多源地质空间数据挖掘方法及应用

摘要

对地观测技术的快速发展和专职处理空间数据的遥感和GIS软件分析功能的不足，使得海量空间数据与有用知识获取之间存在尖锐的矛盾，致使“空间数据爆炸但知识贫乏”。近年来兴起的空间数据挖掘技术具备解决以上问题的潜力，已成为空间信息领域的前沿研究方向。目前，空间数据挖掘研究更多侧重挖掘算法，缺乏面向专业领域的应用和实践。区域矿产资源潜力预测是最具前景的空间数据挖掘应用领域之一。目前矿产资源短缺、勘查成本和勘查难度剧增的新形势下，如何充分利用海量地质空间数据，从大量的具有不确定性的多源地质空间数据中挖掘出深层次的找矿信息，建立快速、高效、智能化的矿产资源潜力预测方法，从而降低矿产勘查的成本，进一步提高矿产预测的效率和精度，显得尤为迫切和重要。
　　该论文将空间数据挖掘方法与地质空间数据的不确定性特性紧密结合，针对区域矿产资源潜力预测的应用需求，研究多源地质空间数据挖掘方法，并进行地质空间数据挖掘原型系统设计与实现，最后以中国西部典型成矿带——青海东昆仑成矿带为例，进行详细的应用示范。主要研究工作和成果包括：
　　（1）分析空间数据挖掘流程和方法的基础上，结合地质空间数据特性和矿产资源潜力预测的应用需求，初步构建了多源地质空间数据挖掘的理论与技术框架。
　　（2）以Apriori算法和云模型为基础，建立了适合区域矿产资源潜力预测的成矿关联规则挖掘方法，并采用置信度、支持度、提升度、覆盖度、杠杆作用度、兴趣度和条件项数进行不确定性评价，在此基础上构建综合评价指标并进行空间知识的可视化表达。
　　（3）针对传统空间数据挖掘方法缺乏不确定性表达能力，以Dempster-Shafer证据理论为基础，进行多源地质空间数据的不确定性挖掘及不确定性表达。
　　（4）以建立的地质空间数据挖掘方法为基础，设计和实现了多源地质空间数据挖掘原型系统，为区域矿产资源潜力预测提供软件分析工具。
　　（5）以我国西部典型成矿带——青海省东昆仑成矿带为例，使用多源地质空间数据挖掘原型系统对该区域铁矿、铜铅锌多金属矿和金矿资源潜力进行预测，效果良好，为该地区矿产资源勘查提供了较客观的空间决策依据。

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第一章 绪论

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状分析

1.3论文研究内容与组织结构

第二章 地质空间数据挖掘的理论与技术框架

2.1地质空间数据库构建

2.2地质空间数据选取

2.3基于云模型的地质空间数据预处理方法

2.4地质空间数据挖掘的基础算法

2.5地质空间数据挖掘结果的质量评价

第三章 成矿关联规则挖掘及不确定性评价

3.1数据预处理流程

3.2成矿关联规则挖掘流程

3.3不确定性综合评价模型

3.4矿产资源潜力制图方法

第四章 基于证据推理的不确定性地质空间数据挖掘方法

4.1证据图层选取

4.2信任函数的分配方法

4.3证据图层的不确定性融合方法

4.4不确定性评价与制图

第五章 多源地质空间数据挖掘原型系统设计与实现

5.1系统概述

5.2系统架构设计

5.3地质空间数据库构建

5.4系统模块功能设计

5.5系统主要功能模块实现

第六章 基于地质空间数据挖掘的矿产资源潜力预测

6.1青海省东昆仑成矿带地质背景

6.2基于成矿关联规则挖掘的青海省东昆仑成矿带矿产资源潜力预测

6.3证据理论方法在青海省东昆仑成矿带矿产资源潜力预测中的应用

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果