本發(fā)明涉及礦產(chǎn)資源勘探，尤其涉及一種基于雙層數(shù)據(jù)庫(kù)的固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有礦產(chǎn)資源勘探與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中，精確的儲(chǔ)量估算是礦產(chǎn)資源管理和開(kāi)采決策的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的儲(chǔ)量估算方法多依賴于二維數(shù)據(jù)的疊加，結(jié)合地質(zhì)勘探信息手動(dòng)計(jì)算礦體的體積和礦石含量，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不完整、精度較低，且難以適應(yīng)礦體復(fù)雜的空間分布特點(diǎn)，此外，數(shù)據(jù)采集和處理流程中由于缺乏系統(tǒng)化的管理，常常存在數(shù)據(jù)重復(fù)、丟失和延遲等問(wèn)題，這不僅降低了儲(chǔ)量估算的精確度，也延長(zhǎng)了整個(gè)估算過(guò)程的時(shí)間，影響了礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)效率。

2、現(xiàn)有的儲(chǔ)量估算系統(tǒng)在解決復(fù)雜礦體幾何形態(tài)和提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面存在諸多不足，具體來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)技術(shù)在面對(duì)不同礦區(qū)、不同礦體的物理性質(zhì)和開(kāi)采難度時(shí)，缺乏靈活的適應(yīng)性，無(wú)法準(zhǔn)確處理多源數(shù)據(jù)的傳輸和同步問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)一致性較差，此外，現(xiàn)有系統(tǒng)在開(kāi)采方案生成方面的智能化不足，難以根據(jù)礦體的特性和開(kāi)采可行性提供優(yōu)化的方案，缺少動(dòng)態(tài)調(diào)整的能力，這些技術(shù)難題不僅限制了儲(chǔ)量估算的精準(zhǔn)性，也增加了開(kāi)采過(guò)程中的成本和風(fēng)險(xiǎn)。因此，開(kāi)發(fā)一種基于雙層數(shù)據(jù)庫(kù)的固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算系統(tǒng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種基于雙層數(shù)據(jù)庫(kù)的固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算系統(tǒng)。

2、一種基于雙層數(shù)據(jù)庫(kù)的固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、雙層數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和儲(chǔ)量估算模塊；其中：

3、數(shù)據(jù)采集模塊：用于收集礦產(chǎn)資源的原始勘探數(shù)據(jù)，包括地質(zhì)勘探信息、地下巖層數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)；

4、雙層數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：包括第一層數(shù)據(jù)庫(kù)和第二層數(shù)據(jù)庫(kù)，其中，第一層數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)原始勘探數(shù)據(jù)，第二層數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)處理后的數(shù)據(jù)；兩層數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步和更新；

5、數(shù)據(jù)處理模塊：接收來(lái)自第一層數(shù)據(jù)庫(kù)的原始數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)清洗、去噪和歸一化的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以去除無(wú)效或異常數(shù)據(jù)；經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)被傳輸至第二層數(shù)據(jù)庫(kù)，以供儲(chǔ)量估算模塊使用；

6、儲(chǔ)量估算模塊：根據(jù)第二層數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，結(jié)合礦體的幾何模型和開(kāi)采技術(shù)，對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行儲(chǔ)量估算，并生成估算結(jié)果。

7、可選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括地質(zhì)勘探單元、鉆探單元和測(cè)量單元；其中：

8、地質(zhì)勘探單元：包括地質(zhì)勘探儀器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄礦區(qū)的地質(zhì)勘探信息，包括礦層分布、礦石品位、礦體形態(tài)數(shù)據(jù)；

9、鉆探單元：用于通過(guò)鉆探設(shè)備獲取礦區(qū)的地下巖層數(shù)據(jù)，包括礦體的物理性質(zhì)和化學(xué)成分信息，所述物理性質(zhì)包括硬度和密度、化學(xué)成分信息包括礦石含量；

10、測(cè)量單元：用于對(duì)礦區(qū)進(jìn)行地面和地下的測(cè)量工作，獲取礦區(qū)的測(cè)量數(shù)據(jù)，具體包括礦體坐標(biāo)、礦體深度、礦體厚度、傾角參數(shù)。

11、可選的，所述雙層數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括第一層數(shù)據(jù)庫(kù)單元、第二層數(shù)據(jù)庫(kù)單元以及數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議單元；其中：

12、第一層數(shù)據(jù)庫(kù)單元：用于接收來(lái)自數(shù)據(jù)采集模塊的原始勘探數(shù)據(jù)，并將所有數(shù)據(jù)按照預(yù)定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行存儲(chǔ)，所述數(shù)據(jù)格式包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式；

13、第二層數(shù)據(jù)庫(kù)單元：與第一層數(shù)據(jù)庫(kù)單元連接，用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)，并將所有數(shù)據(jù)按照不同的類別、屬性進(jìn)行組織和分類存儲(chǔ)；

14、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議單元：通過(guò)數(shù)據(jù)同步算法、版本控制和時(shí)間戳管理的方式，確保第一層和第二層數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)一致性和實(shí)時(shí)更新。

15、可選的，所述數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議單元具體包括：

16、數(shù)據(jù)同步算法子單元：用于確保兩層數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)一致，具體通過(guò)比較兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中相同數(shù)據(jù)項(xiàng)的差異來(lái)判斷是否需要更新數(shù)據(jù)；具體通過(guò)比較兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)記錄，若發(fā)現(xiàn)第一層數(shù)據(jù)庫(kù)中的原始數(shù)據(jù)已發(fā)生變化，則觸發(fā)更新；

17、版本控制機(jī)制子單元：用于在數(shù)據(jù)傳輸和同步過(guò)程中，管理不同版本的數(shù)據(jù)記錄；在每次數(shù)據(jù)更新時(shí)，數(shù)據(jù)版本號(hào)會(huì)自動(dòng)自增1；

18、時(shí)間戳管理子單元：用于在每條數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)會(huì)附帶時(shí)間戳，標(biāo)明數(shù)據(jù)的更新時(shí)間；在每次數(shù)據(jù)更新時(shí)，第一層數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)記錄當(dāng)前時(shí)間戳，傳輸至第二層數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行同步。

19、可選的，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)清洗單元、去噪單元以及歸一化單元；其中：

20、數(shù)據(jù)清洗單元：用于對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除缺失值、重復(fù)值和異常值；

21、去噪單元：用于去除原始數(shù)據(jù)中的噪聲，過(guò)濾掉由測(cè)量誤差或外部干擾導(dǎo)致的不必要信息；

22、歸一化單元：用于對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，統(tǒng)一不同量綱的數(shù)據(jù)，使其在相同標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行分析，從而消除因數(shù)據(jù)單位不一致導(dǎo)致的偏差。

23、可選的，所述去噪單元包括：

24、識(shí)別噪聲：先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲識(shí)別，具體利用數(shù)據(jù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)確定噪聲范圍，若數(shù)據(jù)點(diǎn)偏離均值超過(guò)設(shè)定的閾值，則認(rèn)為該數(shù)據(jù)點(diǎn)為噪聲；

25、噪聲平滑：在噪聲識(shí)別后，用移動(dòng)平均法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，減少測(cè)量誤差和外部干擾的影響；

26、頻域?yàn)V波：在平滑處理后，采用頻域?yàn)V波技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲去除，先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，將數(shù)據(jù)從時(shí)域轉(zhuǎn)為頻域；接著設(shè)定頻率閾值，通過(guò)低通濾波器去除高于頻率閾值的噪聲信號(hào)，保留有效數(shù)據(jù)成分；

27、動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整：考慮到不同礦區(qū)數(shù)據(jù)的波動(dòng)性差異，去噪單元還設(shè)有動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整機(jī)制，用于根據(jù)數(shù)據(jù)的歷史波動(dòng)情況，自動(dòng)計(jì)算出每次數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴言肼曢撝?，以更?zhǔn)確地識(shí)別噪聲和去除噪聲；動(dòng)態(tài)調(diào)整公式為：，其中，為動(dòng)態(tài)調(diào)整后的噪聲識(shí)別閾值，為可調(diào)的系數(shù)，和分別為當(dāng)前數(shù)據(jù)集的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

28、可選的，所述儲(chǔ)量估算模塊包括礦體幾何建模單元、開(kāi)采可行性評(píng)估單元、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算單元以及儲(chǔ)量估算結(jié)果生成單元；其中：

29、礦體幾何建模單元：用于根據(jù)第二層數(shù)據(jù)庫(kù)中的礦體坐標(biāo)、礦體深度、礦體厚度和傾角參數(shù)的數(shù)據(jù)，構(gòu)建礦體的三維幾何模型，該礦體的三維幾何模型中包含礦體的體積、分布形態(tài)的幾何信息，為后續(xù)的儲(chǔ)量估算提供直觀的空間參數(shù)基礎(chǔ)；

30、開(kāi)采可行性評(píng)估單元：根據(jù)礦體幾何建模單元生成的幾何模型，以及第二層數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于礦體硬度、密度和礦石含量的信息，進(jìn)行開(kāi)采技術(shù)的適用性分析，具體評(píng)估開(kāi)采過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)和成本投入，并結(jié)合實(shí)際開(kāi)采條件確定開(kāi)采方案；

31、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算單元：接收來(lái)自礦體幾何建模單元的幾何模型數(shù)據(jù)和開(kāi)采可行性評(píng)估單元的開(kāi)采方案，根據(jù)幾何模型中的礦體體積數(shù)據(jù)和礦石含量信息，進(jìn)行礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的計(jì)算；

32、儲(chǔ)量估算結(jié)果生成單元：將礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算單元輸出的儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總和格式化生成最終的儲(chǔ)量估算報(bào)告，包括礦體的總儲(chǔ)量、開(kāi)采技術(shù)建議和經(jīng)濟(jì)可行性分析。

33、可選的，所述礦體幾何建模單元包括：

34、三維點(diǎn)云生成子單元：利用礦體坐標(biāo)和厚度信息生成礦體的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；將每個(gè)礦體的坐標(biāo)點(diǎn)通過(guò)厚度和傾角參數(shù)擴(kuò)展為一個(gè)空間點(diǎn)，生成公式為：；；；其中，為三維點(diǎn)云中的一個(gè)點(diǎn)，為礦體的初始坐標(biāo)，為礦體厚度，為傾角參數(shù)，為礦體深度，代表傾角的正弦值，代表傾角的余弦值；

35、空間網(wǎng)格劃分子單元：在生成的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)礦體模型進(jìn)行空間網(wǎng)格劃分；網(wǎng)格劃分將礦體區(qū)域細(xì)分為一系列規(guī)則的小立方體或小棱柱體單元；每個(gè)網(wǎng)格單元的體積為：，其中，和為網(wǎng)格單元在水平面上的邊長(zhǎng)，為網(wǎng)格單元在垂直方向上的高度，表示一個(gè)網(wǎng)格單元的體積；

36、體積計(jì)算子單元：根據(jù)空間網(wǎng)格劃分得到的所有小單元，計(jì)算礦體的總體積，總體積為所有網(wǎng)格單元體積的總和，計(jì)算公式為：，其中，為礦體的總體積，為第個(gè)網(wǎng)格單元的體積，為網(wǎng)格單元的總數(shù)。

37、可選的，所述開(kāi)采可行性評(píng)估單元包括：

38、礦體物理性質(zhì)分析子單元：用于分析礦體的物理性質(zhì)；通過(guò)從第二層數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)，并對(duì)礦體的各項(xiàng)物理參數(shù)進(jìn)行量化；將硬度和密度數(shù)據(jù)通過(guò)以下公式與礦體可開(kāi)采性相關(guān)聯(lián)：，其中，表示礦體的開(kāi)采適應(yīng)性系數(shù)，為礦體的硬度，為礦體的密度；值越大，表明礦體越難開(kāi)采；

39、開(kāi)采難度評(píng)估子單元：用于根據(jù)物理性質(zhì)分析子單元計(jì)算的開(kāi)采適應(yīng)性系數(shù)，結(jié)合傾角和礦體深度評(píng)估開(kāi)采難度；設(shè)開(kāi)采難度指數(shù)為，計(jì)算公式為：，其中，為預(yù)定的最大開(kāi)采深度，為傾角；若超過(guò)設(shè)定的閾值，則認(rèn)為開(kāi)采難度大，需要調(diào)整開(kāi)采方法；

40、成本分析子單元：在開(kāi)采難度評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)開(kāi)采成本進(jìn)行計(jì)算；公式為：，其中，為設(shè)備成本，為人員成本，為安全措施成本；設(shè)總開(kāi)采成本為，公式為：，其中，為礦體的可開(kāi)采面積；

41、開(kāi)采方案生成子單元：基于開(kāi)采難度指數(shù)和成本分析結(jié)果，生成開(kāi)采方案；若低且在預(yù)算范圍內(nèi)，則選擇常規(guī)開(kāi)采方案；若高或超出預(yù)算，則采用分段開(kāi)采或加固開(kāi)采方案；所述開(kāi)采方案包括開(kāi)采方法、設(shè)備配置和安全措施建議。

42、可選的，所述礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算單元包括：

43、礦石含量評(píng)估子單元：根據(jù)礦體的物理和化學(xué)性質(zhì)，確定礦石的品位，即每立方米礦體中的可開(kāi)采礦石含量，計(jì)算公式為：，其中，為礦石的總質(zhì)量，為礦體總體積；

44、儲(chǔ)量計(jì)算子單元：基于礦體總有效體積和礦石含量品位計(jì)算礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量；礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的計(jì)算公式為：，其中，為礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量，為礦石密度，用于轉(zhuǎn)換體積儲(chǔ)量為質(zhì)量?jī)?chǔ)量；

45、開(kāi)采回收率調(diào)整子單元：根據(jù)開(kāi)采可行性評(píng)估單元生成的開(kāi)采方案，對(duì)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行回收率調(diào)整，以反映實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中礦石的損失；調(diào)整后的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算公式為：，其中，為開(kāi)采回收率系數(shù)，其中。

46、本發(fā)明的有益效果：

47、本發(fā)明，通過(guò)雙層數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了礦產(chǎn)資源勘探數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理與高效處理，確保了數(shù)據(jù)的完整性和一致性，避免了傳統(tǒng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的數(shù)據(jù)重復(fù)和丟失問(wèn)題，雙層數(shù)據(jù)庫(kù)模塊通過(guò)結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的同步存儲(chǔ)，不僅提高了數(shù)據(jù)存取效率，還為后續(xù)儲(chǔ)量估算和開(kāi)采方案的制定提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去噪和歸一化處理，有效提升了數(shù)據(jù)的精度與可靠性，確保了儲(chǔ)量估算過(guò)程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

48、本發(fā)明，通過(guò)幾何建模技術(shù)對(duì)礦體的三維空間特性進(jìn)行精確建模，結(jié)合開(kāi)采可行性評(píng)估單元，根據(jù)礦體的物理性質(zhì)和開(kāi)采難度動(dòng)態(tài)生成適配的開(kāi)采方案，顯著提升了儲(chǔ)量估算的準(zhǔn)確性與實(shí)用性，開(kāi)采回收率調(diào)整機(jī)制進(jìn)一步優(yōu)化了實(shí)際可采儲(chǔ)量的計(jì)算，使得估算結(jié)果更貼近實(shí)際開(kāi)采條件，從而降低了開(kāi)采過(guò)程中的成本和風(fēng)險(xiǎn)，為礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)、有效的決策支持。