基于JADE算法的化探元素异常提取及应用

摘要

随着找矿工作的深入和勘查程度的提高，表层矿床已经越来越少，找矿工作逐步转向深部、隐藏的矿床，传统的化探方法已经不能满足实际需求，致使找矿工作和矿产预测工作面临着新的挑战。地球化学元素携带了大量的地质信息，对这些元素的分析是找矿工作的一项重要工作。由于地球化学元素分布具有非均匀性、随机性、不确定性等特征，导致了地球化学元素分析的复杂性。随着找矿工作的深入发展，对地球化学元素的分布特征进一步研究，迫使地球化学异常的分析工作面临新的挑战，亟需新技术和新方法的研究来应对愈来愈艰难的找矿工作。
　　独立分量分析作为新的信号处理方法，由于其基于高阶统计量理论的优势，近年来发展迅速，应用十分广泛。独立分量分析通过在假设源信号统计独立基础上，分析数据的高阶统计量信息，进行线性变换，达到数据的非高斯最大化。应用ICA理论作特征提取，可凸显原始数据隐含的信息，论文就是基于这种思想实现的。
　　论文通过研究ICA的理论，分析了数据的球化处理、目标函数的建立和优化准则实现。重点研究了JADE算法理论模型，建立了JADE算法流程。在此基础上建立了基于JADE算法的化探元素异常提取模型。利用JADE算法实现化探数据的特征提取，凸显出化探数据中的异常信息，并应用相关系数的理论来分析特征提取前后顺序对应关系，找出处理后对应元素的数据。在JADE特征提取后，计算数据的异常下限圈定异常，输出异常图件，结合实际地区地质背景分析结果，互相验证。
　　基于上述理论模型的研究和实例分析，构建面向地球化学数据处理的软件平台。以VC6.0为开发工具，结合面向对象的思想实现软件。软件通过底层挂接数据库实现数据传递，以MFC单文档模式来实现前台的交互操作。软件集成了常用的地化数据分析方法和异常下限计算方法，旨在形成一套易操作、实用性高的化探数据处理软件平台。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源

1．2 研究背景

1．3 国内外研究现状

1．3．1 独立分量分析研究现状

1．3．2 地球化学异常研究现状

1．4 研究意义

1．5 研究内容及技术流程

1．6 创新点

第2章 独立分量分析理论基础

2．1 ICA基本模型

2．2 数据的球化

2．2．1 零均值化

2．2．2 白化

2．3 目标函数

2．3．1 互信息最小

2．3．2 极大似然估计

2．3．3 非高斯最大化

2．4 优化判据

2．4．1 自适应

2．4．2 固定点迭代

2．4．3 jacobi法

2．5 JADE算法

2．5．1 四阶累计量矩阵

2．5．2 正交化

2．5．3 极大峰度法

2．5．4 JADE算法原理

第3章 基于JADE算法的化探元素异常提取模型

3．1 基于JADE算法的化探特征提取

3．1．1 JADE算法特征提取

3．1．2 相关系数矩阵模型

3．2 异常下限

3．3 整体模型构建

第4章 实例分析

4．1 研究区地质背景

4．1．1 区域地质

4．1．2 区域地球化学

4．2 数据分析

4．3 基于JADE进行特征提取

4．3 异常分析

第5章 软件系统

5．1 系统设计

5．1．1 系统总体设计

5．1．2 软件界面设计

5．1．3 系统数据库设计

5．1．4 系统开发软硬环境

5．1．5 出错处理设计

5．1．6 质量属性设计

5．2 系统主要功能介绍

5．2．1 数据读取

5．2．2 数据预处理

5．2．3 数据分析

5．2．4 异常提取

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果