第四章 块体模型.doc

第四章 块体模型 第四章 Block Modeling 块体模型 第一节 块体模型的概念 综述 这一节将介绍在 Surpac块体模型中使用的术语和基本概念。 什么是Surpac块体模型 当前矿业软件中通行的概念是将块体模型与地质统计学相结合，是应用数学方法对品位分布进行建模，由于品位分布是在资源中受地质因素控制而明显存在的，从而形成一定约束条件下的品位模型。块体模型的精度取决于块体模型的结构和属性。在资源储量估算中，利用块体模型可以准确地进行资源量和品级报告。 Surpac 块体模型是数据库的一种格式，意味着其结构不仅可以存储和操作数据，还能修补来自于数据中的信息，这是和传统的数据库不同的地方，存储数据的时候更像内插替换一个值，而不是度量一个值。另外一个主要的不同在于这个值具有空间参照性。第三个不同在于块模型在打开的时候完全放在了内存中，实现了动态操作，如画等值线等属性，当然同时对内存也提出了较高的要求。 例如在地质数据库中，特征值都是和空间位置相联系的，然而，空间位置却不是和特征值有必要关系的。 块模型的部分空间是块的组成部分，每一个都和一个记录相联，这个记录是以空间为参照的，每个点的信息可以通过空间点来修改而并不仅仅是取决于其精确测量，空间参照就是一些额外的操作，对数据库的容量进行操作和查询，空间操作的方式是 INSIDE 和 ABOVE,在实体和表面文件中可以用，对于外部和下部空间的操作使用非逻辑操作，例如 NOT INSIDE 或者 NOT ABOVE。 块模型包含了一些组件 模型空间Model Space 模型空间是指立体体积，在块模型术语里其中什么都不存在。 属性 在建立的模型空间属性都是有条件的属性，这些属性可以是指定的，有序的，间隔的，可以是比率，也可以是字符，是数值，特征值可以通过别的属性值由计算得出，这些属性值都可以进行报告输出和可视化浏览。 约束 限制就是对空间操作符和物体的逻辑组合，可以用来控制对块的选择，对信息加以修复，或者对其进行内插值。最后这个约束可以保存为约束文件，这个文件的扩展名为 .CON. 模型本身在模型空间内是一个二进制的图形结构，通过存在的块和不存在块定义模型，模型文件的扩展名为 .MDL 块模型可以在任何位置应用，通过空间值的分布建立空间模型。 块模型的概念 下面的术语是 Surpac2000 模型定义中的术语 原点 模型的原点也就是左下角的最小的那个坐标点，坐标都使用笛卡尔坐标，原点是一些其它参数，如方位、倾角、插入的参照点。 范围 模型的范围包括了x, y, z方向的范围。 例如，如果模型覆盖了下面这个区域 3000mN to 3650mN 1500mE to 2100mE 120mEl to 270mEl 它的原点就应该是 Y3000 X1500 Z120 模型的范围应该是 Y650 X600 Z150 方位 模型的方位是指模型主轴与水平方向的角度，方位为0表示模型没有旋转，仍然是南北方向的。 倾角 模型的倾角是指垂直方向的角度，也就是与模型方向角平面正交方向的倾角，负值倾角是指模型向下倾斜的方位角度，倾角为0 就是表示模型的方位平面处于水平正常状态。 侧伏角 模型的侧伏角是指模型旋转前的水平线在旋转后与水平面的角度，这也是模型的倾斜度的参照，负的侧伏角表示模型整个看起来在水平方向以下，值为0表示水平块沿模型的方位方向分布。 用户块的大小 块的尺寸是指Y, X 和Z 方向的大小，块的尺寸由块模型的报告单位来决定，用户块大小也是内插块尺寸的一个取决因素。 用户块的大小依靠建模型的目的，参考数据空间的情况，例如等级控制、资源计算、露天矿优化。 例如，什么样的块大小适合于钻孔区域 100m x 100m大小的范围内，设置一个 5x5x5的块，是否是最小的块，是否能够最好地评估整个原始空间的资源价值，可能在这里， 25x25x10大小的空间更现实，占样品空间的1/3到1/4的大小。 每边最多可拥有的次级块 沿模型的每一条边的最多可拥有的块的数量肯定都是2的倍数，如 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512。 这个只需要满足基本的分辨率，前面有个例子，扩展范围 为Y650 X600 Z150 用户块的大小为 25x25x10 每条边的块的数量就是 26x24x15范围除以块的数量，这就意味着基本的分辨率（每边次级块的最大数目）将是 32 分辨率将稍微大于计算出来的最大的数值，同时满足这个分辨率是2的倍数，如果想要次级块，分辨率需要比这个基本分辨率还大。 软件中设定了标准次级模块（Standard）和可变次级模块（Variable），在标准次级模块中定义其次级模块在三个方向成一致的比例细分，但在可变型中，在三个方向可以分别不同的比例进行。 用这种方法，我们可以解释如何计算用户块大小的方法了，例如，用户块的大小是 25x25x10 ，限制在块之间的地质数据还能够分成更小的块 6.25x6.25x2.5，考虑到模型的大小和填充模型的数量这样的计算方法就非常重要了。 第二节 创建块体模型 模型定义 增加属性及背景值 创建约束文件 块体模型的显示 这一部分用到的功能如下 模型的定义 增加属性 保存块模型 数据准备用这个例子我们来研究一下块模型 在工作目录 c\ssi_v5.0-k\dem\training\blockmdl下 在40*40米的模型上，剖面上已经进行了地质解释，确定了两个直接的地质矿体带。 1．QPY－矿化物和石英-黄铁矿角砾岩伴生，走向035，倾向40w。 2．BIF－矿化物和带状的铁矿层伴生，走向030，倾向65w。 假设地层在海拔高度970以上被完全风化，，新鲜的岩层假设在海拔950米的位置。钻孔数据已经存储在相关的数据库和该软件地质数据库认可的数据文件中，包括 钻孔组合样 CMPQ1.STR - QPY的1米的钻孔组合样 CMPB1.STR - BIF的1米的钻孔组合样 点数据 SG1.STR - 线文件包括了特殊点的重力数据，如废物，矿化物带 地质 SAND1.STR - 砂带的地质解释（剖面） QPY7120.STR to QPY7520.STR 每40m - QPY带的地质解释（剖面） QPY1.STR,QPY1.DTM- QPY带的地质解译和实体模型 BIF1.STR, BIF1.DTM - BIF带的地质解释和框架（实体模型） DHT7120.STR to DHT7520.STR 每40 m 钻孔剖面 各种数据 TOPO1.STR, TOPO1.DTM - 地表面的线文件和数字化的地形模型 PIT1.STR, PIT1.DTM - 设计露天探槽的线文件和数字化的地形模型 熟悉一下这些线文件和DTM文件 建立块模型和品位模型流程 建立块体模型 建立块模型 实体模型 分析样品 充填单元块 确定块模型参数 样品 估值 品位模型 组合样品 计算变异函数并拟合 选择估值方法 样品处理 确定数据搜索参数 组合样品 变异函数理论模型 通过实际操作录像演示 创建块体模型 第三节 块模型赋值 直接赋值法 显示练习 距离反比法 普通克里格法 各项异性椭圆参数 综述 块模型处理的下一步是在块模型中填充值，评估菜单给出了几种关于块模型的值如何分配和解释的选择，这一节将研究一些更通用的方法 直接赋值法 最小距离法 距离反比法 被用来解释和分配的值的数据通常都在线文件上面，点的坐标数据存储在 Y, X 和 Z 字段中，内插替换值一般都存储在描述字段里。 常见的样品数据都保存在地质数据库中，然后从中提取数据，在创建一个被用来填充块模型的线文件的时候最好找到一个适合的方法。例如，钻孔样品（样品可以有长度或者存储在间隔表中）的结果您可以使用 组合钻孔，或者 由海拔来组合 来创建线文件这样就可以确保组合样的长度一致。如果您愿意，您可以通过地质表来限制组合。 您不能使用 摘取剖面进行品位计算（Extract Sections for Grade Calculations ），原因如下 样品（潜在的）将没有相同的长度 不能通过地质表来限制 第一个点的描述字段是空白的 而且，您也不能使用任何其它的组合或者摘录样品数据功能来准备块模型中被输入的线文件，这些功能的结果并不等同于长度参照的结果，因而不能被用来统计或者地质统计。 摘录样品数据能够被用来输入点型的数据。 块模型赋值的时候这些选择如下 最小距离法 分配一个值到离块质心最近的样品点 距离反比法 使用反方向距离解释块值 直接赋值法给块模型分配一个精确的纸 普通克里格法使用克里格法以地质统计研究中的方差参数来修改块模型中的值 指示克里格法 从线文件分配值 对于一条闭合的线，描述字段的值都可以作为落在其中的块的值 输入质心 直接从文本文件输入块质心的数据 下面的练习中，使用直接赋值分配值来给废石和矿岩分配比重值。 块体模型赋值 填充模型时候的距离反比法，是在模型质心最近的样品点的值修改块的值。指定的有效范围内的样品的权重是根据距块质心的距离反比得到的。 使用浏览工具浏览模型，查看金的值是否已经被正确的填充。 第四节 资源储量报告 块模型的报告 等值面 输出质心 综述 这一节将演示块模型报告功能的使用和相关的输出功能 块模型的报告 输出块模型的质心 块模型的报告 块模型的报告也就是创建一个用户定义的可以打印的报告，可以选择数值特征的平均或者合计的数值，也可以根据报告对某项特征进行排序，您可以创建一个报告模型，以后的报告都可以使用这个格式。 这个功能可以从主菜单中进入，选择 “块模型报告”，报告很容易生成 并且可以打印，下面我们就来做这方面的练习。 您可以选择不同的格式中的一个作为您创建的报告的格式，可选的格式如下 html – 使用于网页浏览 rtf – 一些文档处理软件包使用 pdf - Adobe Acrobat 格式 ps – 脚本文件 – 许多打印机可以直接读这个格式的文件 not – 原始的 Surpac 文本文件 csv – 很容易输入电子表格和数据库中 报告描述 报告表的表头可以任意长，所有的报告都有这个格式 报告的特征值 您可以罗列数值特征来计算其平均值。 由质量、体积或者什么也不用称重 质量是最常用，当使用质量时体积的计算因子必须给定，如加上一个指定的比重值。 报告 平均值或者合计值（指定的特征一般都可以计算出平均值或者合计总数，在报告中输出） 乘法因子体积 体积和质量都可以报告出来，如果您需要报告体积质量，那您就要通过一个固定的值或者通过一个指定的特征来计算体积。 特征分类 这里讲一种把某种特征在报告中分类排列的方法，这个例子中，报告通过海拔820到1020每10米进行一次分类，黄金品位将按指定的品位分类，报告中按z值的列成清单，表明每个海拔及其相应的品位范围。 下面通过实例演示进行块体模型的显示和报告 块体模型显示和报告 结束语 本指南是结合原版的基础上，在中文界面的环境中编写而成。由赵立军工程师翻译英文指南。计划分三部分，第一部分为基本功能介绍、地质数据库、实体模型和块体模型（由技术支持部经理胡建明编写2004/12），并将陆续编写第二部分为采矿设计、矿山测量和打印绘图（2005/3），第三部分为露天境界优化和生产进度计划2005/6。 本指南中尚有很多内容没有涉及到，我们会在今后的时间里补充完善。我们的期望是本指南能为广大的客户起到抛砖引玉的作用，为尽快掌握作合理解SURPAC软件起到应有的作用。 本指南中用到了屏幕录像软件，进行的实时操作记录，难免存在一些不理想的画面，望谅解。 如果在应用中遇到任何问题，请及时与我们联系 SURPAC 北京办事处 地址 北京市石景山路22号长城大厦516室 邮编 100043 电话 010 8868 2561/2562/2560 传真 010 8868 2560 邮箱 网址 146