本發(fā)明涉及固體礦產(chǎn)勘察數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種三維原生暈地球化學(xué)模型的構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、三維深部定量礦產(chǎn)預(yù)測作為近年來礦產(chǎn)資源定量預(yù)測的一大發(fā)展方向，基本方法框架已經(jīng)搭建完成，其正在礦產(chǎn)資源勘察工作中發(fā)揮重要作用。大量的研究表明，原生暈?zāi)Ｐ湍軌蚋庇^的反應(yīng)原生暈組合的空間分布情況，從礦床形成的地球化學(xué)背景、礦床的元素組合特征以及成礦成暈的元素組合特點三方面，對盲礦預(yù)測有更精確的指向性，也對后續(xù)礦產(chǎn)勘察工作有重要的指導(dǎo)作用。

2、然而，傳統(tǒng)的剖面原生暈?zāi)Ｐ痛嬖陲@著的局限性和缺陷。首先，剖面原生暈?zāi)Ｐ蛢H能提供二維的地球化學(xué)信息，這種方法容易導(dǎo)致信息片面，無法全面揭示礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和礦化特征。其次，由于缺乏三維空間的連續(xù)性，格里戈良分帶指數(shù)和地區(qū)化學(xué)參數(shù)的計算變得更加復(fù)雜且不準(zhǔn)確，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果的不確定性增加。此外，剖面原生暈?zāi)Ｐ驮谏畈康V產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用受限，無法有效解決深部礦體的三維空間分布問題。

3、同時，傳統(tǒng)的三維原生暈中前緣暈、近礦暈和尾暈的提取，主要依賴于地質(zhì)專家對地質(zhì)背景的先驗知識和經(jīng)驗判斷，這種方法不僅存在主觀性和不確定性，還可能因地質(zhì)背景的復(fù)雜性而導(dǎo)致預(yù)測性能的差異。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種三維原生暈地球化學(xué)模型的構(gòu)建方法，更準(zhǔn)確地識別和提取三維原生暈中的前緣暈、近礦暈和尾暈元素組合。

2、為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

3、提供一種三維原生暈地球化學(xué)模型的構(gòu)建方法，其包括：

4、步驟s1：確定礦體的研究區(qū)域，在研究區(qū)域內(nèi)采集地球化學(xué)元素，并確定研究礦體的地球化學(xué)元素種類 n，根據(jù)采集的 n種地球化學(xué)元素在空間上的分布構(gòu)建三維礦體模型；

5、步驟s2：根據(jù)三維礦體模型上的地球化學(xué)元素分布確定樣本標(biāo)簽，分別構(gòu)建前緣樣本、近礦樣本和尾礦樣本；

6、步驟s3：從前緣樣本、近礦樣本和尾礦樣本中提取與礦暈類型相關(guān)的特征組合，得到三維原生暈中的前緣暈、近礦暈和尾暈元素組合；

7、步驟s4：基于前緣暈、近礦暈和尾暈元素組合，通過三維隱式建模方式實現(xiàn)原生暈元素組合的疊加可視化，構(gòu)建三維原生暈?zāi)Ｐ汀?/p>

8、進(jìn)一步地，構(gòu)建三維礦體模型的方法為：

9、步驟s11：根據(jù) n種地球化學(xué)元素在研究區(qū)域內(nèi)的采樣坐標(biāo)，采樣坐標(biāo)在以研究區(qū)域中心為原點的三維坐標(biāo)系內(nèi)， n為采集對應(yīng)地球化學(xué)元素的采樣點編號；

10、步驟s12：基于三維坐標(biāo)系原點 o的坐標(biāo)計算每個采樣點的坐標(biāo)增量；

11、；

12、步驟s13：判斷采樣點 n是否在水平方向的窗口中；

13、；

14、其中，三維坐標(biāo)系中任意點 a與原點 o的向量為，為向量在水平面上的投影，向量的方位角為、傾角為、容差角為，為向量與向量的夾角，采樣點 n與原點 o連線的向量為，為向量在水平面上的投影；

15、當(dāng)時，采樣點 n落在水平方向的窗口中，采樣點 n滿足水平窗口分類，否則，不滿足水平窗口分類，為水平方向的分類角；

16、步驟s14：判斷采樣點 n是否在垂直方向的窗口中，垂直方向的分類角為；

17、；

18、其中，為向量與向量的夾角，向量記為參數(shù)；

19、當(dāng)，采樣點 n落在垂直平面的窗口中，滿足垂直窗口分類；

20、步驟s15：當(dāng)采樣點 n同時滿足垂直窗口分類和水平窗口分類時，表明采樣點 n落在三維礦體模型內(nèi)，保留該采樣點，否則，表面采樣點 n未落在三維礦體模型內(nèi)，刪除該采樣點；垂直平面的窗口和水平方向的窗口為基于三維礦體模型設(shè)定的分類空間；

21、步驟s16：根據(jù)保留的采樣點，建立三維礦體模型內(nèi)采樣點的數(shù)據(jù)組， i為三維礦體模型內(nèi)采樣點的數(shù)量，對采樣點按步距進(jìn)行分類；

22、；

23、其中，分別為三維礦體模型內(nèi)任意兩個采樣點 i1、 i2的分類屬性值， li為兩個采樣點 i1、 i2之間的距離， gk為采樣點累計分類屬性值偏差的平方和， dk為采樣點累計分類的距離值， k為分類屬性；

24、步驟s17：重復(fù)步驟s11-s16，將所有采樣點進(jìn)行方向類別檢測后，計算分類方向上的變異函數(shù)值；

25、；

26、其中，為采樣點沿方向的變異函數(shù)值，為采樣點分類距離的平均值，為采樣點累計分類的數(shù)量；

27、步驟s18：以平均值為 x軸、變異函數(shù)值為 y軸匯總所在方向上的變異曲線；

28、步驟s19：計算出不同方向上的變異曲線后，對所有變異曲線的邊界進(jìn)行擬合，使邊界表面平滑，形成三維礦體模型。

29、進(jìn)一步地，步驟s2具體為：

30、根據(jù)三維礦體模型的形狀確定礦體的前緣、主體和尾部區(qū)域，根據(jù)礦體區(qū)域的劃分，將位于前緣、主體和尾部區(qū)域內(nèi)的采樣點上對應(yīng)采集的地球化學(xué)元素分別劃分為前緣樣本、近礦樣本和尾礦樣本，并對前緣樣本、近礦樣本和尾礦樣本賦予對應(yīng)的樣本標(biāo)簽。

31、進(jìn)一步地，步驟s3包括：

32、步驟s31：利用前緣樣本、近礦樣本或尾礦樣本中的地球化學(xué)元素建立每個樣本類型的自變量矩陣，自變量矩陣內(nèi)的元素為各類地球化學(xué)元素；

33、步驟s32：構(gòu)建篩選前緣樣本中的前緣暈元素組合、近礦樣本中近礦暈元素組合、或尾礦樣本中尾暈元素組合的因變量矩陣，因變量矩陣為前緣暈、近礦暈或尾暈元素的分類變量；

34、步驟s33：將自變量矩陣和因變量矩陣分解為得分矩陣和載荷矩陣的乘積，并加上殘差矩陣；

35、；

36、其中，分別為自變量矩陣、因變量矩陣相關(guān)的得分矩陣，分別為自變量矩陣、因變量矩陣相關(guān)的載荷矩陣，分別為自變量矩陣、因變量矩陣相關(guān)的殘差矩陣；

37、步驟s34：建立回歸模型來預(yù)測分類結(jié)果；

38、；

39、其中，為隨機(jī)誤差矩陣，為回歸模型的回歸系數(shù)矩陣；回歸模型建立了自變量矩陣和因變量矩陣之間的關(guān)系；

40、步驟s35：將自變量矩陣輸入回歸模型中，計算前緣樣本、近礦樣本或尾礦樣本中各個地球化學(xué)元素分類出的預(yù)測值；

41、；

42、其中，為輸出的前緣暈、近礦暈或尾暈元素組合，為根據(jù)回歸模型計算出的回歸系數(shù)向量。

43、進(jìn)一步地，步驟s4包括：

44、基于在位于前緣、主體和尾部區(qū)域內(nèi)分類出的對應(yīng)前緣暈、近礦暈和尾暈元素組合，通過三維隱式建模方式在三維礦體模型上實現(xiàn)各原生暈元素組合的疊加可視化，構(gòu)建三維原生暈?zāi)Ｐ汀?/p>

45、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明用于更準(zhǔn)確地識別和提取三維原生暈中的前緣暈、近礦暈和尾暈元素組合，能夠通過最大化自變量（即元素特征）與因變量（即礦暈類型）之間的相關(guān)性，有效地提取出與礦暈類型高度相關(guān)的特征組合。這種方法不僅克服了傳統(tǒng)方法中依賴地質(zhì)專家先驗知識的局限性，而且能夠提供更為客觀、準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果。

46、可以定量地提取出三維原生暈中不同區(qū)域的地球化學(xué)元素組合特征，并據(jù)此快速識別出前緣暈、近礦暈和尾暈的分布范圍。這種方法不僅簡化了繁瑣的參數(shù)計算過程，而且能夠快速展示深部礦床的三維空間分布情況，為礦產(chǎn)資源的快速預(yù)測和勘查提供了有力支持。

47、此外，三維原生暈?zāi)Ｐ拖噍^于傳統(tǒng)的剖面原生暈?zāi)Ｐ途哂酗@著的優(yōu)勢。首先，它能夠提供更為全面、科學(xué)的地球化學(xué)信息，避免了二維信息的片面性和局限性。其次，由于三維空間的連續(xù)性，三維原生暈?zāi)Ｐ湍軌驇椭鼫?zhǔn)確地計算格里戈良分帶指數(shù)和地區(qū)化學(xué)參數(shù)，從而提高了預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。最后，三維原生暈?zāi)Ｐ湍軌蚋玫剡m應(yīng)深部礦產(chǎn)預(yù)測的需求，有效解決深部礦體的三維空間分布問題。