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可解释性矿产预测人工智能模型

中国科学：地球科学 2024年第9期54卷 2917-2928页

作者：左仁广成秋明许莹杨帆帆熊义辉王子烨 Oliver P.KREUZER 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 中山大学地球科学与工程学院珠海519000 Corporate Geoscience Group(CGSG) PO Box 5128 Rockingham BeachWA 6969Australia Economic Geology Research Centre(EGRU) College of Science and EngineeringJames Cook UniversityTownsvilleQLD 4811Australia

矿产资源潜力评价主要目的之一是通过整合和分析地质找矿大数据以缩小找矿区域.地质找矿大数据具有数据量大、结构复杂等特征,常常无法对其进行有效地处理和解释.人工智能算法是挖掘地质找矿大数据中潜在非线性矿化模式的有效工具,已经... 详细信息

矿产资源潜力评价主要目的之一是通过整合和分析地质找矿大数据以缩小找矿区域.地质找矿大数据具有数据量大、结构复杂等特征,常常无法对其进行有效地处理和解释.人工智能算法是挖掘地质找矿大数据中潜在非线性矿化模式的有效工具,已经在矿产预测领域表现出优越性能.然而,人工智能驱动的矿产预测目前面临一些挑战,如可解释性差、泛化能力弱、预测结果与物理规律不一致等.本文在前人研究的基础上,将领域知识嵌入人工智能驱动的矿产预测全过程,建立了更加透明和可解释的矿产预测人工智能模型.该模型提供了强大的成矿知识和专家经验指导矿产预测人工智能模型训练的全过程,包括数据输入、模型设计及模型输出等环节,从而提高矿产预测人工智能模型的可解释性和预测性能.总体而言,可解释性矿产预测人工智能模型实现了整个建模过程中先验知识和专家经验的嵌入,为未来矿产预测研究提供了一个有价值和前景的方向.

关键词：人工智能矿产预测地质找矿大数据领域知识可解释性

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促进民营经济在重庆战略性新兴产业发展中发挥更大作用的对策研究

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重庆经济 2024年第3期 29-33页

作者：重庆市综合经济研究院课题组赵飞陈可成秋明贺诗倪不详

习近平总书记指出,民营经济是我国经济的重要组成部分,应当成为转变经济发展方式和发展战略性新兴产业的中坚力量。7月19日,中共中央、国务院出台《关于促进民营经济发展壮大的意见》,提出“促进民营经济做大做优做强,在全面建设社会主... 详细信息

习近平总书记指出,民营经济是我国经济的重要组成部分,应当成为转变经济发展方式和发展战略性新兴产业的中坚力量。7月19日,中共中央、国务院出台《关于促进民营经济发展壮大的意见》,提出“促进民营经济做大做优做强,在全面建设社会主义现代化国家新征程中作出积极贡献”。民营经济拥有“56789”特征,是重庆实现高质量发展的主力军,且拥有快速的市场反应能力、灵活的决策机制等市场竞争优势,能够抓住稍纵即逝的市场机遇,可在战新产业发展中大显身手。

关键词：民营经济战略性新兴产业市场竞争优势市场机遇市场反应能力转变经济发展方式对策研究决策机制

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极端地质事件定量模拟与预测

中国科学：地球科学 2022年第6期52卷 975-991页

作者：成秋明中山大学地球科学与工程学院珠海519000 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083

研究地球演化过程中发生的一系列重大地质事件(如板块聚散、气候极冷与极热、生物灭绝与复兴、地震与火山、成矿与成藏等),对了解地球演化的“突变”规律和深入认识宜居地球的物质-生命-环境协同演化均具有重要意义.然而,由于重大地质... 详细信息

研究地球演化过程中发生的一系列重大地质事件(如板块聚散、气候极冷与极热、生物灭绝与复兴、地震与火山、成矿与成藏等),对了解地球演化的“突变”规律和深入认识宜居地球的物质-生命-环境协同演化均具有重要意义.然而,由于重大地质事件发生的时空异常性和复杂性,导致经典数理模型无法有效应用于这类事件的定量化研究.长期研究发现,这类极端地质事件往往具有“奇异性”(在狭小的空间或时间间隔中物质超常聚集与亏损或能量巨量释放与吸收的异常性).在此基础上,给出了极端地质事件的定义,提出了定量研究极端地质事件的“分形密度”概念和度量指标,建立了“局部奇异性”度量模型和计算方法,并在大数据应用基础上成功应用于以上多种极端地质事件的定量表征、模拟和预测,形成了具普适性的极端地质事件定量化研究的奇异性理论和方法体系.

关键词：地球科学复杂性极端地质事件非线性地质过程数学地球科学分形密度

定量确定胶东毕郭地区勘查地球化学异常的分布方向及地质意义

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地学前缘 2023年第2期30卷 440-446页

作者：朱平平刘岳成秋明昆明理工大学国土资源工程学院地球科学系云南昆明650093 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074 中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082

胶东地体因发育大量的中生代金矿床而举世闻名。但其金矿床成因仍存在争论,争论的焦点之一为:金矿床是受浅部的构造控制,还是受深部的地球动力学背景,也就是西太平洋板块俯冲后回撤控制。为了进一步定量揭示矿床成因和与金矿床相关的地... 详细信息

胶东地体因发育大量的中生代金矿床而举世闻名。但其金矿床成因仍存在争论,争论的焦点之一为:金矿床是受浅部的构造控制,还是受深部的地球动力学背景,也就是西太平洋板块俯冲后回撤控制。为了进一步定量揭示矿床成因和与金矿床相关的地质异常事件,本文在前人基础上,选取了浅地表构造发育不显著的胶东毕郭地区的1∶50000的勘查地球化学数据,进行了Au元素数据的异常提取和分解;依次应用局部奇异性→局部奇异性-分位数→Fry方法,进行了定量表征和优选方位的确定。研究结果表明,Au元素的异常富集集中在3个方向:北东(或南北)、东西或北西向,正好对应了该地区中生代西太平洋板块俯冲和回撤、新生代早期华南板块的北向运动、新生代中期郯庐断裂带的大规模平移走滑的地质过程和叠加效应,这意味着胶东Au元素的富集和金矿床的形成受深部地质过程控制明显。本文研究对定量确定胶东Au富集受板块运动影响提供了地质证据,也对矿床尺度的矿化方向和找矿勘查具有一定的科学意义。

关键词：局部奇异性元素富集方向勘查地球化学金矿床胶东地体

胶东和鲁西金矿床空间分布分形差异及对金来源的启示

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矿床地质 2023年第3期42卷 639-645页

作者：朱平平刘岳成秋明昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 中国地质大学资源学院湖北武汉430074 中山大学地球科学与工程学院广东珠海519000

胶东和鲁西地体发育大量的中生代金矿床,其金元素的来源一直是学术界争论的焦点,可能的来源方式为:交代岩石圈地幔、前寒武纪变质基底和中生代二长花岗岩。为了进一步厘定金的来源,文章从金的富集阶段模式和金矿床是金元素超常富集地质... 详细信息

胶东和鲁西地体发育大量的中生代金矿床,其金元素的来源一直是学术界争论的焦点,可能的来源方式为:交代岩石圈地幔、前寒武纪变质基底和中生代二长花岗岩。为了进一步厘定金的来源,文章从金的富集阶段模式和金矿床是金元素超常富集地质体的思想出发,运用金矿床的空间分布数据和空间分析的分形地质统计方法,进行了研究。研究结果发现,胶东金矿床(N=823)具有一阶段的空间分形分布模式,其分形维数α=0.726,具有单一来源或单一成因的特征;结合前人研究和克拉通破坏和西太平洋俯冲的地质背景,推断胶东金元素极有可能是单一的交代岩石圈地幔来源;而胶东地体西侧鲁西地体中发育的金矿床(N=139)则具有二阶段的空间分形分布模式,其分形维数分别为α_(1)=1.630和α_(2)=0.850,具有2种金元素来源或2种成因类型的特征,可能分别对应着早前寒武纪变质岩及韧性剪切带有关金矿床和晚中生代岩浆活动有关金矿床空间分布的分形维数,后者的值与胶东地体的分形维数相近,结合前人研究,推测鲁西部分金矿床来源于交代岩石圈地幔的贡献,另一部分则可能来自于花岗质岩浆。

关键词：地质学金来源空间分布分形模式胶东鲁西

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非线性矿床模型与非常规矿产资源评价

地球科学（中国地质大学学报） 2003年第4期28卷 445-454页

作者：成秋明中国地质大学地球系统和矿产资源工程实验室

探讨了建立非线性矿床模型对难识别的非常规矿产资源评价的可能性 .首先评述了非线性理论在成矿动力学和矿产勘查中的应用 ,以及非常规矿床与非常规矿产资源评价的研究现状 .然后引进了以岩浆结晶分异成矿作用为例的多维分形非线性成矿... 详细信息

探讨了建立非线性矿床模型对难识别的非常规矿产资源评价的可能性 .首先评述了非线性理论在成矿动力学和矿产勘查中的应用 ,以及非常规矿床与非常规矿产资源评价的研究现状 .然后引进了以岩浆结晶分异成矿作用为例的多维分形非线性成矿系统模型 .在此基础上揭示了非线性成矿系统必然导致元素富集和聚集的奇异分布及矿床分布的广义自相似性规律 .广义自相似性刻画了成矿的外在多样性和内在相似性 .介绍了 2种最新研究的“奇异分析”和“广义自相似性”异常分解方法 .采用文中所建议的非线性矿床模型方法对加拿大北部Gowganda地区的热液型Co ,Ni,Ag ,As,Pb 5种元素矿产进行了预测和评价 .结果表明 ,以“广义自相似性”和“奇异分析”为基础的非线性矿床模型及GIS信息综合技术对非常规难识别矿产资源评价是有效的 .

关键词：非线性矿床模型广义自相似性理论奇异分析方法成矿系数 GIS信息综合

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空间模式的广义自相似性分析与矿产资源评价

地球科学（中国地质大学学报） 2004年第6期29卷 733-744页

作者：成秋明中国地质大学岩石圈演化与矿产资源重点实验室

尺度不变性 (scaleinvariance)包括自相似性 (各向同性 )、自仿射性 (成层结构 )、广义自相似性 (各向异性标度不变性 ) ,是由各种地质过程和地质事件所产生的地质特征和模式的本质属性 .尺度不变性可用分形和多重分形模型来表征 .这些... 详细信息

尺度不变性 (scaleinvariance)包括自相似性 (各向同性 )、自仿射性 (成层结构 )、广义自相似性 (各向异性标度不变性 ) ,是由各种地质过程和地质事件所产生的地质特征和模式的本质属性 .尺度不变性可用分形和多重分形模型来表征 .这些尺度特征的定量化可为刻画地质空间模式和模式识别提供有力的工具 .例如 ,热液矿床的群聚现象可以用局部分形特征(局部奇异性 )来刻画 .通过在特征空间中 (如频率空间 )识别空间模式的广义自相似性 ,可以将空间混合模式进行分解或异常的识别 .介绍了几种相关的分形模型和方法 ,包括度量空间模式广义尺度独立性 (GSI)的线性模型 ;基于广义尺度独立性的异常分解S -A方法 ;度量空间模式的局部奇异性方法 ;以及如何利用分形特征预测未发现矿床的 2种方法 .有些方法已应用于许多矿产资源评价实例中 .给出了对加拿大NovaScotia省西南部湖泊沉积物样品中的 4种元素As、Pb、Zn和Cu的地球化学数据处理分析结果 ,证明了局部奇异性分析和S -A异常分解方法对地球化学异常的增强和分离的有效性 .研究表明 :由S -A方法分解的异常往往具有多重分形的特点 ,而且普遍具有局部奇异性 .研究区内具有明显奇异性的地区(元素含量富集区 )是金矿异常区域 ,它们与金矿成矿作用和已知矿床的赋存密?

关键词：矿产勘查非线性系统多重分形 GSI 地质统计地球化学数据

增强证据权(BoostWofE)新方法在矿产资源定量评价中的应用

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吉林大学学报(地球科学版) 2012年第6期42卷 1976-1984页

作者：成秋明中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室约克大学地球空间科学与工程系

证据权方法是矿产资源定量评价的最常用方法之一,尤其是在GIS环境下,证据权方法具有简便、直观、易实现等优点。然而,证据权模型对证据图层之间满足条件独立性的要求过于苛刻。实际应用中证据图层之间往往不满足条件独立性而导致后验概... 详细信息

证据权方法是矿产资源定量评价的最常用方法之一,尤其是在GIS环境下,证据权方法具有简便、直观、易实现等优点。然而,证据权模型对证据图层之间满足条件独立性的要求过于苛刻。实际应用中证据图层之间往往不满足条件独立性而导致后验概率计算结果的偏差,这一数学模型上的缺陷严重影响到该方法的使用范围,甚至有时造成预测人员对如何构建证据图层的误解。提出了一种新的增强证据权的模型和计算方法:该模型按顺序加入证据图层,依次计算证据图层的条件权重,并以此累积更新后验概率;新的计算方法可依次对训练点集(预测对象)进行加权处理,并以此为基础逐次计算证据图层的条件权重。介绍了增强证据权理论模型和计算方法,并通过应用实例对比了普通证据权方法和增强证据权方法的应用效果。结果表明:由于增强证据权模型不要求证据图层之间具备条件独立性,它克服了证据权模型的缺陷,显著提高了证据权方法的应用精度,有望扩大证据权方法的应用范围。

关键词：证据权模型条件独立性后验概率信息综合矿产资源定量评价矿产预测

多重分形与地质统计学方法用于勘查地球化学异常空间结构和奇异性分析

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地球科学 2001年第2期26卷 161-166页

作者：成秋明 York大学地球大气科学系!加拿大多伦多M3J1P3 York大学地理系

勘查地球化学和地球物理场的局部空间结构变化性应包括空间自相关性以及奇异性 .前者可通过地质统计学中常用的变异函数来实现 ;后者可用多重分形模型进行刻划 .具有自相似性或统计自相似性的多重分形分布 (multifractaldistributions)... 详细信息

勘查地球化学和地球物理场的局部空间结构变化性应包括空间自相关性以及奇异性 .前者可通过地质统计学中常用的变异函数来实现 ;后者可用多重分形模型进行刻划 .具有自相似性或统计自相似性的多重分形分布 (multifractaldistributions)的奇异性 (α)可以反映地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律 .而多重分形插值和估计方法可以同时度量以上两种局部结构性质 (空间自相关性以及奇异性 ) ,因而 ,它不仅能够进行空间数据插值 ,同时还能保持和增强数据的局部结构信息 ,这对于地球化学和地球物理异常分析和识别是有益的 .应用该方法处理加拿大NovaScotia省西南部湖泊沉积物地球化学砷等元素数据表明 ,地球化学数据的局部奇异性在该区能够反映局部金和钨 -锡 -铀矿化蚀变带或岩相变化以及构造交汇等局部成矿有利部位 .

关键词：空间相关性局部奇异性元素富集与贫化多重分形