地质统计学新进展

地质统计学(空间信息统计学)是数学地质领域中一门发展迅速且有着广泛应用前景的新兴科学。结合地质统计学发展现状,对地质统计学的新进展进行了研究,从地质统计学理论体系、应用及软件开发等方面探讨了地质统计学的发展前缘。并指出时空多元技术、条件模拟、非参数和非线性将是地质统计学今后的发展趋势。     

数学地球科学跨越发展的十年:大数据、人工智能算法正在改变地质学

近十年是科学研究从问题驱动向数据驱动转变的转折时期,科学研究的第四范武—数据密集型科学发现应势而生.这期间,大数据与人工智能算法的引入使数学地球科学实现跨越式发展,并正在改变地质学.机器学习是使计算机具有智能的根本途径.深度学习,即多层神经网络的方法,是一种实现机器学习的技术,是过去几年大数据与数学地球科学研究的最重要的热点.贝叶斯网络是贝叶斯公式和图论结合的产物,可用来建立矿床地质的成因网络,进而理解矿床成因.地质大图形问题可以转化为大型的复杂网络空间问题和社区结构问题,社区分析技术可用于地震预报、地质网络分析、特殊地质现象识别、矿床预测.关联规则和推荐系统算法在地质研究中已有成功的应用实例.化探数据及其异常经常包含复杂和非线性模式,深度学习在智能识别与提取复杂地质条件下地球化学异常具有优异的能力,卷积神经网络、堆叠自编码机等是较为常用和有效的方法.非线性矿产资源预测、基于GIS和三维地质建模的三维成矿预测及相应的软件系统得到持续改进.三维虚拟仿真建模技术的应用实现了多模态、跨尺度地学虚拟现实与多维交互,地质过程数值模拟等已有创新性进展.区块链技术以及OneGeology、玻璃地球、深时数字地球等大地质科学计划,将在整合全球地质大数据、共享全球地学知识、推动数学地球科学学科发展方面起到重大的推动作用.     

关于数学地质

为了实现我国的四个现代化,尽快地发现各种各样的矿产资源。那就需要最合理地进行普查和勘探,研究各种矿床形成的理论,这一切都与地质科学的理论发展紧密相关。然而作为各种科学发展基础的精密科学——数学,在电子计算机这个卓绝的计算工具广泛应用的今天,如何起到推动地质科学的发展作用,当然是大家感到兴趣的事。“数学地质”(或地质数学)这个数学与地质结合在一起的名词,常被人们所提及或称道,但对于“数学地质”的含意是什么?它究竟包含些什么分支和内容?有些什么方法?国际国內有些什么有关的学术组织和简况?就不一定为大多数人所了解了,即使     

方差分析在物探及化探工作中应用的探讨

目前数学地质已为地质科学定量化打下了良好的基础,并且正在探索地质科学中的一些核心问题。发展数学地质学科是一项任重而道远的任务。在地质工作中,特别是利用物探和化探找矿,是比较普遍常用的方法,在其工作的过程中也尚存在一些问题。例如:在物探测井中,根据测井资料进行     

数学地质的展望

二十多年来,数学地质一方面作为一门边缘科学,围绕着基础地质、矿产地质和环境地质三大类地质工作前进、发展,它标志着地质科学已进入一个新的阶段——定量地质学和模拟地质学,所以,数学地质不仅对促进地质科学的发展有重要意义,而且对解决生产实际和科学研究问题也起着重要作用。另一方面从理论上已逐步构成由概率理     

中国学者在数学地质学科发展中的成就与贡献

在过去的四十年里, 中国学者在矿产资源定量预测与评价、非线性地质学等领域取得了大量研究成果, 如提出和发展了地质异常定量预测理论、“三联式”数字找矿理论、综合信息成矿预测方法、混沌边缘成矿理论、多重分形矿产预测理论与非线性信息提取和综合技术(如C-A模型和S-A模型、模糊证据权模型)等, 并在矿产勘查、环境和地质灾害预报中得到广泛应用.中国学者对数学地质学科的发展做出了重要贡献, 并在国际数学地球科学协会、重要学术期刊和学术会议上担任重要职务.中国数学地质学科已经形成了一些具有较大学术影响的优势领域和特色方向, 并成为当今国际数学地质研究中心之一.      

数学地质浅谈

一数学地质的出现是地质科学发展的必然产物革命导师马克思曾经说过:"科学仅当它成功地利用数学时才达到完整程度."逐步发展并开始推广应用的数学地质,正是这一伟大预见的具体实践和必然产物.地质工作的迅速发展,仪器分析和记录自动化程度的提高,使各种地质观测数据和实验数据大量增加,这就向地质工作者提出了如何对大量的地质数据及时而系统地进行整理、综合分析,从而更深刻地揭示地质现象和理解地质过程的新课题.随着国家对矿产资源需求的日益增长,地质工作的难度也愈来愈大,同样要求对各种地质体在空间和时间上的变化提出     

PC—1500袖珍计算机数学地质应用程序

前言多变量统计分析(或称多元统计分析)是应用数理统计的方法来研究解决地质多指标问题的理论和方法。随着地质科学向定量化发展,向着宏观和微观的深入研究,地质与数学的必然结合,从而产生了数学地质,而多元统计分析目前已成为数学地质的主要内容之一。运用多元统计分析方法处理物、化探、地质观测数据,对成矿规律的研究、岩体评价、矿产统     

什么是数学地球科学及其前沿领域?

数学地质或者数学地球科学作为一门自然科学与地球科学的交叉学科,长期以来缺乏统一的学科定义,导致了学界对该门学科的理解常常出现偏差,甚至常常不把其作为一门独立学科,一定程度上影响了学科的发展。笔者曾任国际数学地球科学学会的执行主席、副主席、主席十余年,见证和领导了国际数学地球科学学会从数学地质向数学地球科学的转变,以及学会相关的杂志、会议等名称和内容的更新。期间于2014年在学会年度报告中提出了数学地球科学的新定义和学科内涵,2018年在庆祝学会50周年的数学地球科学手册中详细论述了数学地球科学学科的定义、内涵、贡献和前缘等。本文将在以上数学地球科学新的学科体系框架下探讨数学地球科学的主要贡献、科学进展、学科前缘和科普教育。在回顾学科发展历史的基础上分析了数学地球科学与数学地质学的差异,介绍了数学地球科学在大地测量和地球物理学、板块构造理论、地球化学、沉积学、地理信息系统、矿产资源和能源预测等领域的重要贡献。从国际地球科学前缘方向分析了数学地球科学的学科前缘,介绍了定量研究地球复杂性、大数据-深度机器学习与复杂人工智能等新的学科增长点。回答诸如什么是数学地球科学?数学地球科学家对地球科学的贡献?数学地球科学是否处在地学前缘等问题。     

基于深度学习的地质找矿大数据挖掘与集成的挑战

基于深度学习的地质找矿信息挖掘与集成已经成为数学地球科学的前沿领域.深度学习作为一种具有多级非线性变换的层级机器学习算法,在地质找矿大数据挖掘与集成中仍处于探索阶段,还有一系列问题亟需解决.以卷积神经网络为例,探讨了基于深度学习的地质找矿大数据挖掘与集成过程中两大挑战:训练样本不足和深度学习网络模型构建困难,重点分析了基于复制和添加噪声的地质找矿数据增强技术并开展了多组对比实验,构建了适用于地质找矿大数据挖掘与集成的训练样本和卷积神经网络模型.该模型对闽西南铁多金属成矿区的地质、地球物理和地球化学等多源数据进行了特征提取与集成融合,圈定了找矿远景区,为该区进一步找矿提供了科学依据.      

数学地质的主要进展和发展趋势

数学地质是地质学的一个重要的新分支。本文涉及数学地质在几个领域的主要进展,分形、耗散结构、灰色系统模型和模糊数学在地质学中的应用。分形已成功地应用于准晶体微粒结构、断层系统和地质构造分布、多孔介质、地质体表面粗糙度和其他问题研究。耗散结构已应用于矿物离解过程、热液成矿作用动力学、混合岩成因以及地壳地幔的结构和运动等的研究。灰色系统理论在水文地质、工程地质、环境地质和矿床预测的很多问题中得到应用。模糊数学是解决很多地质问题的有用的定量工具。最后,讨论了数学地质的进一步发展趋势。     

城市地面沉降研究现状与展望

第四届地面沉降国际讨论会及我国“八五”科技攻关成果表明，我国地面沉降研究及防治工作，由于引进系统思维方式、非线性科学的新理论与方法及计算机技术，融地球科学、环境科学和社会科学为一体进行综合研究，成果显著，目前已进入以数学模型预测为主的动态微量控沉阶段。这要求我们加深沉降机理研究。抽汲地下水形成的地面沉降研究的核心与难点是粘性土中孔隙水运移问题，它也是土体环境地质和外动力地质灾害研究的前缘热点，应引起人们的高度重视。     

现代系统科学理论与工程地质系统观

本文介绍了现代系统科学理论的基本框架以及其形成和发展历史。结合工程地质的应用与实践，提出了工程地质问题分析与评价的八要系统科学原理。     

Forecasting and Decision-Making of Systematic Theories for Engineering Geology in Environmental Geoscience

INTRoDUCTION'Therearemanyproblemsofenvironmentalgeoscience.Theirfactorsofaffectionareverycomp1icated.Theyareal-mostfromtheearth,othercelestialbodiesandthebiosphere,especiallythefactorsofhumanaction.Becausethedevelop-mentofgeologicalenvironmentwillnotstop,theactionsofslopeandcatastrophesappearuninterruptedly,andenviron-mentdeterioratesfast.BAS1CTHEoRIESANDDEDUCTIONSoFPR1NC1PLESBiomathematicianVerhulstrevisedMalthusmode1andproposedthatarestrictingtermwasadded.ItisorY'=ap(t)[1…     

Ecological geology,environmental geology,geoecology: Contents and relations

The contents and relationships of environmental geology, ecological geology, and geoecology are discussed. It is shown that they differ in their subjects, directions and objects of investigation, as well as their scientific and practical tasks. Hence, these concepts and the spheres of knowledge they determine can be neither identified with nor substituted for each other because this inevitably causes terminological confusion and hampers the development of ecological problems, and not only in geology. Environmental geology, by its content, is a collection of data obtained by traditional geological sciences and has no specially developed conceptual base. It is an anthropocentrically oriented field of geological knowledge, unlike ecological geology, which is oriented biocentrically and has a wider volume. Geoecology is an interdisciplinary science studying the effect of all abiotic spheres of living matter. Ecologically oriented geological sciences are intended to provide information on only one of these spheres—the lithosphere.     

Directions and possibilities of mathematical geology

This paper considers the present state of mathematical geology. Three directions are recognized: applied, theoretical, and mathematical. Applied mathematical geology includes formal use of mathematics to solve problems and computer processing of data. Success is achieved by a correspondence of mathematical methods used to the nature of geological data. This correspondence can be demonstrated by purely mathematical means. Theoretical mathematical geology uses mathematics as a language of geology; however, a number of methodological problems must be solved: formalization of initial geological concepts and creation of a strict conceptual basis, substantiation of initial principles of mathematical simulation, creation of theoretical geological models, problems of elementary and coincidence in geology, and methodological substantiations of possibilities of any mathematical model to approximate geological models. The essense and significance of these problems are considered. The main task of mathematical geology is to prove its correspondence to the nature of the geological objects studied, geological data obtained, and geological problems solvable. Finally, the main problems of mathematical geology are not so much mathematical as geological and methodological.     

论地球科学

地球科学的基本任务是认识地球,并为矿产资源勘查、环境保护和灾害防治服务。国民经济建设对地球科学有广泛的需求。它需要在地球科学取得规律性认识的指导下,解决大量微观的实际问题,而这些实际问题的解决,又将积累起丰富的资料,推动地球科学的进展。地球科学包括地质、地球物理、地球化学以及其它有关学科。无论是认识地球,还是为国民经济建设服务,都要求对各种地球科学资料进行综合研究,以期获得比较全面的认识。地球是一个处于运动中的巨系统,它不仅体积庞大,结构和成分复杂,而且有漫长的演化历史。因此,对地球的研究必须分层次进行,而宏观认识将具体指导微观调查。整个２０世纪的重大成就是对地球的认识经历了大陆漂移、海底扩张和岩石层板块大地构造的发展,基本上建立起以活动论为内涵的全球构造观。在板块构造的宏观指导下,地质、地球物理与地球化学的系统总结,已经建立起中国大地构造格架及其演化史,尽管还有许多问题有待于深入解决,但它毕竟说明沉积盆地与矿产资源分布的大地构造环境。在宏观认识的基础上,还必须对区域地质作中观分析,例如通过详细的地质、地球物理和地球化学综合研究,进一步了解造山带、盆地及其间的关系。应该指出,只有深刻地认识区域地质特色,才能?     

我国工程地质学发展战略的思考

本文就我国工程地质学在十一五期间的发展战略进行了讨论,包括工程地质学面临的机遇和挑战;围绕的科学问题;在我国地球系统科学发展中的作用以及今后的发展趋势等。     

地质大数据特点及其合理开发利用

大数据的合理开发与利用将开辟一个新的认知空间,提出解决各种实际问题的新模式,催生一个前所未有的数字经济新领域和开创一个新的人类生活方式。"数学地质"与"信息技术"结合形成"数字地质"。"数字地质"是地质科学的"数据科学"。地质数据科学是用数据的方法研究地质学,根据地质数据的特点和地质工作的需要研究和开发利用地质大数据。本文概述了地质数据的混合性、抽样性、因果性、时空性、多态性和多元性等主要特点,提出地质大数据的开发利用宜首先建立"知识库",据此建立"数据库""模型库"和"方法库",以便有针对性地做到获取、分析、研究和应用大数据。