第一篇:定性方法與定量方法的優(yōu)劣
定性方法與定量方法的優(yōu)劣分析
一、概念
所謂定性,是指把考察重點(diǎn)放在事物“質(zhì)”的方面,去研究事物的構(gòu)成要素及要素間的相互聯(lián)系,從而揭示事物的質(zhì)的規(guī)律性;定量則泛指從數(shù)量的方面表征事物間的聯(lián)系和相互作用,其特點(diǎn)是較可靠精確。用上述兩個(gè)普適、本質(zhì)的概念對(duì)研究方法進(jìn)行類的劃分,即定性方法和定量方法。
定性研究方法是主要憑分析者的直覺(jué)、經(jīng)驗(yàn),憑分析對(duì)象過(guò)去和現(xiàn)在的延續(xù)狀況及最新的信息資料,對(duì)分析對(duì)象的性質(zhì)、特點(diǎn)、發(fā)展變化規(guī)律作出判斷的一種方法。
定量研究方法是依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),建立數(shù)學(xué)模型,并用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出分析對(duì)象的各項(xiàng)指標(biāo)及其數(shù)值的一種方法。
二、兩者的區(qū)別
定性研究(qualitative research)和定量研究(quantitative research)的根本性區(qū)別有三點(diǎn):
首先,兩種方法所依賴的哲學(xué)體系有所不同。作為定量研究,其對(duì)象是客觀的、獨(dú)立于研究者之外的某種客觀存在物;而作為定性研究,其研究對(duì)象與研究者之間的關(guān)系十分密切,研究對(duì)象被研究者賦予主觀色彩,成為研究過(guò)程的有機(jī)組成部分。定量研究者認(rèn)為,其研究對(duì)象可以像解剖麻雀一樣被分成幾個(gè)部分,通過(guò)這些組成部分的觀察可以獲得整體的認(rèn)識(shí)。而定性研究者則認(rèn)為,研究對(duì)象是不可分的有機(jī)整體,因而他們檢視的是全部和整個(gè)過(guò)程。
第二,兩種研究方法在對(duì)人本身的認(rèn)識(shí)上有所差異。量化研究者認(rèn)為,所有人基本上都是相似的;而定性研究者則強(qiáng)調(diào)人的個(gè)性和人與人之間的差異,進(jìn)而認(rèn)為很難將人類簡(jiǎn)單地劃歸為幾個(gè)類別。
第三,定性研究者的目的在于發(fā)現(xiàn)人類行為的一般規(guī)律,并對(duì)各種環(huán)境中的事物作出帶有普遍性的解釋;而與此相反,定量研究則試圖對(duì)特定的情況或事物作出特別的解釋。換言之,定性研究致力于拓展廣度,而定量研究則試圖發(fā)掘深度。
三、兩者的優(yōu)缺點(diǎn)
應(yīng)該說(shuō)在科學(xué)研究中沒(méi)有一種方法是完美無(wú)缺的,任何一種方法都會(huì)有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。
對(duì)于定性研究方法來(lái)說(shuō),其操作雖然簡(jiǎn)便易行,但是其主觀性較強(qiáng),得到的結(jié)果也比較抽象,難以反映事物之間的局部差別,應(yīng)用效果不好。而定量研究方法較定性評(píng)價(jià)結(jié)果更為直觀、簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確,應(yīng)用效果好。但是操作起來(lái)往往有一定的困難,尤其是有些關(guān)聯(lián)因子難以量化,也會(huì)帶有主觀色彩,影響量化的準(zhǔn)確度。
相比而言,定量分析方法更加科學(xué),但需要較高深的數(shù)學(xué)知識(shí),而定性分析方法雖然較為粗糙,但在數(shù)據(jù)資料不夠充分或分析者數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱時(shí)比較適用。
四、小結(jié) 定性方法與定量方法應(yīng)該是相互補(bǔ)充、相輔相成的;定性分析是定量分析的基本前提,沒(méi)有定性的定量是一種盲目的、毫無(wú)價(jià)值的定量;定量分析使定性更加科學(xué)、準(zhǔn)確,它可以促使定性分析得出廣泛而深入的結(jié)論。
定性是定量的依據(jù),定量是定性的具體化,二者結(jié)合起來(lái)靈活運(yùn)用才能取得最佳效果。在科學(xué)研究中,應(yīng)遵循定性分析---定量分析---定性分析的認(rèn)識(shí)過(guò)程,由最初的定性分析,認(rèn)識(shí)事物的質(zhì),掌握一事物區(qū)別于他事物的規(guī)律性;然后通過(guò)對(duì)事物量的分析和把握,掌握決定事物質(zhì)的數(shù)量界限,弄清事物之間的關(guān)系,達(dá)到認(rèn)識(shí)的深化;最后,從這些數(shù)量和數(shù)量關(guān)系中歸納揭示出更深層的質(zhì),并作出理論上的解釋或結(jié)論。
第二篇:5 定性定量評(píng)價(jià)
第5章 定性定量評(píng)價(jià)
1.安全檢查表分析(SCA)
某甲公司通過(guò)管道輸送方式向其他公司提供液化氣(主要成分是液化石油氣、液化天然氣),該公司安全管理過(guò)程中,已經(jīng)制定了廠長(zhǎng)、安全科長(zhǎng)、車間班組三級(jí)安全生產(chǎn)責(zé)任制,制定了安全教育和培訓(xùn)、安全費(fèi)用投入保障、安全設(shè)施和設(shè)備管理、安金檢查和隱患整改、勞動(dòng)防護(hù)用品(具)及保健品發(fā)放管理等各項(xiàng)必須的規(guī)章制度,主要負(fù)責(zé)人經(jīng)安監(jiān)部門考核合格,但安全生產(chǎn)管理人員沒(méi)有參加考試培訓(xùn),該公司為公司領(lǐng)導(dǎo)辦理了工傷保險(xiǎn)等。
試采用安全檢查表對(duì)該公司的安全生產(chǎn)管理過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)。2.預(yù)先危險(xiǎn)性分析題(PHA)
某城市擬對(duì)部分供水系統(tǒng)進(jìn)行改造,改造工程投資2900萬(wàn)元,改造主要內(nèi)容包括:
沿主要道路敷設(shè)長(zhǎng)度為15Km的管線,并穿越道路,改造后的管網(wǎng)壓力為0.5Mpa;該項(xiàng)目增設(shè)2臺(tái)水泵,泵房采用現(xiàn)有設(shè)施。
改造工程的施工順序?yàn)椋合韧诠軠希芫€下溝施焊,泵房設(shè)備安裝,最后將開(kāi)挖的管溝回填、平整。據(jù)查,管線經(jīng)過(guò)的城市道路地下敷設(shè)有電纜、煤氣等管線。管溝的開(kāi)挖、回填和平整采用人工、機(jī)械兩種方式進(jìn)行,管溝深1.5m,管道焊接采用電焊。
請(qǐng)根據(jù)給定的條件,采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析法對(duì)該項(xiàng)目施工過(guò)程中存在的危險(xiǎn)、有害因素進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。3.事故樹(shù)分析方法(FTA)
輪式汽車起重吊車,在吊物時(shí),吊裝物墜落傷人是一種經(jīng)常發(fā)生的起重傷人事故,起重鋼絲繩斷裂是造成吊裝物墜落的主要原因,吊裝物墜落與鋼絲繩斷脫、吊勾沖頂和吊裝物超載有直接關(guān)系。鋼絲繩斷脫的主要原因是鋼絲繩強(qiáng)度下降和未及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩強(qiáng)度下降,鋼絲繩強(qiáng)度下降是由于鋼絲繩腐蝕斷股、變形和.....,而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩強(qiáng)度下降主要原因是日常檢查不夠和未定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行檢測(cè);吊勾沖頂是由于吊裝工操作失誤和未安裝限速器造成的;吊裝物超載則是由于吊裝物超重和起重限制器失靈造成的。請(qǐng)用故障樹(shù)分析法對(duì)該案例進(jìn)行分析,做出故障樹(shù),求出最小割集和最小徑集。假如每個(gè)基本事件都是獨(dú)立發(fā)生的,且發(fā)生概率均為0.1,即q1=q2=q3=…qn=0.1,試求鋼絲繩斷裂事故發(fā)生的概率。
4.事件樹(shù)分析(ETA)
某公司在通過(guò)管道輸送液化氣的過(guò)程中突然發(fā)生爆炸,試對(duì)其采用事件樹(shù)分析法對(duì)該管道液化氣爆炸事故進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。5.作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析(LEC)
試對(duì)安全05級(jí)同學(xué)在上《安全評(píng)價(jià)》課程中的危險(xiǎn)性采用作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。6.危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)法
某公司利用管道輸送液化氣,管道長(zhǎng)約50m,直徑0.4m,壓力約3Mpa,試對(duì)該輸送單元采用危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。7.故障假設(shè)分析(WI)
某公司利用王水(混酸)生產(chǎn)某種硝化物,試根據(jù)故障假設(shè)分析法對(duì)配酸、硝化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)。
8.故障類型和影響分析(FMEA)
試采用FMEA評(píng)價(jià)法對(duì)管道輸送液化氣崗位進(jìn)行評(píng)價(jià)。9.危險(xiǎn)和可操作性研究(HAZOP)
某公司利用王水(混酸)生產(chǎn)某種硝化物,試根據(jù)危險(xiǎn)和可操作性研究評(píng)價(jià)法對(duì)配酸、硝化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)。
10.分別說(shuō)明以下方法的類別(定性、定量)、目的(提供事故致因因素、危險(xiǎn)性分級(jí)、事故危害后果、事故發(fā)生頻率)、適用范圍(設(shè)計(jì)階段、試生產(chǎn)階段、正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段)、優(yōu)缺點(diǎn)(優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)):
SCA、PHA、FEMA、FTA、ETA、HAZOP、DOW、ICI、LEC、危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)法、事故后果范圍評(píng)價(jià)法。
11.簡(jiǎn)要說(shuō)明毒物危害評(píng)價(jià)原理及職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)依據(jù)。12.簡(jiǎn)要說(shuō)明噪聲危害評(píng)價(jià)原理。13.簡(jiǎn)要說(shuō)明粉塵危害評(píng)價(jià)原理。
第三篇:第三節(jié) 定量決策方法教案
第三節(jié) 定量決策方法
【教學(xué)目標(biāo)】
通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí),使大家了解風(fēng)險(xiǎn)型決策和不確定型決策問(wèn)題及其多種求解方法,掌握風(fēng)險(xiǎn)型決策方法和不確定型決策方法,以期對(duì)大家的工作、科研、學(xué)習(xí)和生活提供幫助。
【教學(xué)重難點(diǎn)】 1.決策樹(shù)法 2.不確定型決策方法 【教學(xué)過(guò)程】
決策是管理工作的本質(zhì),決策方法有定量決策方法和定性決策方法兩大類。定量決策法是指根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù),運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行決策的一種方法。它能使決策精確化和程序化。
一、風(fēng)險(xiǎn)型決策
風(fēng)險(xiǎn)型決策:可供選擇的方案存在著兩種以上的自然狀態(tài),每種狀態(tài)的發(fā)生是不確定的,但是可以估計(jì)其發(fā)生的客觀概率,決策的結(jié)果只有按概率來(lái)確定,決策存在著風(fēng)險(xiǎn)。
例:某公司要進(jìn)行產(chǎn)品產(chǎn)量決策,有三種備選方案。大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)。估計(jì)未來(lái)市場(chǎng)對(duì)該產(chǎn)品的需求有兩種狀態(tài):需求量大和需求量小,每一種狀態(tài)發(fā)生的概率分別為0.3和0.7。不同方案在不同狀態(tài)下的損益值/萬(wàn)元,如表3-1所示,公司應(yīng)如何決策?
表3-1不同方案在不同狀態(tài)下的損益值(單位:萬(wàn)元)
大批量生產(chǎn) 中批量生產(chǎn) 小批量生產(chǎn)
需求量大(0.3)20 10
需求量小(0.7)
-6-2 5 風(fēng)險(xiǎn)型決策最常用的方法有兩種:決策收益表法和決策樹(shù)法
這兩種方法都是根據(jù)各種自然狀態(tài)出現(xiàn)的概率及方案預(yù)期損益,計(jì)算與比較各方案的期望值,從而選擇滿意方案的方法。不同:一個(gè)是決策收益表,一個(gè)是樹(shù)狀圖。
決策準(zhǔn)則:期望值最大或最小的方案為滿意方案。
期望值=狀態(tài)1的損益值x狀態(tài)1的概率+ 狀態(tài)2的損益值x狀態(tài)2的概率+………+狀態(tài)n的損益值x狀態(tài)n的概率。
狀態(tài)1的概率+狀態(tài)2的概率+ …狀態(tài)n的概率=1 1.決策收益表法
通過(guò)決策收益表,按照客觀概率的大小,計(jì)算出各個(gè)方案的期望值,進(jìn)行比較,從中選擇一個(gè)滿意方案,如表3-2所示。
表3-2決策收益表(單位:萬(wàn)元)
大批量生產(chǎn) 中批量生產(chǎn) 小批量生產(chǎn)
需求量大(0.3)需求量小(0.7)20 10
-6-2 5
期望值 4.8 4.6 6.5
☆ 滿意方案為小批量生產(chǎn)
2.決策樹(shù)法
決策樹(shù)法的涵義:指借助樹(shù)狀圖,按照客觀概率的大小,計(jì)算出各個(gè)方案的期望值,進(jìn)行比較,從中選擇一個(gè)滿意方案。
決策樹(shù)的要素:決策點(diǎn)、方案分枝、狀態(tài)點(diǎn)、概率分枝、結(jié)果點(diǎn)、剪枝
決策點(diǎn)引出方案分枝,編號(hào) 狀態(tài)點(diǎn)引出概率分枝,上方注明概率 末端結(jié)果點(diǎn),標(biāo)明損益值
剪枝,即淘汰的方案
決策樹(shù)分析法的基本步驟 :
(1)從左向右逐級(jí)展開(kāi)各方案分枝,狀態(tài)結(jié)點(diǎn)和概率分枝。
(2)據(jù)右端的損益值及概率枝上的概率,由右向左,逆向進(jìn)行,計(jì)算各種狀態(tài)下的期望值,標(biāo)在狀態(tài)點(diǎn)上方。
(3)根據(jù)不同方案的期望值大小進(jìn)行選擇,方案的舍棄稱為剪枝,剩下一條滿意方案枝作為行動(dòng)方案。
決策樹(shù)如下:
大(0.3)4.81小(0.7)大批0中批小批4.626.53小(0.7)大(0.3)小(0.7)
二、不確定型決策方法
30-620-2105大(0.3)
不確定型決策:是指每個(gè)方案的執(zhí)行都可能出現(xiàn)不同的結(jié)果,但是各種結(jié)果出現(xiàn)的概率是未知的,完全憑決策者的經(jīng)驗(yàn)、感覺(jué)和估計(jì)作出的決策。
還是上面的例題,如果概率未知,如表3-3所示:
表3-3不同方案在不同狀態(tài)下的損益值(單位:萬(wàn)元)
大批量生產(chǎn) 中批量生產(chǎn) 小批量生產(chǎn)
1.悲觀法(小中取大法)
需求量大 30 20 10
需求量小-6-2 5 決策者認(rèn)為未來(lái)會(huì)出現(xiàn)最不利的狀態(tài)。從最不利的情況中選擇最好的結(jié)果。☆ 滿意方案為小批量生產(chǎn) 2.樂(lè)觀法(大中取大法)決策者認(rèn)為未來(lái)會(huì)出現(xiàn)最有利的狀態(tài)。從最有利的狀態(tài)中選擇最好的。☆ 滿意方案為大批量生產(chǎn) 3.后悔值法(最大最小后悔值法)
決策者做出決策后,若與理想狀況有差距,必然后悔。
后悔值=理想值-現(xiàn)實(shí)值 理想值:各自然狀態(tài)下的最大收益值。☆ 滿意方案為中批量生產(chǎn)
【作業(yè)】
某地可以種植四種作物,已知這四種作物在五種天氣類型狀態(tài)下,帶來(lái)的收益如表所示,單位千元/ hm,不同天氣類型出現(xiàn)的概率未知,請(qǐng)對(duì)種植方案作出決策。
不同天氣狀態(tài)下各方案的收益值(單位:千元/hm2)
天氣類型(狀態(tài))
各方案的收益水稻 小麥 大豆
極旱年 10 25 12 11.8
旱年 12.6 21 17 13
平年 18 17 23 17
濕潤(rùn)年 20 12 17 19
極濕年 22 8 11 21 2值/千元 燕麥
第四篇:礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)方法綜述
礦產(chǎn)資源潛力定量評(píng)價(jià)方法綜述
礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)體系是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程,它包括地質(zhì)、礦產(chǎn)、地球物理、地球化學(xué)、遙感和科研資料的匯集,建立空間數(shù)據(jù)庫(kù),成礦信息提取,信息的綜合,成礦理論的應(yīng)用,預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景區(qū)的圈定和優(yōu)化,以及遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)潛在資源量的估算。
由于地學(xué)數(shù)據(jù)復(fù)雜多樣,其自身特征主要表現(xiàn)在:①地學(xué)自身具有多個(gè)分支學(xué)科、地學(xué)數(shù)據(jù)具有跨學(xué)科、多領(lǐng)域的性質(zhì);②類型多樣,取樣方法手段各異;③地學(xué)數(shù)據(jù)自身跨時(shí)間和空間;④地學(xué)數(shù)據(jù)具有層次性;⑤地學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)源多樣性;這些特征構(gòu)成了地學(xué)數(shù)據(jù)的龐雜性和復(fù)雜關(guān)系。鑒于此,現(xiàn)行礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)必須匯集多源地學(xué)信息,利用不同方法從不同角度提取各種信息,相互補(bǔ)充和相互驗(yàn)證,進(jìn)行綜合分析,提高評(píng)價(jià)精度。
目前,建立地質(zhì)、礦產(chǎn)、物探、化探、遙感資料的空間數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)成礦信息模型進(jìn)行全面探索、對(duì)多源的地學(xué)信息綜合分析、對(duì)不同類別的成礦信息做有機(jī)綜合分析,應(yīng)用當(dāng)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)地質(zhì)方法按信息論的方法對(duì)找礦靶區(qū)優(yōu)選和綜合評(píng)價(jià),提出礦區(qū)外圍的找礦方向,已經(jīng)是當(dāng)代礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的發(fā)展方向。1 國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展過(guò)程
國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展和應(yīng)用了許多方法和技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)資源潛力定量評(píng)價(jià)研究。我國(guó)趙鵬大(2001)、朱裕生(1998)等將國(guó)內(nèi)外礦產(chǎn)資源潛力定量評(píng)價(jià)方法研究和應(yīng)用發(fā)展過(guò)程劃分為以下三個(gè)階段: 1.1、試驗(yàn)探索階段
該階段大體在 20 世紀(jì) 50~70 年代,主要特點(diǎn)是將概率統(tǒng)計(jì)及多元統(tǒng)計(jì)等定量方法用于礦產(chǎn)資源潛力定量評(píng)價(jià);將評(píng)價(jià)對(duì)象或地區(qū)劃分為等面積的網(wǎng)格單元或不規(guī)則的地質(zhì)體單元,再根據(jù)已知有礦地區(qū)劃分出“模型單元”,用于與“未知單元”進(jìn)行“相似類比”(趙鵬大,2001)。
年代初,M.Allais 較有代表性地提出了資源評(píng)價(jià)的概念,認(rèn)為單元中礦床數(shù)服從泊松分布,以及在足夠大的區(qū)域內(nèi),某種礦產(chǎn)資源量的分布大致相當(dāng)于該種元素在地殼中的分布。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的一些資源評(píng)價(jià)專家根據(jù)許多礦床呈集中產(chǎn)出等特點(diǎn)提出利用負(fù)二項(xiàng)分布擬合單元內(nèi)礦床數(shù)的分布。Dewigs 提出了元素含量的分異模型,并先后發(fā)展了資源量估算的二項(xiàng)分布和對(duì)數(shù)二項(xiàng)分布模型,Brinck 借用了 Dewigs 的思想,利用對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型作為資源評(píng)價(jià)的基本概率統(tǒng)計(jì)模式,并正式運(yùn)用于較大區(qū)域的資源總量估算。這些資源分布的研究方法屬單變量研究范疇,都沒(méi)有充分利用控礦標(biāo)志等地質(zhì)資料。
年代以來(lái),人們開(kāi)始使用多元分析方法進(jìn)行綜合信息處理和資源評(píng)價(jià),JoneJ.Griffiths(1962)利用判別函數(shù)建立了礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的判別模型。D.P.Harris 等(1965)提出地質(zhì)條件同礦床價(jià)值關(guān)系的統(tǒng)計(jì)模型,即貝葉斯準(zhǔn)則下的多組判別模型。Blondel 和 Callot等(1961)提出了大區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源的總合式資源評(píng)價(jià)理論,Griffths(1966,1967)通過(guò)堪薩斯的單位區(qū)域價(jià)值評(píng)價(jià)認(rèn)為單位區(qū)域價(jià)值服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布,即單位區(qū)域價(jià)值就是該分布的期望值,后來(lái) Labovitz 和 Griffiths 等人將單位區(qū)域價(jià)值法研究開(kāi)發(fā)成一套計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。
除單位區(qū)域價(jià)值法外,人們還著重探索了資源數(shù)量的豐度模型。Agterberg 通過(guò)品位服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布的假定,提出了一元豐度模型,并設(shè)計(jì)了根據(jù)高于邊界品位的截尾分布及該元素的豐度值來(lái)恢復(fù)其整個(gè)分布形態(tài)的方法,據(jù)此估算資源總量。
年代以來(lái),礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)領(lǐng)域較有代表性的研究工作有美國(guó) Harris 的主觀概率法和貝葉斯推理決策模型即專家系統(tǒng),加拿大 Agterberg 的多元統(tǒng)計(jì)分析方法以及英國(guó) Brinck的豐度估計(jì)法。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 Singer 和 Botbol 等也開(kāi)始使用和發(fā)展多種多元統(tǒng)計(jì)分析方法,進(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)。比較引人注目的成果是 Harris 開(kāi)始考慮資源評(píng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,他建立了礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析及計(jì)算機(jī)模擬模型,并發(fā)展了一套礦產(chǎn)資源潛力預(yù)測(cè)的貝葉斯意義下的推理決策模型,這里充分運(yùn)用了專家經(jīng)驗(yàn),即建立了專家系統(tǒng)。將主觀經(jīng)驗(yàn)和客觀事實(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),構(gòu)成了所謂的“主觀概率法”,把資源定量估算同勘探成本等經(jīng)濟(jì)問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)形成了一套完整且獨(dú)特的資源—經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
Agterberg(1972)等利用和發(fā)展了許多多元統(tǒng)計(jì)分析方法解決資源評(píng)價(jià)問(wèn)題,利用多元分析方法預(yù)測(cè)了阿畢提畢地區(qū) Cu 和 Zn 的潛力,利用概率指標(biāo)提取有利地質(zhì)標(biāo)志等,并在研究地質(zhì)變量關(guān)系時(shí)使用了兩步最小二乘模型。Brinck 利用豐度法計(jì)算了世界鈾資源并指出了礦產(chǎn)資源的分布及其可預(yù)測(cè)性,還研究了有色金屬礦產(chǎn)資源和長(zhǎng)期價(jià)格趨勢(shì)的預(yù)測(cè)問(wèn)題。
在此期間,還有許多學(xué)者發(fā)展了其它評(píng)價(jià)方法。如 Hubbert(1969)使用時(shí)率法估算了美國(guó)(除阿拉斯加外)的石油年產(chǎn)量和最終產(chǎn)量。Lasky 于 1950 年就發(fā)展了累積噸位-品位法,來(lái)估計(jì)低品位的斑巖銅礦資源,后來(lái)得到 Musgrove 和 Agterberg 的進(jìn)一步發(fā)展,并在最近被 Cargill 用于定量估計(jì)資源潛力的研究。至 70 年代末,國(guó)際地質(zhì)對(duì)比計(jì)劃第 98 項(xiàng)計(jì)劃推出了 6 種標(biāo)準(zhǔn)的礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)方法,這標(biāo)志著礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)己步入較成熟的實(shí)用階段。1.2、全面發(fā)展階段
自 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始至 90 年代初,礦產(chǎn)預(yù)測(cè)工作在全世界發(fā)展起來(lái),計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在地質(zhì)上得到了廣泛應(yīng)用,國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)了多套礦產(chǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)實(shí)用軟件平臺(tái),原蘇聯(lián)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在 14 個(gè)礦區(qū)開(kāi)展立體填圖、立體預(yù)測(cè)(朱裕生,肖克炎等,1998,2000)。
在我國(guó)開(kāi)展一輪、二輪成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃、10 個(gè)礦種的總量預(yù)測(cè)等工作中完成礦產(chǎn)預(yù)測(cè)項(xiàng)目 400 余項(xiàng)、比例尺從 1:150 萬(wàn)至 1:1 萬(wàn)均有,礦種涉及煤、鐵、鉻、錳、金、銀、銅、鉛和非金屬礦產(chǎn) 54 個(gè),幾乎遍及全國(guó)各地(朱裕生,肖克炎等,1998,2000)。
隨著航空、航天、遙感技術(shù)、地球物理、地球化學(xué)等找礦技術(shù)的廣泛與成熟應(yīng)用,尤其是計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的推廣應(yīng)用,礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)進(jìn)入一個(gè)全新階段,無(wú)論從理論、方法學(xué)還是應(yīng)用方面都取得很大進(jìn)展,其代表性成果有:①80 年代加拿大學(xué)者 F.R.Agterberg 以及美國(guó)學(xué)者 Duda 研制的礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)專家系統(tǒng);②美國(guó) Harris 和 Mecammon等發(fā)展的一套礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法體系;③Harris 等(1993)根據(jù)相對(duì)例外原理提出了應(yīng)用“一致性地質(zhì)單元”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“網(wǎng)格單元”的內(nèi)蘊(yùn)樣品礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)方法;④Gorelov(1990)強(qiáng)調(diào)用地球物理信息定量圈定地質(zhì)異常的作用,并利用重磁場(chǎng)組合異常指數(shù)研究礦田地質(zhì)結(jié)構(gòu)異常,圈定找礦可行地段,從而開(kāi)辟了應(yīng)用“非相似類比”法開(kāi)展礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)的新途徑;⑤D.A.Singer 等(1975)在美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局提出“三步式”礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)方法,到 1993 年進(jìn)一步發(fā)展成為“三部式”礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)方法等。1.3、信息化快速發(fā)展階段
該階段自 20 世紀(jì) 90 年代初開(kāi)始至今仍在繼續(xù)發(fā)展,主要特征是礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中應(yīng)用高新技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS),采集多源地學(xué)信息,從地質(zhì)、礦產(chǎn)、地球物理、地球化學(xué)、遙感等多學(xué)科的角度進(jìn)行綜合分析。評(píng)價(jià)工作全面實(shí)行數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫(kù)化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化,克服原有礦產(chǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)分散、保存方法落后、操作原始、要求不統(tǒng)一、利用率低的多種弊病。
現(xiàn)在已經(jīng)不是某一部門、某一環(huán)節(jié)或某一工序局部應(yīng)用信息技術(shù)問(wèn)題,而恰恰相反,要求在地質(zhì)調(diào)查的全過(guò)程廣泛應(yīng)用信息技術(shù)(趙鵬大,2001)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展,近來(lái)礦產(chǎn)資源潛力定量評(píng)價(jià)向綜合化、模式化、定量化、可視化、動(dòng)態(tài)化、系統(tǒng)化轉(zhuǎn)移(肖斌,潘懋等,2001)。應(yīng)用礦床地質(zhì)數(shù)據(jù)和礦床自身的地球物理場(chǎng)、地球化學(xué)場(chǎng)及遙感特征,闡明礦床的定位條件,建立礦床的三維立體模型,實(shí)現(xiàn)礦床的三維可視化成為當(dāng)前發(fā)展的新趨勢(shì)。
肖克炎等(2000,2003)指出應(yīng)用當(dāng)代的先進(jìn)技術(shù)方法,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)功能、多源地學(xué)信息處理技術(shù)和三維立體模擬技術(shù)建立礦床的可視化程度較高的立體模型,將成礦理論與勘查技術(shù)方法結(jié)合起來(lái),開(kāi)拓礦床勘查新途徑,創(chuàng)立新理論、新技術(shù)、新方法在礦產(chǎn)勘查中應(yīng)用的新實(shí)例,結(jié)合礦床地質(zhì)研究,地質(zhì)、物探、化探、遙感成礦信息提取和三維 GIS 技術(shù)應(yīng)用是當(dāng)代成礦預(yù)測(cè)的前沿課題。
目前,我國(guó)已經(jīng)將礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)項(xiàng)目和技術(shù)方法列入“數(shù)字國(guó)土工程”,并將其工作任務(wù)列入地質(zhì)調(diào)查的中長(zhǎng)期計(jì)劃。我國(guó)己初步完成礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的地質(zhì)資料信息化處理,在礦產(chǎn)資源潛力預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)這一領(lǐng)域中不僅與世界同步進(jìn)入數(shù)字化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段,還在三維可視化領(lǐng)域開(kāi)拓了新的探索途徑。
在美國(guó),礦產(chǎn)定量預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)領(lǐng)域的研究十分活躍,其特點(diǎn)是研究面廣。在礦種上,既研究油氣資源,也研究金屬、非金屬等固體礦產(chǎn);在理論與方法上,既有綜合分析性研究,也有個(gè)別技術(shù)及數(shù)學(xué)模型的研究,特別突出的是礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與國(guó)土資源合理利用及環(huán)境保護(hù)問(wèn)題統(tǒng)籌兼顧,Singer(1993)提出的“三部式”礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)法在這些方面已經(jīng)獲得比較好的應(yīng)用效果。
在俄羅斯,“預(yù)測(cè)普查組合”法資源定量預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)具有較大影響。該方法要求在地質(zhì)勘查的每個(gè)階段都將所要尋找的“對(duì)象”、這些對(duì)象或目標(biāo)所具有的一套“標(biāo)志”和為查明這些標(biāo)志所采用的一套“方法”有機(jī)地、系統(tǒng)地加以組合,即根據(jù)地質(zhì)勘查工作的不同階段,按“對(duì)象-標(biāo)志-方法”三要素進(jìn)行系統(tǒng)找礦評(píng)價(jià)工程。
在我國(guó),先后不少學(xué)者從不同角度對(duì)成礦規(guī)律和成礦預(yù)測(cè)研究作出重要貢獻(xiàn),對(duì)地質(zhì)勘探找礦起到重要指導(dǎo)和推動(dòng)作用。例如:地質(zhì)異常成礦預(yù)測(cè)理論與方法(趙鵬大等,1976,1990);“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)理論(趙鵬大等,2001);礦床成礦系列與成礦預(yù)測(cè)(程裕淇、陳毓川等,1979);區(qū)域成礦學(xué)理論(翟裕生, 1999);成礦系統(tǒng)及演化理論(翟裕生,1996,1999,2004);大型-超大型礦床成礦及找礦理論(涂光熾,1988);礦產(chǎn)資源綜合信息定量評(píng)價(jià)方法(王世稱,1990);邊緣成礦理論與成礦預(yù)測(cè)(孫啟禎,1981);地球化學(xué)塊體及地球氣深穿透理論與方法(謝學(xué)錦,1995);“三源”成礦理論與成礦預(yù)測(cè)(曾慶豐,1986;季克儉等,1989,1999);金屬成礦省“景-場(chǎng)-相-床”等級(jí)體制成礦預(yù)測(cè)理論以及“雙控論”與“合理域”相結(jié)合的礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)模式(裴榮富,1994);基于 GIS 固體礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)(肖克炎等,1999);還有,“地慢熱柱控礦理論”、“同位成礦理論”、“生物成礦理論”,等等;均不同程度地在指導(dǎo)找礦實(shí)踐中發(fā)揮積極作用。主要礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)方法概述
隨著礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)方法研究的不斷深入和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,已經(jīng)呈現(xiàn)出許許多多的評(píng)價(jià)方法,但不同評(píng)價(jià)方法都有各自特點(diǎn)及不同的要求。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外常用的礦產(chǎn)資源定量評(píng)價(jià)方法主要包括以下幾種: 2.1、以多元統(tǒng)計(jì)分析為基礎(chǔ)的礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法
Agterberg(1974)指出礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)是把區(qū)域地質(zhì)、成礦規(guī)律、地質(zhì)數(shù)學(xué)信息和概念加以綜合,并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的工作。由此可見(jiàn),它以總結(jié)成礦規(guī)律為基礎(chǔ),以數(shù)學(xué)為工具(主要是多元統(tǒng)計(jì)分析方法),以計(jì)算機(jī)為手段。
我國(guó)趙鵬大(1994,1998,2000)等經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和探索,特別是在定量預(yù)測(cè)方面開(kāi)展的大量工作基礎(chǔ)上,系統(tǒng)總結(jié)出礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)的基本理論、準(zhǔn)則和方法。將礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)的基本理論概括為相似—類比理論、求異理論、定量組合控礦理論。其中相似—類比理論是礦床預(yù)測(cè)的基礎(chǔ),要求詳細(xì)了解國(guó)內(nèi)外已知各類礦床的成礦條件、礦床特征和找礦標(biāo)志;求異理論是礦床預(yù)測(cè)的核心,要求在相似類比的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)不同層次、不同尺度水平、不同類型的異常;定量組合控礦理論是礦床預(yù)測(cè)的依據(jù),要求掌握一切與成礦作用有關(guān)的因素及其表征。
礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)的基本準(zhǔn)則可以歸納為綜合預(yù)測(cè)準(zhǔn)則、尺度水平對(duì)等準(zhǔn)則、礦床值分布律準(zhǔn)則、定量預(yù)測(cè)準(zhǔn)則、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和發(fā)現(xiàn)率分析準(zhǔn)則。它的基本步驟為:①劃分單元;②確定預(yù)測(cè)目標(biāo);③控制單元的選擇;④變量的取值、變換、構(gòu)置及其選擇;⑤預(yù)測(cè)方法的合理選用;⑥遠(yuǎn)景區(qū)的分級(jí)與選擇;⑦精度評(píng)價(jià);⑧靶區(qū)驗(yàn)證。
根據(jù)預(yù)測(cè)的目的、范圍、比例尺、內(nèi)容、方式及成果的不同,可把礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)分為礦產(chǎn)資源總量預(yù)測(cè)和潛力評(píng)價(jià)、成礦遠(yuǎn)景區(qū)定量預(yù)測(cè)、礦床及礦體定量預(yù)測(cè)。2.2、“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)及定量評(píng)價(jià)方法
“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)及定量評(píng)價(jià)方法是我國(guó)趙鵬大院士(2001)倡導(dǎo)并提出的,以地質(zhì)異常分析為基礎(chǔ),以成礦多樣性分析與礦床譜系研究為指導(dǎo),將地質(zhì)異常、成礦多樣性及礦床譜系三方面定量化研究緊密結(jié)合形成礦產(chǎn)預(yù)測(cè)及定量評(píng)價(jià)的切入點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)“數(shù)字找礦”的創(chuàng)新探索。“三聯(lián)式”定量成礦預(yù)測(cè)模型如圖1。
圖 1 “三聯(lián)式”定量成礦預(yù)測(cè)模型(趙鵬大,2001)(1)地質(zhì)異常與成礦預(yù)測(cè)
“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)以圈定各類地質(zhì)異常為基礎(chǔ),以識(shí)別、揭示、提取和圈定新型的、隱式的和深層次的成礦地質(zhì)信息——各種類型和尺度的致礦地質(zhì)異常及與其相匹配的物探、化探、遙感礦致異常為主要內(nèi)容。
“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)中,地質(zhì)異常的識(shí)別與圈定具有十分重要的意義。地質(zhì)異常理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是極值理論。極值分析是在超常大(或小)水平上量化過(guò)程的隨機(jī)性狀,并估計(jì)比任何已觀測(cè)水平更為極端事件的概率。極值分析是以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),推斷模型未知參數(shù)的統(tǒng)計(jì)方法,可作如下表示:Mn=max{X1,X2,?,Xn}。其中:X1,X2,?,Xn 為n 次觀測(cè)獲取的參數(shù)值;當(dāng) n 趨于無(wú)窮大時(shí),可以近似估計(jì) Mn 的性狀。
極值分析是從已觀測(cè)水平向未觀測(cè)水平的外推模型。極值分析中的幾個(gè)重要問(wèn)題是:①估計(jì)方法;②不確性定量化;③模型診斷;④信息的最充分利用。在觀測(cè)數(shù)量足夠大時(shí),可以估計(jì)最有利成礦的地質(zhì)異常。
地質(zhì)異常成礦分析也可以利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的混合總體篩分理論和方法。若有成礦作用發(fā)生,地區(qū)空間數(shù)據(jù)往往包含有受區(qū)域因素控制的背景數(shù)據(jù)總體及受局部成礦作用控制的疊加數(shù)據(jù)總體,這兩者的結(jié)合就構(gòu)成了不同成因數(shù)值的混合總體;通過(guò)各種篩分法,可以將混合總體分解為代表成礦作用的高值總體和代表地質(zhì)背景的低值總體兩部分(或更多組成部分)。高值總體往往對(duì)應(yīng)致礦地質(zhì)異常。
對(duì)地球演化過(guò)程中各種作用力的分析及各種地質(zhì)過(guò)程的查明是很困難的,而且對(duì)這些問(wèn)題的分析常常是多解的。但反映為地質(zhì)異常的各種地質(zhì)極值特征是在野外和室內(nèi)理論研究中可以捕捉到的,可以通過(guò)直觀比較和定量分析而識(shí)別。
Alseniyev 認(rèn)為,成礦作用屬于物質(zhì)高度聚集狀態(tài)形成的過(guò)程,這種狀態(tài)的共同特征就是“成層化”,成層是聚集狀態(tài)存在的方式,因?yàn)樗梢云胶鈨煞N相反趨勢(shì)作用(吸引-排斥,帶入-帶出,聚集-貧化,??),結(jié)果是形成垂直于主作用力方向的構(gòu)造-物質(zhì)及能量層。
致礦地質(zhì)異常有不同層次和屬性特征。地質(zhì)異常成礦預(yù)測(cè)的基本步驟為:①預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐峙c地質(zhì)體數(shù)字化、定量化;②地質(zhì)背景場(chǎng)劃分與地質(zhì)異常識(shí)別;③地質(zhì)異常提取;④地質(zhì)異常分析研究。
致礦地質(zhì)異常的主要研究?jī)?nèi)容為:①地質(zhì)異常成因及時(shí)空演化;②不同地質(zhì)異常的時(shí)空匹配;③地質(zhì)異常與成礦關(guān)系;④地質(zhì)異常成礦優(yōu)異度綜合值計(jì)算。通過(guò)最后一步,建立起礦產(chǎn)值與各種致礦地質(zhì)異常及物、化、遙異常間的函數(shù)聯(lián)系。這里所謂礦產(chǎn)值不一定是指實(shí)際礦產(chǎn)儲(chǔ)量、品位或礦產(chǎn)價(jià)值,而是一種可能反映成礦概率大小或成礦優(yōu)劣的“成礦優(yōu)異度綜合值”,對(duì)每個(gè)單元計(jì)算出此綜合值后,即可根據(jù)某一閾值圈定出找礦有利地段或成礦預(yù)測(cè)靶區(qū)。
(2)成礦多樣性與成礦預(yù)測(cè)
“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)以分析成礦多樣性為目標(biāo),不僅以預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)已知礦床類型和礦產(chǎn)資源為目的,而且將可能利用的非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源納入分析內(nèi)容。不同地區(qū)成礦多樣性分析還是比較評(píng)價(jià)不同地區(qū)含礦豐度的重要指標(biāo),是確定主要勘查對(duì)象、進(jìn)行綜合勘查、綜合評(píng)價(jià)和綜合利用的主要依據(jù)。
因?yàn)榭刂频V床形成的地質(zhì)因素和以它們?yōu)檩d體的致礦地質(zhì)異常多種多樣,各因素的異常強(qiáng)度和廣度也各異,以及地質(zhì)異常組合的多樣性、演化過(guò)程的復(fù)雜性等,決定了成礦的多樣性。成礦多樣性分析不僅在明確區(qū)域勘查對(duì)象、選擇勘查目標(biāo)、提高綜合勘查效果等方面具有重要的指導(dǎo)作用,而且也是確定勘探手段、評(píng)價(jià)方法、開(kāi)發(fā)工藝和利用方向的重要依據(jù)。
成礦多樣性具有多尺度、多方面的表現(xiàn),因此,成礦多樣性分析要與成礦預(yù)測(cè)研究工作的尺度水平相對(duì)應(yīng)。
(3)礦床譜系與成礦預(yù)測(cè)
“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)以研究區(qū)域礦床譜系為依據(jù),把作為預(yù)測(cè)對(duì)象的礦床放到預(yù)測(cè)地區(qū)的地質(zhì)成礦時(shí)空及成因演化系統(tǒng)中去考察,而不是孤立地、靜止地、無(wú)序地預(yù)測(cè)各類礦產(chǎn)資源。礦床譜系是區(qū)域成礦有序性、成套性和規(guī)律性的反映,根據(jù)不同地區(qū)礦床產(chǎn)出的有序度、成套度可以評(píng)價(jià)研究區(qū)的資源潛力。
礦床譜系也可從多尺度、多方面與多方法進(jìn)行研究和表征。在以往的定性地學(xué)研究中,人們也十分關(guān)注對(duì)不同類型礦床(礦產(chǎn))之間在時(shí)、空、因等方面的相關(guān)規(guī)律研究,它是指導(dǎo)找礦預(yù)測(cè)的重要依據(jù)。對(duì)成礦規(guī)律的數(shù)字化、定量化研究是數(shù)字找礦和定量成礦預(yù)測(cè)的重要組成部分,也是研究的難點(diǎn)所在。2.3、模糊數(shù)學(xué)方法
模糊數(shù)學(xué)理論是美國(guó)加里福尼亞大學(xué) Zadeh L A 教授(1965)創(chuàng)立的。地質(zhì)學(xué)中,模糊概念存在于如成礦遠(yuǎn)景區(qū)與非成礦遠(yuǎn)景區(qū),成礦有利與成礦不利等諸多情況下,因而可采用模糊數(shù)學(xué)的方法來(lái)處理。模糊數(shù)學(xué)方法中,隸屬函數(shù)(魏俊浩,1992)、模糊綜合評(píng)判(張俊福,鄧本讓,1988)、模糊模式識(shí)別(王鴻儒,劉文濱等,1990)、模糊聚類、模糊控制等均可用于礦床預(yù)測(cè)和定量評(píng)價(jià)。對(duì)未知單元作出是否成礦、成礦級(jí)別及隸屬程度等方面的預(yù)測(cè)。李建威等(1995)將具體步驟歸納為: ①選擇標(biāo)準(zhǔn)單元,構(gòu)制控礦因素?cái)?shù)據(jù)矩陣;②作單因素隸屬函數(shù);③建立各標(biāo)準(zhǔn)單元的模糊關(guān)系矩陣;④求各因素權(quán)重的模糊集,進(jìn)而求得各預(yù)測(cè)單元對(duì)各成礦級(jí)別的綜合隸屬度,然后便可對(duì)未知單元進(jìn)行預(yù)測(cè)。2.4、分形幾何方法
分形理論是法國(guó)數(shù)學(xué)家曼德?tīng)柌剂_特(Mandelbrot)于 1973 年提出來(lái)的,被認(rèn)為是非線形科學(xué)研究中取得的最重要成果之一。分形研究的對(duì)象是沒(méi)有特征尺度但卻有自相似結(jié)構(gòu)的幾何形體。
分形理論是較早被用來(lái)研究地質(zhì)現(xiàn)象的方法,目前在地質(zhì)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都可以找到它的應(yīng)用。就礦產(chǎn)預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō),分形理論的應(yīng)用大體上可以歸納為三個(gè)方面的應(yīng)用:①礦床值(礦點(diǎn)數(shù)、礦石量、金屬量及品位等)數(shù)據(jù)的分形特征;②控礦地質(zhì)因素的分形結(jié)構(gòu)及其找礦意義;③成礦預(yù)測(cè)圖的分形插值。2.5、模式識(shí)別方法(Pattern Recognition method)模式識(shí)別方法是將多維空間信息降維到低維空間信息的一種信息加工技術(shù)。將數(shù)學(xué)地質(zhì)和模式識(shí)別方法結(jié)合起來(lái),開(kāi)展地球化學(xué)模式識(shí)別的系列研究,已逐步發(fā)展成為一種新的礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)方法—模式識(shí)別成礦預(yù)測(cè)技術(shù)(徐馳,鄧少漢,1991;王碧權(quán),陳祖蔭,1989;李建威,1995)。2.6、基于 GIS 多源信息綜合評(píng)價(jià)方法 20 世紀(jì) 60 年代加拿大學(xué)者 Tomlison 首先提出 GIS 理論方法,并且于 1962 年領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè) GIS 系統(tǒng)。而后,為了適應(yīng)人工進(jìn)行專題圖件疊加的需求,70 年代產(chǎn)生了 SYMAP GIS 軟件。
年代以后,GIS 技術(shù)日趨成熟,美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)開(kāi)始利用 GIS 進(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià),如美國(guó)在納貝斯地區(qū)利用 GIS 開(kāi)展多金屬礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià),澳大利亞地調(diào)局Wyborn 等人基于 GIS平臺(tái)開(kāi)發(fā)出從成礦系統(tǒng)出發(fā)的成因概念模型 GIS 評(píng)價(jià)系統(tǒng),Bonham-Carter 開(kāi)發(fā)出 GIS 多源信息綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
在我國(guó),80 年代中期原地質(zhì)礦產(chǎn)部就開(kāi)始應(yīng)用 GIS 進(jìn)行礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)。1986 年,由原地質(zhì)礦產(chǎn)部遙感中心主持,原長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、原地質(zhì)礦產(chǎn)部遙感所等單位參加,開(kāi)展了“遙感圖像與其它地學(xué)數(shù)據(jù)綜合圖像處理技術(shù)及應(yīng)用研究”,系統(tǒng)研究了地質(zhì)勘查數(shù)字圖像處理與綜合的主要技術(shù)環(huán)節(jié),并開(kāi)發(fā)了多種圖像軟件包,在安徽銅陵、湖南香花嶺以及新疆哈密等地區(qū)開(kāi)展了不同礦種的礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)應(yīng)用試驗(yàn)。
“八五”期間,原地質(zhì)礦產(chǎn)部所屬中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、物化探所、北京計(jì)算中心、成都理工學(xué)院等通過(guò)各種項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行過(guò)應(yīng)用 GIS 技術(shù)的綜合成礦預(yù)測(cè)研究。
有色金屬地質(zhì)部門在“七五”、“八五”和“九五”期間也實(shí)施了多源地學(xué)信息處理、GIS 在礦產(chǎn)資源勘查與開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用等項(xiàng)目研究,取得了很大成效。原地質(zhì)礦產(chǎn)部啟動(dòng)了 3 個(gè)在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)開(kāi)發(fā)的 MAPGIS平臺(tái)上進(jìn)行礦產(chǎn)預(yù)測(cè)研究的項(xiàng)目。研究?jī)?nèi)容包括空間分析方法、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)以及開(kāi)發(fā)用于礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)的專用系統(tǒng)。
GIS 是利用計(jì)算機(jī)分析研究地學(xué)空間數(shù)據(jù)信息的一種技術(shù),它通過(guò)計(jì)算機(jī)中建立的數(shù)據(jù)庫(kù)將各種地物要素(包括空間分布和屬性)進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ),采用各種分析處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理。基于 GIS 多源信息綜合評(píng)價(jià)方法是借助于 GIS 技術(shù),將同一區(qū)域通過(guò)各種途徑所獲得的各種信息在統(tǒng)一的地理坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行處理,以提取和突出有用信息,并闡述各種信息間的相互關(guān)系,通過(guò)復(fù)合、疊合、綜合和擬合等多源信息處理方法,進(jìn)行礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。
除了上述礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)方法之外,還有如鄧聚龍(1982)提出的以灰色系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)方法、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、王世稱(1990)的綜合信息預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、BP 模型以及遺傳算法等。還有一些學(xué)者對(duì)原有的某些評(píng)價(jià)方法又進(jìn)行了新的改進(jìn)和發(fā)展,如談小生(1993)的“C-D 因子分析法”,該法既適用定量變量,也適用于定性變量,二者同時(shí)存在時(shí)也適用;程乾生(1994)提出了一種新的樣品聚類方法—差異序列法;紀(jì)宏金(1993)等吸取對(duì)應(yīng)分析和聚類分析的主要優(yōu)點(diǎn)后,提出了對(duì)應(yīng)聚類分析法,等等。3 礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)發(fā)展趨勢(shì)
進(jìn)入 21 世紀(jì),一方面是人類對(duì)礦產(chǎn)需求(包括資源量和種類)不斷擴(kuò)大;另一方面是已知礦產(chǎn)資源短缺和找礦難度不斷增大。因此,礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)研究面臨更高的要求和新的挑戰(zhàn)。近些年來(lái),礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)研究呈現(xiàn)如下幾方面發(fā)展態(tài)勢(shì):
(1)成礦理論推陳出新,礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)理論不斷豐富與發(fā)展。
礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)是以地質(zhì)成礦理論研究為指導(dǎo)的,現(xiàn)代成礦理論的更新發(fā)展,超大型礦床、礦集區(qū)與全球背景的研究倍受關(guān)注,成礦系統(tǒng)、流體作用和成礦動(dòng)力學(xué)研究正在成為研究熱點(diǎn)。相應(yīng)地,礦產(chǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)理論從一般的單一性的“成礦理論模式化成礦預(yù)測(cè)”向普適性系統(tǒng)性的模式化預(yù)測(cè)發(fā)展,從簡(jiǎn)單的標(biāo)志性預(yù)測(cè)向系統(tǒng)性的綜合的“地質(zhì)條件組合控礦”理論預(yù)測(cè)發(fā)展。
(2)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)方法體系向多學(xué)科、多技術(shù)、多方法、多信息集成與定位定量方向發(fā)展。
礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)是一項(xiàng)資料、方法和人員等高度綜合的研究工作,尤其起關(guān)鍵作用的是資料的高度綜合。隨著找礦難度的不斷增大,礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)研究逐漸向地-物-化-遙-數(shù)及“3S”等多學(xué)科、多技術(shù)方法聯(lián)合攻關(guān),多信息有機(jī)集成,以及定位-定量預(yù)測(cè)方向發(fā)展。研究尺度,也在中小比例尺區(qū)域性礦產(chǎn)預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上,逐漸加強(qiáng)開(kāi)展大比例尺礦產(chǎn)預(yù)測(cè)與綜合評(píng)價(jià),要求預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)成果對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的指導(dǎo)作用更直接、更具體。地質(zhì)找礦工作已由直接找礦階段轉(zhuǎn)為以間接推斷和科學(xué)預(yù)測(cè)為主的“理論找礦、綜合找礦、立體找礦、定量找礦、智能找礦”(趙鵬大,池順都等,2001)方向發(fā)展。
(3)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)目標(biāo)向整體性和系統(tǒng)性方向發(fā)展。
礦產(chǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的整體觀、系統(tǒng)觀,要求局部性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)與區(qū)域性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)相結(jié)合、淺部評(píng)價(jià)與深部預(yù)測(cè)相結(jié)合、優(yōu)勢(shì)資源與非優(yōu)勢(shì)資源評(píng)價(jià)相結(jié)合。對(duì)研究區(qū)域及資源體空間不同部位、不同類型礦產(chǎn)資源潛力以及優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)資源之間關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià),是當(dāng)今系統(tǒng)勘查、組合開(kāi)發(fā)、綜合利用研究的重要基礎(chǔ)與發(fā)展方向。
(4)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)與礦業(yè)市場(chǎng)、礦業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境保護(hù)的聯(lián)體評(píng)價(jià)漸趨密切。天然礦物質(zhì)都是客觀存在的,能否成為資源能否開(kāi)發(fā)利用,能否獲取經(jīng)濟(jì)效益,則取決于資源、技術(shù)、市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等眾多因素。它們直接決定著礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)的戰(zhàn)略部署。只有把立足于地質(zhì)資源的“順向預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)”與立足于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的“逆向預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)”有機(jī)地結(jié)合,才能制定科學(xué)的研究目標(biāo)、明確預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的主體技術(shù)路線、促進(jìn)地球礦物質(zhì)的資源化進(jìn)程。并且,按可持續(xù)發(fā)展的需要,資源-技術(shù)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境聯(lián)體評(píng)價(jià)已進(jìn)入議程。參考文獻(xiàn): [1]Singer,D.A.資源定量評(píng)價(jià)發(fā)展方向展望.地球科學(xué)——中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,26(2):152~156 [2]蔡煌東,宮家文,甘駿人等.含礦預(yù)測(cè)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法.礦產(chǎn)與地質(zhì),1993,7(3):214~218 [3]李建威.礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)方法綜述.地質(zhì)科技情報(bào),1995,14(4):57~64 [4]陳建平.礦產(chǎn)資源勘查與評(píng)價(jià)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài).地質(zhì)科技情報(bào),1999,18(3):47~40 [5]陳毓川.當(dāng)代礦產(chǎn)資源勘查評(píng)價(jià)的理論與方法.北京:地震出版社,1999 [6]成金華.礦產(chǎn)資源規(guī)劃的理論和方法.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002 [7]申維,趙鵬大.分形統(tǒng)計(jì)模型的理論研究及其在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用.地質(zhì)科學(xué),1998,33(2):234~243 [8]肖克炎,王勇毅,薛群威.中國(guó)銅礦數(shù)字礦床模型評(píng)價(jià)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).礦床地質(zhì),2003,22(4):425~429.[9]肖克炎,張曉華,宋國(guó)耀,等.應(yīng)用 GIS 技術(shù)研制礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)系統(tǒng).地球科學(xué),1999,24(5):525~528
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第五篇:常微分方程定性與穩(wěn)定性方法試卷
常微分方程定性與穩(wěn)定性方法試卷
2x1?dx1???2x2,22?dt(1?x1)?1.(20分)討論系統(tǒng) ?dx 零解的穩(wěn)定性。2x2x212????2222?dt(1?x)(1?x11)?
d2xdxdx22m?b??()??x??x?0,mb?0 對(duì)2.(20分)證明振動(dòng)方程 2dtdtdt
任何參數(shù)都不存在閉軌線和奇異閉軌線。
?dx?2xy?P(x,y),??dt?3.(20分)設(shè)有系統(tǒng) dy試分析其軌線??1?y?x2?y2?Q(x,y).??dt的全局結(jié)構(gòu)。
?0?1?104.(20分)設(shè)A=??00??2000?dx00??Ax,x(0)?x0的解,?,求初值問(wèn)題 dt0?1??10?
并分析其奇點(diǎn)鄰域內(nèi)軌線的性態(tài)。
?dx3??y??x?x,??dt5.(20分)討論系統(tǒng)?dy 奇點(diǎn)(0,0)鄰域內(nèi)極限環(huán)的??x?y3??dt
分支問(wèn)題。