记忆割煤、液 压支架跟机自动化、运输系统煤流负荷平衡、远程遥控等高新技术，实现
数字矿山的新进展
数字矿山的新进展
一、数字矿山的概念 二、数字矿山的内容
三、数字矿山的发展状况
四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用
一、什么是数字矿山？
地形环境仿真， 真实再现地景， 用于交互式观察和分析，
提高对地形环境的认知效果， 是今后 三维可视化发展的 一 个重点， 在煤矿企业应用与发展中具有强劲优势
了正常连续生产过程中采场无人操作，工作面作业人员由过去的14人减少
至5人
——中国安全生产报
四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用
三维可视化系统是融合地理学、 地图学和计算机科学等 多学科而建成的平台系统， 它具有对空间数据获取、存储、
显示、编辑、处理、输出与应用等多种功能。 矿山三维可视
化系统的建成可以形象逼真的展现矿井周边地貌、 井上下生 产生活环境、生产系统在线运行数据、及设备监测管理等多种 应用。 通过该系统可以实现矿井的全景及动态显示，真实直 观的表现岩层、煤层、断层特征，准确清晰的呈现井下巷道、
陕西煤业化工集团黄陵矿业有限公司一号煤矿（以下简称黄陵一矿） 1001工作面从4月1日至今以无人化模式采煤作业已超过6个月。在采煤作
业时，采煤工作面支架支护区域只有1个人巡视，无需人工操作。
红柳林煤矿的综采成套装备智能系统融合了采煤机智能记忆割煤、液 压支架跟机自动化、运输系统煤流负荷平衡、远程遥控等高新技术，实现
数字矿山的新进展
数字矿山的新进展
一、数字矿山的概念 二、数字矿山的内容
三、数字矿山的发展状况
四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用
一、什么是数字矿山？
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较强的外推能力 较好的逼近度 简化了数据点 定位
改进shepard法
结合其它插值算法
考虑方向及速度
２
克里格法
“地学空间三维可视化储 量计算辅助分析系统关键 技术的研究” 张新宇
10
4 科学计算可视化－绘制法 体绘制 绘制 点绘制
11
4 科学计算可视化－体绘制法 间接体绘 制 体绘制 直接体绘 制
5
2 独立成分分析(ICA)
独立成分分析是近期发展起来的一个新的数据及信号分析方法，它是主 成分分析的一个拓展． ICA是一种统计方法，它寻求一个多元数据的非奇异变换，使得变换后的 数据分量之间尽可能地相互独立． ICA模型最早是作为线性混合的盲信号分离问题提出的．随后逐渐成为信 号处理领域的一个热点问题，现被广泛地应用在生物医学信号处理，语音 信号分离，特征提取，模式识别，地理地质等各个领域．
12
4 科学计算可视化－体绘制法
13
4 科学计算可视化－体绘制法
体绘制算法比较
体绘制算法 图象品质 绘制速度 算法特点
光线投射算法
最高
慢
占用内存大
纹理映射
较低
快
硬件加速，图像 品质依赖帧存储 器分辨率 占用内存小
Shear-warp
中等
最快
14
4 科学计算可视化－点绘制法
点绘制
基本原理与技术 算法比较 改进算法
数字化矿产预测与评价的 新进展
目录
矿产预测与评价方法国内外发展现
状与趋势 独立成分分析(ICA) 非负矩阵分解(NMF) 科学计算可视化
插值优化法 绘制算法
2
1 矿产预测与评价方法国内外发展现状与 第二代矿产资源评价的信息化内容： 趋势
矿产资源的空间数据库
评价方法的计算机化
信息共享的网络化
6
3 非负矩阵分解(NMF)
2019年，Lee和Seung在《Nature》上首次提出了非负矩阵分解的概念， 并将其成功的用于人脸识别。 2019年， Lee和Seung又提出了更为简化的计算矩阵分解的两种算法。这 两种算法均采用了多重迭代梯度下降准则，并选取了多个不同的初始点。 Lee和Seung同时对算法迭代规则的收敛性进行了证明，从理论上保证了 算法的收敛性。至此，非负矩阵分解算法开始成为信息领域一个新的生长 点。 目前，NMF已经发展出各种专用性比较强的非负矩阵分解方法并在一些应 用领域有了成功的应用。最成功的一类应用是用于图像分析和处理。
国内科学家的代表性成果：
赵鹏大院士的以“三联式”5P地质异常等为代表的科学找矿评价理 论方法体系.
王世称教授的综合信息矿产资源预测方法.
陈毓川院士的矿产定量预测与其他预测相结合方法.
谢学锦院士的区域化探扫面. 侯景儒教授的（多元）线性空间信息统计分析（地质统计学）. 余先川教授的非线性空间信息统计分析、空间独立成分分析等.
15
4 科学计算可视化-点绘制算法
基于点的绘制
16
4 科学计算可视化-绘制算法
法向量 位置
颜色等 Surfel 半径
图一: surfel的结构
17
4 科学计算可视化-绘制算法
图一: 二维surfel的采样
18
4 科学计算可视化-绘制算法
图二: 实际模型, 三角面片模型, 点绘制模型[1]
[1]
Fang, Y.G.,2019, Technology of modeling and rendering based on point, Capital Normal University, Master’s thesis
19
4 科学计算可视化-地质学上的相关应用
1
地质灾难预测
2
3
地质矿产预测
地质数据进行三维可视化的两种方法。
8
4 科学计算可视化
地质数据进行三维可视化的两种方法、缺点、改进：
数据转换
缺点
存在一定误差 ，使图象不够 细节化
改进
缺点
直接可视化
体元大小不一 ，形状不同， 导致效率低
插 值 、 绘 制
9
4 科学计算可视化－插值法
维数扩展
处理任意结构的 数据点
参数设置
１
插值更精确
标准评价方法: “三步式”（Three-Part）
Singer
最近，美国的资源评价专家麦卡门、D.P.哈里斯提出了修正的矿产资 源评价方法体系 ;
现在，GIS已是资源评价的基本工具，同时也发展引进了诸如数字矿 床专家系统、神经网络模型、分形等非线性科学方法.
3
1 矿产预测与评价方法国内外发展 现状与趋势
地质学上的交互可视化
20
4 科学计算可视化-国外知名软件
英国矿业计算有限公司开发的Datamine采矿软件系统，它最大的特 点就是作图功能，可以将露天或地下矿山设计所需要的各种图形、包 括钻孔及岩心分布、矿体及主要开拓巷道位置或露天矿坑等，以三维 和彩色的形式显示出来。 澳大利亚SURPAC 国际软件公司（Surpac Software International， 简称SSI）开发的Surpac 软件，是一套三维交互式图形软件系统，具 有地表策略数据处理、地址勘探数据分析和采矿设计等功能。 美国Intergraph 公司开发的Intergraph 交互式图形处理系统，用来 管理复杂的动态矿床模型。
4
1 矿产预测与评价方法国内外发展现 状与趋势
国内科学家的代表性成果： 成秋明教授的多重分形. 朱章森教授的无模型预测. 吴冲龙教授的地质矿产点源信息系统概念模式和方法体系. 王学求教授的以成矿可利用物质供应量为基础的大型矿床评价的定量地球 化学模型和方法. 胡光道、杨武年、陈建平教授的遥感矿产预测. 陈明教授的人工神经网络. 夏立显教授的数量化理论矿产应用.
7
4 科学计算可视化
科学计算可视化技术是一种应用广泛的新技术，是分析多维数据间关系 的一种有效工具。科学计算可视化技术在地质学中有广泛的应用。传统 的科学计算可视化技术已应用于绘制地形，分析矿产分布等领域。
如今，科学计算可视化与地质学相结合形成了一个新的研究领域—地质 可视化。在这个新领域中，研究比较多的主要是三维地质体的可视化显 示。
21
4 科学计算可视化-相关工作
22
4 科学计算可视化-相关工作
图3: 3D 数据源
23
4 科学计算可视化-相关工作
(a)
24
4 科学计算可视化-相关工作
(b)
图四: 三角面片构造三角网格后的结果
改进shepard法
结合其它插值算法
考虑方向及速度
２
克里格法
“地学空间三维可视化储 量计算辅助分析系统关键 技术的研究” 张新宇
10
4 科学计算可视化－绘制法 体绘制 绘制 点绘制
11
4 科学计算可视化－体绘制法 间接体绘 制 体绘制 直接体绘 制
5
2 独立成分分析(ICA)
独立成分分析是近期发展起来的一个新的数据及信号分析方法，它是主 成分分析的一个拓展． ICA是一种统计方法，它寻求一个多元数据的非奇异变换，使得变换后的 数据分量之间尽可能地相互独立． ICA模型最早是作为线性混合的盲信号分离问题提出的．随后逐渐成为信 号处理领域的一个热点问题，现被广泛地应用在生物医学信号处理，语音 信号分离，特征提取，模式识别，地理地质等各个领域．
12
4 科学计算可视化－体绘制法
13
4 科学计算可视化－体绘制法
体绘制算法比较
体绘制算法 图象品质 绘制速度 算法特点
光线投射算法
最高
慢
占用内存大
纹理映射
较低
快
硬件加速，图像 品质依赖帧存储 器分辨率 占用内存小
Shear-warp
中等
最快
14
4 科学计算可视化－点绘制法
点绘制
基本原理与技术 算法比较 改进算法
数字化矿产预测与评价的 新进展
目录
矿产预测与评价方法国内外发展现
状与趋势 独立成分分析(ICA) 非负矩阵分解(NMF) 科学计算可视化
插值优化法 绘制算法
2
1 矿产预测与评价方法国内外发展现状与 第二代矿产资源评价的信息化内容： 趋势
矿产资源的空间数据库
评价方法的计算机化
信息共享的网络化
6
3 非负矩阵分解(NMF)
2019年，Lee和Seung在《Nature》上首次提出了非负矩阵分解的概念， 并将其成功的用于人脸识别。 2019年， Lee和Seung又提出了更为简化的计算矩阵分解的两种算法。这 两种算法均采用了多重迭代梯度下降准则，并选取了多个不同的初始点。 Lee和Seung同时对算法迭代规则的收敛性进行了证明，从理论上保证了 算法的收敛性。至此，非负矩阵分解算法开始成为信息领域一个新的生长 点。 目前，NMF已经发展出各种专用性比较强的非负矩阵分解方法并在一些应 用领域有了成功的应用。最成功的一类应用是用于图像分析和处理。
国内科学家的代表性成果：
赵鹏大院士的以“三联式”5P地质异常等为代表的科学找矿评价理 论方法体系.
王世称教授的综合信息矿产资源预测方法.
陈毓川院士的矿产定量预测与其他预测相结合方法.
谢学锦院士的区域化探扫面. 侯景儒教授的（多元）线性空间信息统计分析（地质统计学）. 余先川教授的非线性空间信息统计分析、空间独立成分分析等.
15
4 科学计算可视化-点绘制算法
基于点的绘制
16
4 科学计算可视化-绘制算法
法向量 位置
颜色等 Surfel 半径
图一: surfel的结构
17
4 科学计算可视化-绘制算法
图一: 二维surfel的采样
18
4 科学计算可视化-绘制算法
图二: 实际模型, 三角面片模型, 点绘制模型[1]
[1]
Fang, Y.G.,2019, Technology of modeling and rendering based on point, Capital Normal University, Master’s thesis
19
4 科学计算可视化-地质学上的相关应用
1
地质灾难预测
2
3
地质矿产预测
地质数据进行三维可视化的两种方法。
8
4 科学计算可视化
地质数据进行三维可视化的两种方法、缺点、改进：
数据转换
缺点
存在一定误差 ，使图象不够 细节化
改进
缺点
直接可视化
体元大小不一 ，形状不同， 导致效率低
插 值 、 绘 制
9
4 科学计算可视化－插值法
维数扩展
处理任意结构的 数据点
参数设置
１
插值更精确
标准评价方法: “三步式”（Three-Part）
Singer
最近，美国的资源评价专家麦卡门、D.P.哈里斯提出了修正的矿产资 源评价方法体系 ;
现在，GIS已是资源评价的基本工具，同时也发展引进了诸如数字矿 床专家系统、神经网络模型、分形等非线性科学方法.
3
1 矿产预测与评价方法国内外发展 现状与趋势
地质学上的交互可视化
20
4 科学计算可视化-国外知名软件
英国矿业计算有限公司开发的Datamine采矿软件系统，它最大的特 点就是作图功能，可以将露天或地下矿山设计所需要的各种图形、包 括钻孔及岩心分布、矿体及主要开拓巷道位置或露天矿坑等，以三维 和彩色的形式显示出来。 澳大利亚SURPAC 国际软件公司（Surpac Software International， 简称SSI）开发的Surpac 软件，是一套三维交互式图形软件系统，具 有地表策略数据处理、地址勘探数据分析和采矿设计等功能。 美国Intergraph 公司开发的Intergraph 交互式图形处理系统，用来 管理复杂的动态矿床模型。
4
1 矿产预测与评价方法国内外发展现 状与趋势
国内科学家的代表性成果： 成秋明教授的多重分形. 朱章森教授的无模型预测. 吴冲龙教授的地质矿产点源信息系统概念模式和方法体系. 王学求教授的以成矿可利用物质供应量为基础的大型矿床评价的定量地球 化学模型和方法. 胡光道、杨武年、陈建平教授的遥感矿产预测. 陈明教授的人工神经网络. 夏立显教授的数量化理论矿产应用.
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4 科学计算可视化
科学计算可视化技术是一种应用广泛的新技术，是分析多维数据间关系 的一种有效工具。科学计算可视化技术在地质学中有广泛的应用。传统 的科学计算可视化技术已应用于绘制地形，分析矿产分布等领域。
如今，科学计算可视化与地质学相结合形成了一个新的研究领域—地质 可视化。在这个新领域中，研究比较多的主要是三维地质体的可视化显 示。
21
4 科学计算可视化-相关工作
22
4 科学计算可视化-相关工作
图3: 3D 数据源
23
4 科学计算可视化-相关工作
(a)
24
4 科学计算可视化-相关工作
(b)
图四: 三角面片构造三角网格后的结果