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三维地质建模及其在城市地下空间规划中的应用 被引量:4
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作者 何晗晗 周圆心 +6 位作者 何静 韩中鹏 赵怡婷 刘晶 李超 韩子金 肖为 《地球学报》 北大核心 2025年第2期456-470,共15页
城市化进程使得城市建设用地的供需矛盾愈发尖锐,开发利用地下空间成为提高城市韧性、创建低碳城市的关键策略。地下空间的直接载体为地质环境,加之其自身的三维空间属性,使得三维地质建模对地下空间尤其是城市地下空间规划具有重要意... 城市化进程使得城市建设用地的供需矛盾愈发尖锐,开发利用地下空间成为提高城市韧性、创建低碳城市的关键策略。地下空间的直接载体为地质环境,加之其自身的三维空间属性,使得三维地质建模对地下空间尤其是城市地下空间规划具有重要意义。城市地下空间规划并非局限于二维层面,而是涵盖竖向深度与平面范围的三维管控,与三维地质的理念相通。尽管如此,现阶段三维地质建模在城市地下空间规划中的应用尚待明确。本次以北京城区某地为研究区,通过资料搜集、数据分析结合三维地质建模技术,利用1041个钻孔数据和34条标准化地层剖面,创建了研究区浅部三维地质模型。从三维地层结构、关键地质层和集成评价分区三个方面,探讨了三维地质建模在城市地下空间规划中的应用,综合模型与地质适宜性评价成果,从竖向深度和平面范围上为研究区地下空间规划提供了地质支撑,也为后续区域层面的北京城市地下空间规划提供参考。 展开更多
关键词 三维地质建模 城市地下空间规划 地质适宜性评价 三维地层结构 关键地质层
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时空信息融合赋能下矿井底板水害透明化防治体系 被引量:2
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作者 刘再斌 晏俊生 +6 位作者 王江宏 高耀全 杨辉 白宝军 鲁晶津 王宏伟 王刚 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期130-141,共12页
【背景】矿井水害常造成巨大的人员伤亡,严重影响着煤矿安全开采。【方法】在实景三维建设、煤矿智能化不断推进的行业背景下,以内蒙古唐家会煤矿智能地质保障系统研发、底板奥陶系灰岩(简称奥灰)水害防治为例,详细阐述在时空信息赋能下... 【背景】矿井水害常造成巨大的人员伤亡,严重影响着煤矿安全开采。【方法】在实景三维建设、煤矿智能化不断推进的行业背景下,以内蒙古唐家会煤矿智能地质保障系统研发、底板奥陶系灰岩(简称奥灰)水害防治为例,详细阐述在时空信息赋能下,通过透明地质模型提升工作面回采周期内的矿井水害防治能力。【结果和结论】梳理了矿井水害防治过程中的时空信息与时空智能基本概念,并将水害防治过程分为超前预测预报、采前隐患探查、采中水害治理以及治后实时监测4个阶段,总结了各阶段水害时空探测方法、时空配准同步以及时空信息赋能模式,建立了基于透明地质模型的矿井水害全过程防治体系。具体而言,在透明地质模型构建及动态更新的基础上,利用微震监测、随采地震探测等装备提高预测预报频次及准确性,通过定向钻探、三维地震勘探精确圈定工作面底板异常区边界,结合井上定向长钻孔靶向治理,辅以孔中瞬变电磁以及孔间电阻率法对隐患异常区域进行循环注浆工程,治理完成后,随着工作面不断推进,将微震监测以及孔间电阻率法相结合,动态监测工作面底板导水裂隙发育、富水性分布变化情况。研究表明,将各阶段水害时空信息与透明地质模型相融合,能够形成二三维一体化的矿井水害透明化防治体系,从而为唐家会煤矿底板奥灰防治水工作提供有效支撑。 展开更多
关键词 煤矿智能化 实景三维建设 智能地质保障 底板奥灰水害 水害时空探测 内蒙古唐家会煤矿
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知识-数据驱动的地质冶金学建模方法
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作者 陈进 徐万红 +3 位作者 张丽 邓浩 毛先成 王国栋 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2522-2537,共16页
提出了一种知识-数据驱动的地质冶金学建模方法,以克服单纯数据驱动建模地质可解释性不足的问题。该建模方法基于普通克里格法构建地质冶金学变量空间分布模型,通过高斯混合模型提取地质冶金学变量特征,引入马尔可夫随机场量化地质冶金... 提出了一种知识-数据驱动的地质冶金学建模方法,以克服单纯数据驱动建模地质可解释性不足的问题。该建模方法基于普通克里格法构建地质冶金学变量空间分布模型,通过高斯混合模型提取地质冶金学变量特征,引入马尔可夫随机场量化地质冶金学矿域的空间相关性特征,采用贝叶斯理论将二者集成,构建数据驱动的地质冶金学矿域划分模型,最后融入矿山生产知识经验,引导和约束划分过程。此外,该建模方法采用地质冶金学变量空间分布建模和矿域划分迭代优化的策略以提升模型精度。白云鄂博矿建模应用本文方法,划分了7个地质冶金学矿域。对比实验表明,相较于高斯混合模型和K-means聚类方法的结果,该建模方法提升了地质冶金学矿域的空间连贯性和地质可解释性,能为矿山精细化开发及多矿种综合利用的转型提供具有实践指导价值的信息支持。 展开更多
关键词 数据驱动 知识驱动 地质冶金学建模 矿域 精细化开采
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基于深度学习的地下实验室多源监测数据融合技术初探
4
作者 王鹏 王驹 +2 位作者 黄树桃 王锡勇 马明清 《地质论评》 北大核心 2025年第S1期389-391,共3页
高放废物地质处置特别是地下实验室研发过程中的多源数据融合挖掘研究具有重要意义(Wang Ju et al.,2018)。然而,目前阶段尚未实现对研发过程中多源数据的融合挖掘与二次应用。针对上述问题,从地下实验室多源监测数据特点出发,在确定地... 高放废物地质处置特别是地下实验室研发过程中的多源数据融合挖掘研究具有重要意义(Wang Ju et al.,2018)。然而,目前阶段尚未实现对研发过程中多源数据的融合挖掘与二次应用。针对上述问题,从地下实验室多源监测数据特点出发,在确定地下实验室多源监测数据模型构建的基础上,结合深度学习技术,初步构建了地下实验室多源监测数据融合技术方法,并初步开展了数据融合设计,为处置库场址评价和安全评价等综合评价工作提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 高放废物地质处置 地下实验室 多源监测数据 深度学习 数据融合设计
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准噶尔盆地西北缘吐孜阿克内沟数字露头构建及其地质信息提取与分析
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作者 王韬 李婷 +4 位作者 郑孟林 吴海生 许媛媛 巴黑扎提·努尔塔依 徐淼 《西北地质》 北大核心 2025年第5期162-170,共9页
野外地质露头是地学研究的重要对象,随着研究目的日趋精细化、复杂化,传统研究中露头资料保存不便、细节记录有限、视野呈现受限等局限性日渐凸显。为此将无人机摄影、三维建模技术与传统研究方式融合并构建三维数字露头,为解决传统研... 野外地质露头是地学研究的重要对象,随着研究目的日趋精细化、复杂化,传统研究中露头资料保存不便、细节记录有限、视野呈现受限等局限性日渐凸显。为此将无人机摄影、三维建模技术与传统研究方式融合并构建三维数字露头,为解决传统研究中存在的效率低、数据复用性差等问题提供全新的思路。实践表明:数字露头将露头相关的描述、图片、视频、全景、文献、观察点等信息与露头三维模型有效结合,可以更客观、全面地认识地质信息,易于观察宏观面貌,尤其对于人力不易到达处判断岩层走向和叠覆情况、开展岩性判别和地质界线识别十分有利,相较于传统方式该方法能够帮助研究人员更加直观地理解露头地质现象的时空展布和地质特征,后续地质分析与露头资源的共建、共享高效便捷,可成为野外地质剖面观测与地质特征分析的新范式。 展开更多
关键词 数字露头 三维建模 无人机航拍 地质分析 准噶尔盆地西北缘
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大数据与数智化时代:全过程全要素质量控制新范式
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作者 左群超 张志辉 宋越 《中国地质》 北大核心 2025年第3期890-914,共25页
【研究目的】当前大数据热点几乎集中在如何发现或揭示大数据隐藏的价值或秘密,极度缺乏深入系统且具实战性的理论研究或最佳实践,用以关注如何提升大数据建设质量。然而,大数据建设质量对成功发现或揭示大数据隐藏的价值或秘密以及开... 【研究目的】当前大数据热点几乎集中在如何发现或揭示大数据隐藏的价值或秘密,极度缺乏深入系统且具实战性的理论研究或最佳实践,用以关注如何提升大数据建设质量。然而,大数据建设质量对成功发现或揭示大数据隐藏的价值或秘密以及开展或实施科学而精准的决策至关重要。尤其对我国新一轮找矿突破战略行动矿产资源大数据建设工作实施全过程全要素的数智化质量控制并高水平实现战略目标,具有重要的现实意义。【研究方法】首先,通过分析总结现有相关研究成果,包括全国矿产资源潜力评价大数据建设(2006—2013年)质量控制经验、矿集区找矿预测大数据实体数据模型和地球科学领域质量控制模型基础框架。然后,借助大数据思维和数智化技术,建立矿集区找矿预测及大数据实体建设全过程全要素质量检查与评价数智化体系。最后,提出一种全过程全要素质量控制新范式,并可扩展且支持地球科学及其他领域的大数据资产建设质量控制。【研究结果】提出了数据划分和数据粒级质量控制理论与方法,建立了矿集区找矿预测及大数据实体建设全过程全要素质量检查与评价数智化体系,开发了矿集区找矿预测质量控制软件,制定了矿集区找矿预测质量检查与评价技术系列规范,高效支持并完成了全国矿产资源潜力评价(2006年至2013年)、全国矿集区调查及深部找矿预测(2016年至2021年)大数据实体建设质量控制工作。【结论】建立的矿集区找矿预测及大数据实体建设全过程全要素质量控制数智化体系具有原创性、实战性、高效性和普适性,可直接扩展到并支持地球科学及以外领域大数据资产建设质量控制;提出的全过程全要素质量控制新范式具有科学性、有效性和普适性;提出的“数据模型定义符合信息本体约束”的概念具有普适性和实际意义,适用于二维或高维图件类数据实体和简单数据表或复杂数据库等表格类数据实体。特别地,本文构建的质量控制新范式及其方法技术已直接应用并支撑我国新一轮找矿突破战略行动矿产资源大数据建设工作。 展开更多
关键词 数据质量控制 大数据思维 数字化转型 智能化转型 数智化技术 地质调查工程 矿产勘查工程
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西藏斑岩成矿系统蚀变矿物的高光谱响应及找矿指示
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作者 郭娜 卓烨鑫 +3 位作者 周维瑞 唐楠 李雪蕊 邓思源 《岩石学报》 北大核心 2025年第5期1490-1508,共19页
西藏斑岩成矿系统在不同构造阶段经历了复杂的岩浆活动与热液矿化过程, 形成了以冈底斯和班公湖-怒江成矿带为代表的矿床富集区。近年来, 基于高光谱技术的矿物精细识别与矿化作用光谱响应研究已成为揭示成矿机理和指导深部找矿的重要... 西藏斑岩成矿系统在不同构造阶段经历了复杂的岩浆活动与热液矿化过程, 形成了以冈底斯和班公湖-怒江成矿带为代表的矿床富集区。近年来, 基于高光谱技术的矿物精细识别与矿化作用光谱响应研究已成为揭示成矿机理和指导深部找矿的重要手段。本文基于短波红外(SWIR)和热红外(TIR)光谱技术, 系统研究了西藏典型斑岩矿床的蚀变矿物光谱特征及其找矿指示意义。研究表明: (1)高光谱技术能够高精度识别矿物的空间分布, 并揭示蚀变矿物的成因演化及其与成矿作用的耦合关系;(2)SWIR+TIR联合光谱分析可有效区分不同类型蚀变矿物, 提供矿化程度的量化评估参数;(3)矿物特征光谱在矿床类型判别及矿化带圈定方面具有重要指示作用, 可为建立高效的找矿预测模型提供科学依据。未来, 通过高光谱技术与地球物理、地球化学等方法的多学科融合研究, 可进一步提升复杂地质背景下的矿产勘查效率, 为战略性矿产资源的高效开发提供重要技术支撑。 展开更多
关键词 高光谱技术 西藏 斑岩成矿系统 蚀变矿物 找矿预测
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新疆卡拉塔格矿田红海铜矿限制性矿体原生晕模型与找矿预测
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作者 张汉成 李顺庭 刘金辉 《地质与勘探》 北大核心 2025年第1期14-23,共10页
新疆红海铜锌矿床是位于东疆卡拉塔格矿田的一个中型规模的隐伏VMS型矿床,开展成矿预测工作,对矿区生产探矿及周边找矿预测具有重要的生产实践和科学意义。文章以红海铜矿为研究对象,基于现有地质钻探数据,结合矿区地质特征,运用地质统... 新疆红海铜锌矿床是位于东疆卡拉塔格矿田的一个中型规模的隐伏VMS型矿床,开展成矿预测工作,对矿区生产探矿及周边找矿预测具有重要的生产实践和科学意义。文章以红海铜矿为研究对象,基于现有地质钻探数据,结合矿区地质特征,运用地质统计学方法,分析该矿床成矿规律、矿化趋势,构建了红海矿区三维限制性矿体晕模型,并将原生矿体晕栅格化并限制在蚀变域范围内研究其矿化趋势。在此基础上,进一步分析预测了勘探靶区,为该矿床的深部和边缘找矿提供了新的思路和方向,并在随后的生产实践中取得了找矿突破。研究取得了以下主要成果:(1)首次提出了限制性矿体原生晕模型的概念;(2)基于基础地质数据,构建了红海矿区的蚀变域模型,并根据地质统计学分析,建立了栅格化的铜元素三维限制性矿体蚀变晕模型;(3)利用限制性矿体原生晕模型,对三个方向趋势面进行了矿化趋势分析,并在三维空间内厘定了成矿靶区,直接推动了红海矿区隐伏矿体的找矿突破。 展开更多
关键词 限制性矿体晕 地质统计学 趋势面 蚀变域 成矿预测 红海铜矿 卡拉他格矿田 新疆
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DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法及在三维地质建模中的应用
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作者 王桂林 陈晓玲 +1 位作者 岳佳豪 廖明勇 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第3期19-26,共8页
三维地质模型可以有效表征地下地层分布和地质构造,但受限于工程钻孔数据的稀疏性、不规则性、不平衡性,单一的机器学习方法在地质建模中往往难以达到理想精度。针对工程钻孔数据的特性,该文提出一种基于DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法改... 三维地质模型可以有效表征地下地层分布和地质构造,但受限于工程钻孔数据的稀疏性、不规则性、不平衡性,单一的机器学习方法在地质建模中往往难以达到理想精度。针对工程钻孔数据的特性,该文提出一种基于DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法改进的机器学习三维建模方法。首先根据地质资料调整算法参数以优化数据,进而创建研究区栅格单元地质属性模型,并与单一随机森林(RF)模型进行预测对比,最后进行不同数据处理方法的建模结果分析。实证结果表明,DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法能有效消除数据不平衡现象并提升建模效果,在数据量有限或质量不均的情况下,与单一RF模型在三维地质建模中的精度相比,该算法准确率、召回率、F 1值和精确率分别提高8.38%、11.40%、10.12%、7.37%;在栅格单元地质属性模型的地层分布展示上,DBSCAN-SMOTEENN-RF模型的预测结果更符合勘察的地质情况。 展开更多
关键词 三维地质建模 机器学习 DBSCAN SMOTEENN 随机森林
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数据驱动斑岩型矿床时空预测模型 被引量:5
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作者 陈国雄 张越鹏 +2 位作者 罗磊 夏庆霖 成秋明 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期46-59,共14页
矿产资源预测与评价一直是大数据和人工智能在地球科学研究中的重要应用领域。自20世纪60年代,人工智能的研究浪潮和技术革命深刻影响和推动着矿产资源预测领域的发展,催生了重大理论突破和方法技术创新,有效支撑了找矿勘查实践。在当... 矿产资源预测与评价一直是大数据和人工智能在地球科学研究中的重要应用领域。自20世纪60年代,人工智能的研究浪潮和技术革命深刻影响和推动着矿产资源预测领域的发展,催生了重大理论突破和方法技术创新,有效支撑了找矿勘查实践。在当前地球系统科学研究的主旋律下,矿产资源定量预测亟需跳出“静态控矿要素空间相关分析”的思维惯性,考虑成矿系统“源-运-储-变-保”深时动态演化历史,向“全要素跨尺度动态综合预测”方向延伸,进而发展时空数据耦合的矿产资源智能预测评价理论和方法。斑岩型矿床作为全球铜、钼、金等矿产的重要来源,记录了板块构造运动驱动的地球层圈相互作用和物质循环的关键信息;无论是斑岩型矿床勘查还是板块构造重建,都积累了大量相关的全球地学时空数据。本文主要介绍了时空耦合的数据驱动斑岩型矿床成矿预测研究思路,包括深时数据集构建、机器学习模型开发及其应用实践案例;提出了融合深时岩浆岩地球化学特征和俯冲板块动力学参数的斑岩型矿床时空预测机器学习模型;通过大数据分析揭示了俯冲碳酸盐岩通量是决定岩浆成矿禀赋的关键动力学参数,为沉积物俯冲在大规模岩浆成矿中的关键作用提供了地球动力学证据;定量评价了安第斯成矿带斑岩矿床时空分布规律及其资源潜力。因此,发展时空耦合的成矿预测理论和方法可为理解深时物质循环和资源效应、揭示矿产资源时空分布规律以及指导矿产勘查提供重要思路和独特视角。 展开更多
关键词 数据驱动 人工智能 斑岩型矿床 成矿预测 地球系统科学
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大模型驱动的矿产资源智能预测超级智能体构建方法探索 被引量:2
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作者 王永志 温世博 +7 位作者 李博文 陈星宇 董宇浩 田江涛 王斌 Muhammed Atif BILAL 纪政 孙丰月 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期38-45,共8页
矿产资源预测是数学地球科学领域的一项重要研究内容,需使用多种软件处理跨专业地学数据,面临处理过程复杂、工作量巨大、语义难对齐等诸多问题,给研究人员带来巨大挑战。随着新一代生成式人工智能的大模型、智能体等出现,极大地推动了... 矿产资源预测是数学地球科学领域的一项重要研究内容,需使用多种软件处理跨专业地学数据,面临处理过程复杂、工作量巨大、语义难对齐等诸多问题,给研究人员带来巨大挑战。随着新一代生成式人工智能的大模型、智能体等出现,极大地推动了各行业的变革性发展,亦赋能矿产资源预测向智能预测跨越。本文提出一种大模型驱动的矿产资源智能预测超级智能体方法,以多模态大模型(如DeepSeek、通义千问)为基础底座,依托通用智能体技术创建由管理智能体和智能体群构成的超级智能体。智能体群包括地质智能体群、地球物理智能体群、地球化学智能体群、遥感智能体群等,每个智能体群含有多个单一智能体或小型智能体群,每个智能体访问具体的工具(本地自定义、网络及自动生成)、数据等。智能预测超级智能体自动感知外界发送的预测要求,由管理智能体串行或并行调用多个智能体群、单一智能体(如生成二维图)、工具(如插值)、访问数据等完成矿产资源智能化预测任务。以地球化学图生成为例,深度剖析通过智能体与大模型交互完成任务的内部运行机制,一键式智能生成一种或多种地球化学图,证明智能计算方法的有效性。通过将大模型、智能体与矿产资源预测业务三者深度融合,在输入为文字或语音时即可完成零代码的预测任务,为创建矿产资源智能预测新范式提供有益探索。 展开更多
关键词 矿产资源预测 智能预测 大模型 大语言模型 智能体 超级智能体
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三维地质建模技术的最新进展和发展趋势 被引量:4
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作者 陈麒玉 荀磊 +3 位作者 崔哲思 周瑞鸿 陈大颉 刘刚 《地质科技通报》 北大核心 2025年第3期373-387,共15页
三维地质建模是一种综合运用计算机技术、空间信息理论、科学可视化、数理统计等前沿技术方法,对地质现象及过程进行三维数字化描述、表征和重建的技术。其目的是为地球科学家及地质工作者提供一个集科学研究、辅助设计和决策支持为一... 三维地质建模是一种综合运用计算机技术、空间信息理论、科学可视化、数理统计等前沿技术方法,对地质现象及过程进行三维数字化描述、表征和重建的技术。其目的是为地球科学家及地质工作者提供一个集科学研究、辅助设计和决策支持为一体的可视化平台,以便更加深入地理解和利用隐藏在地质现象和过程背后的本质涵义和规律。基于野外地质数据构建研究区域的三维地质模型已经成为涉及基础地质调查、自然资源勘查开发、地质灾害预测评价等地质研究及调查工作的必备任务。深入探讨了三维地质建模的研究对象、数据源、空间数据模型,以及3个不同视角理解的三维地质建模方法,全面总结了三维地质建模技术的最新进展。提供了三维地质建模技术在矿产预测、地质灾害预警、城市地下空间规划、油气藏储层表征等领域的实践案例。最后结合当前研究现状给出了三维地质建模及相关技术的未来发展趋势。 展开更多
关键词 三维地质建模 空间数据模型 数据驱动与模型驱动 显式建模与隐式建模 地质统计模拟 智能地质建模
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基于集成学习模型与贝叶斯优化算法的成矿预测 被引量:1
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作者 孔春芳 田倩 +3 位作者 刘健 蔡国荣 赵杰 徐凯 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期122-139,共18页
全球进入隐伏矿体勘查时代,急需新的找矿预测方法。利用集成学习进行的数据驱动的成矿预测模型正在成为深部隐伏矿产勘探的有力工具。然而,基于集成学习的成矿预测模型面临着一些普遍的问题,特别是模型的参数调优。模型的参数调优是一... 全球进入隐伏矿体勘查时代,急需新的找矿预测方法。利用集成学习进行的数据驱动的成矿预测模型正在成为深部隐伏矿产勘探的有力工具。然而,基于集成学习的成矿预测模型面临着一些普遍的问题,特别是模型的参数调优。模型的参数调优是一个非常耗时的过程,需要繁琐的计算和足够的专家经验。本文提出了一种基于多源地学知识与贝叶斯优化算法的集成学习模型来解决上述问题。具体来说,首先,基于多源地学知识,构建锰矿成矿预测数据库;其次,基于自适应提升模型(Adaptive Boosting,AdaBoost)和随机森林(Random Forest,RF)模型,建立黔东北锰矿成矿预测模型;然后,采用贝叶斯优化算法(Bayesian Optimization,BO),通过5倍交叉验证的辅助,寻找BO-AdaBoost和BO-RF模型最合适的超参数组合;最后,利用精度、准确率、召回率、F_(1)分数、kappa系数、AUC值等参数及已有成果检测模型的性能。实验结果发现,BO-AdaBoost和BO-RF模型的AUC值都得到了显著的提高,表明BO是一个强大的优化工具,优化结果为集成学习模型的超参数设置提供了参考。同时,实验结果也表明:BO-AdaBoost模型(92.8%)比BO-RF模型(89.9%)具有更高的预测精度和地质泛化能力,在成矿预测方面具有巨大潜力。基于BO-AdaBoost模型的预测图为黔东北隐伏锰矿矿床的勘探提供了重要线索,并可以指导未来的矿产勘探与开发。 展开更多
关键词 集成学习 自适应提升模型 随机森林 贝叶斯优化算法 隐伏锰矿 成矿预测
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军事地质数据的标准化处理与应用 被引量:1
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作者 张栋 葛良胜 +5 位作者 王卫兵 李宏伟 魏海平 李永生 赵由之 孔迪 《地质论评》 北大核心 2025年第3期814-826,共13页
军事地质数据客观反映地下物质组成和结构信息,是典型军事场景地面特性分析的重要基础数据。军事地质数据的标准化处理和有效军用方式,已成为多源异构地球科学数据面向军事应用的重要挑战。准确运用军事地质数据有助于理解地理空间数据... 军事地质数据客观反映地下物质组成和结构信息,是典型军事场景地面特性分析的重要基础数据。军事地质数据的标准化处理和有效军用方式,已成为多源异构地球科学数据面向军事应用的重要挑战。准确运用军事地质数据有助于理解地理空间数据的动态变化特征,为军用地理空间信息产品定制服务提供新途径。笔者等根据军事地质大数据特征,构建军事地质要素、民用地质数据军用提取、军事地质数据库和数据分析模型指标的标准化处理方案,对军事地质数据的军事应用进行探讨,研究进展包括:①军事地质数据具有多源异构、多模态、高度集成性和复杂性,具有多样化的时间—空间—物理—化学结构属性,涉及支撑地形结构和地下空间的复杂地质过程和内在机理等大容量高相关性数据,既有大数据共性特征,又具有快速立体适时提取、静态动态战态保障和目标侦测研判的专属应用特点;②军事地质要素应用分类推荐了军事地质数据面向军事应用的基础元数据类型,民用地质数据军用提取提供了“先整编后提取再更新”原则,军事地质数据库实现了数据汇聚、建库制图、数据管理和应用服务的大数据分析利用,数据分析模型指标构建了山地景观下一组军事地质要素具弱相关性特征值的定量建模影响因子体系;③军事地质要素与军民通用基础地理信息的标准矢量数据叠加,为地理空间情报提供数据库和专题地图,利用GIS工具实现量化处理、空间分析和制图输出,支持军用地理空间信息产品的专题图层、典型场景和快速保障。在智能提取和融合表达的大数据技术应用中,军事地质标准数据应具备统一的地理空间基准和整合式要素分类结构,提供分析型数据库和产品互操作的定制符号体系。研究结果用于规范军事地质数据与军用信息成果的标准化衔接,推动军事地质在精细化信息化智能化战场环境保障领域中的技术进步。 展开更多
关键词 军事地质数据 地质大数据 标准化 地理空间信息产品 战场环境保障
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基于机器学习的磷灰石源岩识别方法 被引量:1
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作者 刘嘉情 钟世华 +6 位作者 李三忠 戴黎明 索艳慧 郭广慧 牛警徽 薛梓萌 黄宇 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第2期467-480,共14页
正确识别花岗岩成因类型一直是国内外地质学领域关注的焦点,对研究大陆壳的形成和演化过程以及认识金属矿床成因、指导找矿勘查等工作均具有重要意义。本次研究在汇编I型和S型花岗岩的磷灰石微量元素数据的基础上,借助两种有监督机器学... 正确识别花岗岩成因类型一直是国内外地质学领域关注的焦点,对研究大陆壳的形成和演化过程以及认识金属矿床成因、指导找矿勘查等工作均具有重要意义。本次研究在汇编I型和S型花岗岩的磷灰石微量元素数据的基础上,借助两种有监督机器学习算法——支持向量机与随机森林,建立了基于磷灰石微量元素特征区分I型和S型花岗岩的方法。研究选取磷灰石的La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Y、δEu、Sr/Y、La/Yb共19种特征用于机器学习训练,获得的分类准确率均不低于0.99,证实运用磷灰石成分可以有效识别花岗岩类型。除此之外,基于准确率更高的支持向量机模型,提出了9种花岗岩成因类型二元判别图解,这些图解在识别I型和S型花岗岩时准确率均高于0.90。本研究不仅为花岗岩成因类型识别提供了新的途径,还为利用其他副矿物开展花岗岩成因研究提供了思路和方法参考。相关机器学习代码已上传至GitHub,地址为https://github.com/ShihuaZhong/Apatite2023MLcode。 展开更多
关键词 磷灰石 S型花岗岩 I型花岗岩 支持向量机 随机森林 机器学习
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基于MRAS的广东河源矿田花岗岩型铀矿多元信息成矿预测 被引量:1
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作者 夏宗强 蔡煜琦 +2 位作者 范洪海 杨华 肖敏 《地质与勘探》 北大核心 2025年第2期334-345,共12页
广东河源矿田是武夷山铀成矿带南端的一个花岗岩型铀矿田,矿化类型分为花岗岩内带碎裂蚀变岩亚型和花岗岩外带上覆沉积盆地亚型。为了进一步评价河源地区铀成矿潜力,助力下一步铀矿勘查,本文在典型矿床研究的基础上,结合区域成矿规律,... 广东河源矿田是武夷山铀成矿带南端的一个花岗岩型铀矿田,矿化类型分为花岗岩内带碎裂蚀变岩亚型和花岗岩外带上覆沉积盆地亚型。为了进一步评价河源地区铀成矿潜力,助力下一步铀矿勘查,本文在典型矿床研究的基础上,结合区域成矿规律,系统厘定了河源地区花岗岩型铀矿预测要素,采用矿床模型综合地质信息预测技术,基于MRAS平台开展了铀矿多元信息成矿预测,并指出了河源地区铀矿资源扩大的前景及方向。研究发现,铀矿受富铀花岗岩体、断陷带、断裂构造、不同类型接触界面和热液蚀变等因素控制,其中断裂构造是最关键的控矿因素;利用证据权重法圈定了21片成矿预测区,其中A类成矿预测区6片,B类成矿预测区7片,C类成矿预测区8片,显示河源地区花岗岩型铀矿成矿潜力大,找矿前景好,可作为我国南方新的铀矿勘查基地;下一步找矿方向应围绕河源断陷带两侧,以已知矿床(点)的深部和外围扩大为主,积极探索红盆底部与花岗岩体接触带的外带型铀矿,以及花岗岩体内岩浆-构造-蚀变活动发育区的碎裂蚀变岩型铀矿。 展开更多
关键词 花岗岩型铀矿 资源潜力评价 成矿预测 找矿方向 河源矿田 广东
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迁移学习及其在固体地球科学中的应用 被引量:2
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作者 林秋怡 左仁广 《地质科技通报》 北大核心 2025年第1期346-356,共11页
随着地球科学进入大数据时代,机器学习成为可发现数据复杂结构与模式的新兴工具。作为机器学习的一个重要子领域,深度学习通过构建多层隐含层的方式,层层递进地学习海量数据内在特征,可达到提高分类或预测效果等目的。然而机器学习模型... 随着地球科学进入大数据时代,机器学习成为可发现数据复杂结构与模式的新兴工具。作为机器学习的一个重要子领域,深度学习通过构建多层隐含层的方式,层层递进地学习海量数据内在特征,可达到提高分类或预测效果等目的。然而机器学习模型往往需要海量数据作为支撑,从而限制了其在固体地球科学领域的广泛应用,迁移学习算法的引入为解决这一问题提供了新的方案。迁移学习可通过利用预先学习类似任务的知识来提高新任务的性能,将源域学习到的知识迁移到目标域,可以在一定程度上克服训练数据不足的问题。迁移学习算法为机器学习在固体地球科学领域的应用提供了新的思路。本文简要综述了迁移学习的基本概念和类别,通过分析迁移学习在固体地球科学中的典型应用案例,讨论了现有迁移学习方法在固体地球科学领域中面临的挑战。当前,迁移学习方法已经在岩石矿物自动识别与分类、地球化学异常识别等方面表现出较大潜力,其具备提高模型泛化性能、避免过拟合的能力,在固体地球科学领域具有广阔的应用前景。但目前迁移学习方法应用于固体地球科学领域的研究还相对较少,未来将持续针对源域数据集选择、迁移模型构建、负迁移评估及可解释性不足等问题开展更为深入的研究。 展开更多
关键词 迁移学习 深度学习 固体地球科学 机器学习
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大语言模型在地球科学中的应用——以基于Deepseek-R1的检索增强生成系统为例 被引量:1
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作者 陈洋 李蕴峰 +5 位作者 牟福权 金乃斯 李福明 牟文斌 李涛涛 王岑 《地质论评》 北大核心 2025年第S1期343-344,共2页
大数据技术在地球科学中的应用已成为国家战略重点,《“十四五”大数据产业发展规划》等政策为多源异构数据整合提供了支撑。大语言模型(LLM)是一种基于深度学习技术的人工智能模型。然而,通用大语言模型(如GPT-4、Deepseek-R1)在专业... 大数据技术在地球科学中的应用已成为国家战略重点,《“十四五”大数据产业发展规划》等政策为多源异构数据整合提供了支撑。大语言模型(LLM)是一种基于深度学习技术的人工智能模型。然而,通用大语言模型(如GPT-4、Deepseek-R1)在专业领域存在局限性,因训练语料缺乏地球科学细分知识,导致回答笼统或错误(即“幻觉”)(Singhal et al.,2025),Zhou Zhi等(2024)在医疗领域通过Med-PaLM2构建垂直知识库,He Yong等(2024)法律领域基于LawGPT实现法规精准检索。在地球科学领域尚未形成系统的本地化知识问答方案。 展开更多
关键词 大语言模型 地球科学 检索增强生成(RAG) 本地知识库
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融合动力学模拟的机器学习三维成矿预测:以安徽铜山铜矿为例 被引量:1
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作者 毕晨曦 刘亮明 周飞虎 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第1期103-116,共14页
三维定量预测是成矿预测中最重要的前沿方向。由于成矿系统的复杂性,这种预测也最具挑战性。理论驱动的动力学数值模拟和数据驱动的机器学习是进行复杂系统预测的两种最重要的技术手段。本文以融合了动力学模拟结果的机器学习对安徽铜... 三维定量预测是成矿预测中最重要的前沿方向。由于成矿系统的复杂性,这种预测也最具挑战性。理论驱动的动力学数值模拟和数据驱动的机器学习是进行复杂系统预测的两种最重要的技术手段。本文以融合了动力学模拟结果的机器学习对安徽铜山铜矿的找矿潜力进行三维定量预测。铜山铜矿是个勘探程度相当高的老矿山,找矿难度大,但其积累的大量勘探和研究成果为动力学模拟和机器学习预测创造了有利的条件。首先基于矿区内所有的勘探资料建立该矿床的三维地质模型和三维电阻率模型,展示了矿体与地质要素及电阻率之间的复杂空间关系。在三维地质模型的基础上建立成矿系统的三维动力学模型,进行时间控制的多过程耦合动力学数值模拟,再现成矿系统动力学因素及其结果的时空变化。从三维地质和地球物理模型以及动力学数值模拟结果中选择了8个量化的特征变量,通过改变变量组合建立了四种不同的机器学习模型,利用机器学习的随机森林算法进行三维成矿预测。研究结果表明,四个模型在测试样本和验证样本上都获得了很好的预测效果,融合动力学模拟结果、地质因素和电阻率模型的预测效果最好,其在测试集和验证集上的AUC值分别能达0.998和0.999,其前7%的高概率区基本能包含全部已知矿体,同时显示了在矿区东南部的深部具有一定的找矿潜力,可作为进一步勘查的靶区。 展开更多
关键词 三维建模 动力学数值模拟 机器学习预测 铜山铜矿床
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知识-数据联合驱动的可解释智能矿产预测研究:以四川可尔因矿集区为例
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作者 李楠 尹世滔 +4 位作者 柳炳利 肖克炎 王成辉 代鸿章 宋相龙 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期60-77,共18页
随着人工智能和大数据技术的迅速发展,基于机器学习的矿产资源智能预测已成为当前研究热点。然而,部分机器学习模型嵌套的复杂非线性网络结构和抽象表达,具有高度不透明的黑盒属性,导致智能预测结果与成矿作用之间缺乏相关解释,降低了... 随着人工智能和大数据技术的迅速发展,基于机器学习的矿产资源智能预测已成为当前研究热点。然而,部分机器学习模型嵌套的复杂非线性网络结构和抽象表达,具有高度不透明的黑盒属性,导致智能预测结果与成矿作用之间缺乏相关解释,降低了预测模型的泛化能力和预测结果的可靠程度。为解决以上问题,本研究提出了知识-数据联合驱动的可解释矿产资源智能预测方法。首先,采用最佳-最差法(BWM)建立了融合先验地质特征权重的集成学习智能预测模型,以强化模型预测效果。之后,使用从全局到局部,从特征到样本的多尺度多维度可解释性方法,解构预测结果,定量评价预测指标重要程度。最后,结合野外验证后的专家指导校正,实现地质找矿知识更新迭代,形成矿床知识嵌入和矿床知识发现完整闭环,进而提升矿产资源智能预测决策过程的透明性和预测结果的可靠性。以四川可尔因矿集区为例进行实验,圈定A类高潜力靶区8处,占总面积的6.58%,其中84%的矿床样本位于高潜力靶区,表明预测方法的稳定性。钠长石频谱、Na_(2)O+K_(2)O、环形构造、Li/La和二云母花岗岩依次成为关键预测特征,呈现出明显的有序性,经野外验证,证实其与可尔因伟晶岩型锂矿找矿模型密切相关。 展开更多
关键词 矿产资源定量预测 可尔因矿集区 知识嵌入 集成学习 可解释性 野外验证
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