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基于水系沉积物地球化学采样的地形加权图卷积网络基岩填图方法

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中国有色金属学报:英文版 2023年第9期33卷 2799-2814页

作者：张宝一李曼懿浣雨柯 Umair KHAN 王丽芳汪凡云中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙410014 湖南工程职业技术学院测绘地理学院长沙410151

为了探索高效的第四系覆盖及露头较少区域的基岩智能填图方法,应用图卷积网络(GCN)对青海省察汗乌苏河地区水系沉积物地球化学采样的下伏基岩进行分类。基于Delaunay三角化采样点被组织为一个地形加权的有向图来表达水系沉积物地球化学... 详细信息

为了探索高效的第四系覆盖及露头较少区域的基岩智能填图方法,应用图卷积网络(GCN)对青海省察汗乌苏河地区水系沉积物地球化学采样的下伏基岩进行分类。基于Delaunay三角化采样点被组织为一个地形加权的有向图来表达水系沉积物地球化学采样点之间的河流上下游关系。实验结果表明:半监督的GCN模型仅使用了20%的采样点标签,分类精度达到68.20%(10类基岩)和78.31%(5类基岩)。该方法能有效利用水系沉积物地球化学采样中的元素含量进行基岩填图,且能提高基岩填图的效率并能进行大面积应用。

关键词：图卷积网络深度学习水系沉积物地球化学采样基岩填图第四系覆盖物

机器学习在水系沉积物地球化学采样下伏基岩填图中的应用

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矿物岩石地球化学通报 2023年第1期42卷 61-78页

作者：黄栋良李曼懿王丽芳浣雨柯张宝一湖南工程职业技术学院测绘地理学院长沙410151 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙410014 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

为了探索高效且能大区域应用的基岩填图方式,本文整合水系沉积物地球化学数据和局部空间Moran’s I指数、高程、坡度、坡向变率、高磁、断层、矿点、水系等多元地学数据作为附加特征,采用浅层机器学习决策树及其Bagging和Boosting集成算... 详细信息

为了探索高效且能大区域应用的基岩填图方式,本文整合水系沉积物地球化学数据和局部空间Moran’s I指数、高程、坡度、坡向变率、高磁、断层、矿点、水系等多元地学数据作为附加特征,采用浅层机器学习决策树及其Bagging和Boosting集成算法,以及深度学习的图卷积网络,分别训练了不同的基岩判别模型。结果表明,相比浅层机器学习的决策树及其集成算法,深度学习的图卷积神经网络基岩判别模型仅使用20%带标签数据就获得了最高的78.31%判别精度。应用基于图卷积网络的基岩类型判别模型对察汗乌苏河地区第四系覆盖物下伏基岩填图,预测结果与其周边基岩类型协调一致,该模型可用来探究更全面的区域基岩分布情况。

关键词：决策树 Bagging Boosting 图卷积地球化学基岩判别

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基于MAPGIS的概率性地震危险性分析

地球科学（中国地质大学学报） 2006年第5期31卷 709-714页

作者：张宝一龚平王丽芳中国地质大学研究生院中国地震局地震研究所湖北武汉430071

对工程场地的地震危险性分析是地震安全性评价的主要方法,并且为工程师提供抗震参数.在分析国内概率性地震危险性分析(PSHA)方法基础上,提出了基于GIS的概率性地震危险性分析的可行性方案.通过MAPGIS二次开发编写了地震危险性分析程序,... 详细信息

对工程场地的地震危险性分析是地震安全性评价的主要方法,并且为工程师提供抗震参数.在分析国内概率性地震危险性分析(PSHA)方法基础上,提出了基于GIS的概率性地震危险性分析的可行性方案.通过MAPGIS二次开发编写了地震危险性分析程序,并以三峡坝区某工程场地为例对程序进行了测试.基于MAPGIS的概率性地震危险性分析程序提供友好的人机交互界面,提高了地震危险性分析的可操作性,更重要的是帮助用户从空间数据中挖掘更多的信息.

关键词：概率性地震危险性分析地理信息系统空间分析

基于图切地质剖面的区域成矿地质体三维建模与资源评价——以桂西南地区锰矿为例

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吉林大学学报（地球科学版） 2017年第3期47卷 933-948页

作者：张宝一杨莉陈笑扬邓浩毛先成中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室/地球科学与信息物理学院长沙410083 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 美国犹他大学地质与地球物理系犹他州盐湖城84112

以成矿规律研究和成矿条件分析为基础的二维成矿定量预测方法难以精确表达含矿地层的三维空间分布情况,导致其预测结果的可靠性差。本文针对矿产资源预测评价中的真三维地学分析需求,以平面地质图和图切地质剖面图为三维地质建模的数据... 详细信息

以成矿规律研究和成矿条件分析为基础的二维成矿定量预测方法难以精确表达含矿地层的三维空间分布情况,导致其预测结果的可靠性差。本文针对矿产资源预测评价中的真三维地学分析需求,以平面地质图和图切地质剖面图为三维地质建模的数据源,按照线框架建模的技术思路,由剖面轮廓线和地面地质界线联合重构了成矿地质体的三维表面,较好地表达了桂西南地区成锰地质体在三维空间中的分布情况。同时,为了分析三维空间中锰矿资源量的分布情况,本文采用规则体元将研究区的三维地质空间分割为连续场,并结合区域锰矿二维成矿定量预测的成果,获得了研究区1 000m以浅含锰地层中锰矿资源量的三维空间分布:研究区锰矿资源量主要集中在上泥盆统(以五指山组为主,5 036万t)和下三叠统北泗组(3 447万t);而下石炭统大塘组资源量仅为566万t,以前的二维预测对该地层内赋存的锰矿资源量估计偏高。三维预测较好地反映了含锰地层三维形态对锰矿分布的控制作用,为研究区锰矿定量预测提供了新的技术手段。

关键词：图切地质剖面地质体三维建模锰矿三维预测资源量

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一种基于距离场的三维地质空间属性插值方法

地质与勘探 2019年第6期55卷 1510-1517页

作者：黄岸烁张宝一中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074

针对根据一系列属性等值线剖面/断面数据进行三维空间插值问题,笔者提出一种基于距离场的三维空间属性插值方法。首先,根据对应属性等值线轮廓生成三维等值面;然后,构建属性等值面的三维距离场;最后,对于空间内任意点属性,根据其两侧等... 详细信息

针对根据一系列属性等值线剖面/断面数据进行三维空间插值问题,笔者提出一种基于距离场的三维空间属性插值方法。首先,根据对应属性等值线轮廓生成三维等值面;然后,构建属性等值面的三维距离场;最后,对于空间内任意点属性,根据其两侧等值面的距离场数据进行线性插值求取,从而生成整个三维空间内的属性场模型。将该方法应用于某铜矿区的可控源音频大地电磁法(CSAMT)剖面数据,在已知视电阻率等值线剖面的基础上,插值得到三维空间的视电阻率场,可用于揭示地下空间物性分布和预测隐伏矿体等。

关键词：距离场属性场插值三维空间 CSAMT 铜矿区

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地球化学场及其在隐伏矿体三维预测中的作用

岩石学报 2018年第2期34卷 352-362页

作者：张宝一陈伊如黄岸烁陆浩成秋明中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074

本文从物理学"场论"的角度介绍了地球化学场的概念,并从场源、场作用及地球化学指标分布三个基本要素出发阐述了地球化学场的扩散、对流-扩散的动力学机制。首先,按照采样介质,将地球化学场分为原生的岩石地球化学场,以及次生的土壤、... 详细信息

本文从物理学"场论"的角度介绍了地球化学场的概念,并从场源、场作用及地球化学指标分布三个基本要素出发阐述了地球化学场的扩散、对流-扩散的动力学机制。首先,按照采样介质,将地球化学场分为原生的岩石地球化学场,以及次生的土壤、水系沉积物、水文和气体地球化学场,描述了组成各类地球化学场的要素。其次,将地球化学场的分析方法概括为静态的空间结构分析和动态的时空结构分析两种,提出要以场的动力学机制为基础,利用地球物理学中的正、反演理论来研究四维时空中地球化学场的发展和演化。最后,探讨了地球化学场时空结构分析与三维地学模拟两者之间彼此补充和相互验证的关系,三维地学模拟构建的场源及空间介质模型,为地球化学场的正、反演提供了初始条件,地球化学场反演的结果又可用来修正三维地质模型;探讨了地球化学场与大数据分析技术间的关系,即采用大数据的"数据驱动"的思路来挖掘其与多元地学数据之间的隐性联系,探索其与成矿过程的关联性。地球化学场与三维地学模拟、大数据分析技术的结合将为隐伏矿体三维预测中地下成矿物质的分布和演化提供依据。

关键词：地球化学场正反演时空结构三维地学模拟大数据

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长株潭地区土壤As含量遥感反演精度评价

地理空间信息 2022年第6期20卷 7-11,16页

作者：成功罗丹张洪瑞邓小青张宝一中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 湖南工商大学数学与统计学院湖南长沙410205

针对反演结果精度检验缺少空间信息的问题,以长株潭地区为研究区,采用神经网络方法建立土壤As元素含量与遥感反射率的反演模型,并引入混淆矩阵和空间精度评价方法对反演结果进行精度评价。研究结果表明验证数据R^(2)可达0.72且误差较小... 详细信息

针对反演结果精度检验缺少空间信息的问题,以长株潭地区为研究区,采用神经网络方法建立土壤As元素含量与遥感反射率的反演模型,并引入混淆矩阵和空间精度评价方法对反演结果进行精度评价。研究结果表明验证数据R^(2)可达0.72且误差较小;混淆矩阵显示极值点的用户精度和产品精度分别为0.64和0.66,总体分类精度为0.77;实测数据提取出10个As含量高值区,反演结果提取8个高值区,高值区数量识别正确率为0.8;8组高值区质心间最小距离为0.52 km,最大距离为4.17 km,面积重叠指数为0.58。评价结果说明As元素含量尤其是极值区空间分布的一致性,评价方法能够较好地表达产品的空间分布及精度。

关键词： BP神经网络多光谱遥感定量反演混淆矩阵空间精度评价

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层次风格固体矿产储量估算软件体系结构设计

计算机应用研究 2007年第8期24卷 255-257,261页

作者：尚建嘎刘修国张宝一中国地质大学信息工程学院武汉430074

在分析国内外固体矿产勘察资源储量估算软件研发、应用现状以及存在的主要问题基础上,借鉴现代软件体系结构设计中的分层系统设计思想,提出了系统的软件分层体系结构和数据库的分层体系结构。实际项目证明这一体系结构具有易于实现、灵... 详细信息

在分析国内外固体矿产勘察资源储量估算软件研发、应用现状以及存在的主要问题基础上,借鉴现代软件体系结构设计中的分层系统设计思想,提出了系统的软件分层体系结构和数据库的分层体系结构。实际项目证明这一体系结构具有易于实现、灵活、易扩展、便于复用的特性。

关键词：层次体系结构储量估算地理信息系统三维可视化

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红透山铜矿外围隐伏矿体三维定量预测

中国有色金属学报 2012年第3期22卷 863-871页

作者：张宝一吴湘滨王丽芳刘文玉杜方中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

介绍红透山铜矿外围隐伏矿体三维定量预测的技术组合和方法体系。首先,借助三维可视化仿真环境,实现红透山铜矿的地表面、矿体、断层、地层实体模型的三维可视化。其次,将成矿信息场、地层形态场、断裂影响场、地球物理场等多元地学空... 详细信息

介绍红透山铜矿外围隐伏矿体三维定量预测的技术组合和方法体系。首先,借助三维可视化仿真环境,实现红透山铜矿的地表面、矿体、断层、地层实体模型的三维可视化。其次,将成矿信息场、地层形态场、断裂影响场、地球物理场等多元地学空间数据在统一的三维空间数据场构架下有效集成,实现了三维空间信息的综合研究和地学多专业的有机结合。其次,基于三维地质空间相关场分析,为三维定量预测提取定量指标集和建立预测模型。最后,使用三维定量预测模型对红透山矿外围的矿化位置与分布规律进行预测和评价,圈定找矿靶区。三维地质建模与可视化及三维地质空间相关场等技术的使用,为进行红透山矿外围隐伏矿体在三维空间中的分布及形态的定量预测提供支撑。

关键词：红透山铜矿危机矿山外围隐伏矿体三维定量预测