Investigación sobre métodos de cálculo de pequeñas reservas minerales marinas

(Servicio Geológico Marino de Guangzhou, Guangzhou 510760)

Acerca del primer autor: Shao (1983-), hombre, maestro, dirección principal de investigación: tecnología 3S en el estudio de recursos, Monitoreo dinámico del entorno ecológico, aplicación y desarrollo en el océano digital. Correo electrónico: zkyscg@yahoo.com.cn.

El modelo tradicional de cálculo de reservas minerales se basa en la métrica euclidiana, que adolece de poca precisión cuando se aplica a cálculos de reservas minerales marinas a pequeña escala. Al estudiar las características de la proyección WGS1984, la proyección Mercator, la proyección Lamberto y la proyección Albers, se propuso un método para dividir entidades minerales y calcular la suma acumulada de volúmenes de entidades minerales entre rebanadas. Ha logrado mediciones precisas y cálculos de volumen de reservas bajo la proyección de mapas oceánicos a pequeña escala, discutió sistemáticamente cómo calcular las reservas de minerales oceánicos bajo el elipsoide irregular de la Tierra y proporcionó servicios básicos para la exploración de recursos marinos y la estrategia militar de mi país.

Palabras clave: Cálculo de reservas de predicción de mapas SIG de estudios marinos

1 Introducción

En los últimos años, la exploración de recursos ha cubierto la mayoría de las áreas terrestres. Cada vez más países están centrando su atención en el océano. Como enorme tesoro de energía y recursos, la importancia del océano en la economía nacional y la estrategia militar se ha vuelto cada vez más evidente. Los países compiten para formular planes y planes estratégicos para el desarrollo de la ciencia y la tecnología marinas, dando prioridad al desarrollo de nuevas tecnologías marinas [1]. La investigación marina se ha convertido en un punto candente y la innovación científica y tecnológica cambia cada día que pasa.

Dado que el océano es un área grande, es muy diferente de la tecnología de exploración de recursos terrestres, especialmente en el cálculo de las reservas minerales en grandes áreas del océano. La tierra es un elipsoide irregular. Al realizar estudios de mapas marinos a pequeña escala, el método europeo tradicional de estudio basado en aviones se deformará debido a la proyección del mapa y otras razones, lo que afectará seriamente la precisión de los cálculos de reservas [2]. Para eliminar este efecto, instituciones nacionales y extranjeras, incluida la Organización Europea de Exploración del Petróleo, han establecido una serie de fórmulas de conversión de proyecciones. La aplicación de estas transformaciones de proyección a proyecciones bidimensionales mejora hasta cierto punto la precisión de las mediciones del mapa. Sin embargo, actualmente no existe ningún método eficaz para abordar los errores de cálculo de reservas tridimensionales causados ​​por la deformación de la tierra. Con base en investigaciones anteriores, este artículo presenta un método basado en la transformación de proyección, estudia las características de la proyección WGS1984, la proyección Mercator, la proyección Lamberto y la proyección Albers, y propone dividir entidades minerales y calcular la distancia entre cortes. El método de suma acumulativa de. Los volúmenes de entidades minerales realizan la medición precisa y el cálculo del volumen de las reservas bajo la proyección de mapas oceánicos a pequeña escala, y discuten sistemáticamente cómo realizar la exploración y el desarrollo de los recursos oceánicos de mi país y el cálculo de las reservas de minerales oceánicos bajo el elipsoide irregular de la Tierra.

2 Descripción general de la previsión oceánica

En los mapas topográficos a escala básica de los océanos de mi país, los mapas topográficos con una superficie marina inferior a 1:500000 utilizan principalmente una proyección cilíndrica equiangular, también conocida como Mercator[1]. En la actualidad, la mayoría de las cartas náuticas utilizadas por los investigadores científicos en las empresas e instituciones estatales de mi país son proyecciones de Mercator. Sin embargo, al calcular las reservas minerales a pequeña escala en el océano, es necesario eliminar el error de deformación del mapa causado por la proyección de Mercator. Este artículo presenta la proyección de Albers y utiliza su característica de invariante de área en la transformación de proyección para eliminar errores y calcular reservas. En la dirección de profundidad del mineral, la distancia entre cortes se toma como la diferencia en los valores de profundidad.

3 Ruta Técnica

Las entidades minerales marinas a gran escala tienen grandes luces, deformaciones obvias en las proyecciones cartográficas y formas irregulares, lo que aumenta en gran medida la dificultad del cálculo de reservas. Este artículo presenta la tecnología de corte para cortar entidades minerales en superficies sólidas. Al calcular el volumen entre superficies sólidas y la acumulación de entidades entre cortes, se obtienen las reservas de entidades minerales. El diagrama esquemático (Figura 1) es el siguiente:

Figura 1 Porción de entidad mineral Figura 1 Porción de reserva mineral

La entidad mineral marina en la Figura 1 se divide en n segmentos, y el El volumen entre cada segmento es y es el volumen de toda la entidad. Cuando n se acerca al infinito, se acerca más al volumen real. El valor de n depende de la precisión de los datos de medición, es decir, la precisión de la longitud, latitud y profundidad.

3.1 Preprocesamiento de datos

3.1.1 Fuente de datos

1) Datos de profundidad del agua de velocidad de onda múltiple: los datos de haz múltiple se utilizan a menudo para el cálculo del volumen de cuencas lacustres. El principio de funcionamiento de la batimetría multihaz es transmitir y recibir ondas sonoras en una dirección de gran angular a través de un conjunto de transductores transmisores y receptores de ondas acústicas, y calcular cada punto de medición del haz a través de varios sensores (sistema de posicionamiento por satélite, sensor de movimiento, girocompás). , perfilador de velocidad del sonido, etc.) ubicación espacial. ), obteniendo así datos de profundidad de agua de alta densidad en forma de franja perpendicular al rumbo [6].

2) Datos de perfil sísmico: Los datos de reservas minerales marinas provienen principalmente de datos de fallas de perfiles sísmicos marinos. El método de exploración sísmica consiste en trazar líneas topográficas en el terreno, realizar una construcción sísmica a lo largo de cada línea topográfica, recopilar información sísmica y luego obtener perfiles sísmicos mediante procesamiento informático. La sección sísmica después de la interpretación geológica es como un cuchillo cortado del suelo, que muestra la estructura geológica subterránea en un espacio bidimensional (direcciones de longitud y profundidad) (Figura 2) [7]. En los perfiles sísmicos marinos, los números de disparo se pueden leer en función de los planos de falla y los datos de coordenadas de depósitos minerales se pueden leer en combinación con los datos de navegación.

Figura 2 Diagrama esquemático del perfil sísmico bidimensional Figura 1 Datos sísmicos bidimensionales

3.1.2 Almacén de datos

Datos de ubicación extraídos de multihaz o perfiles sísmicos deben almacenarse de acuerdo con el siguiente formato de base de datos:

Tabla 1 Estructura de datos de reservas minerales Tabla 1 Tabla de datos de reservas minerales

Los datos de longitud y latitud en la tabla deben almacenarse como Datos de proyección de Albers después de la conversión de la proyección.

3.2 Cálculo del área de la sección transversal

3.2.1 Vista de la sección transversal

Utilice el lenguaje SQL para buscar el valor límite del polígono con igual profundidad y Dibuja el plano de la sección transversal. El método es:

1) Utilice el lenguaje SQL para buscar datos con el mismo valor de profundidad en los datos de la base de datos.

2) Tome un dato específico (a1, b1) de todos los datos, que debe estar entre todos los valores de coordenadas (ax, bx).

3) Calcule el valor de la distancia L = sqrt[(B2-b 1)2+(A2-a 1)2] en sentido antihorario desde el ángulo de 0 grados de (A1). Calcule también la diferencia de ángulos. Si las diferencias de ángulos son iguales, tome el punto con el valor L mayor.

4) Conecte todos los datos extraídos en 3) en polígonos, que son cortes.

Cálculo de la sección

Para que los resultados del cálculo del área no se vean afectados por el elipsoide terrestre, la proyección de Mercator debe convertirse en la proyección de Albers. El método para convertir la proyección de Mercator en proyección de Albers en ArcEngine es el siguiente [4]:

El tamaño del punto es esriGeometry. IPoint

Establecer pPoint = nuevo punto

pPoint. PutCoords mx, mi

establecer pPoint. SpatialReference=pSpRef2

p punto. Aquí, la proyección de Mercator se implementa por primera vez como proyección WGS1984.

lon=pPunto. X

lat=pPunto. Y

Establezca pPCS=pSpRFc. CreateProjectedCoordinateSystem(esriSRProjCS_nad 1983 USA_Albers)

Establezca pSpRef2=pPCS

punto p. El proyecto pSpRef2 '' implementa la conversión de la proyección WGS1984 a la proyección Albers.

Lon = p punto. x' lon es el valor de longitud en la proyección de Albers.

Latitud = punto p. y' lat es el valor de latitud en la proyección de Albers [4].

ArcEngine es actualmente una popular herramienta de desarrollo secundario para el procesamiento SIG. Al convertir la proyección de Mercator a la proyección de Albers, es necesario convertir cada punto de coordenadas y la proyección W GS1984 generalmente se usa como proyección de conversión intermedia. Primero convierta la proyección de Mercator a la proyección WGS1984 y luego convierta la proyección WGS1984 convertida a la proyección de Albers.

La característica más importante de la proyección de Albers es que el área antes y después de la proyección permanece sin cambios. Este artículo utiliza el algoritmo de centroide para calcular el área. Los pasos específicos son encontrar primero el centroide del polígono, luego dibujar una línea recta desde el centroide hasta el vértice de cada polígono y finalmente sumar el área de cada polígono para obtener el resultado. Los pasos de cálculo se muestran en la Figura 3[4].

El método es [4]:

1) Primero recorra la base de datos, lea los valores de coordenadas de los datos con elevaciones iguales en la base de datos y forme un polígono plano. Encuentra el centroide del polígono.

2) Conecta cada punto y centroide del polígono.

3) Calcula el área de cada polígono pequeño y súmalos. S=s1+s2+s3………, donde s representa el área del polígono, s1, s2, s3, etc. Representa el área de un pequeño triángulo [4].

Supongamos que L es la longitud del lado y que los valores de las coordenadas de ambos extremos de L son (a1, b1), (a2, b2). Como se muestra en la Figura 4:

Entonces: l = sqrt[(B2-b 1)2+(A2-a 1)2]

La fuente para calcular el área de ​​cada triángulo pequeño El código es [4]:

s=(L1+L2+L3)/2

s = sqrt[s *(s-l 1))*(s -L2)*( s-L3)]

Figura 3 Medición de área de polígonos [4] Figura 3 Medición de área de polígonos

Figura 4 Cálculo del área de cada pequeño triángulo Figura 4 Cálculo del área de cada triángulo

Aquí, el valor de s es el área de la sección transversal. El resultado del cálculo del área de la sección transversal tiene en cuenta el error causado por el elipsoide terrestre, que se acerca más al valor real.

3.3 Cálculo de volumen entre secciones

El cálculo del volumen V entre cada sección después de dividir la entidad mineral en rodajas simula un método de cálculo trapezoidal del área de la sección superior. está por encima de S, y el área de la sección inferior está por encima de S. Por debajo de S, H es la diferencia de altura entre las secciones. Como se muestra en la Figura 5:

Figura 5 entidad de un solo corte Figura 5 objeto de un solo corte

Entonces el volumen entre planos v = (arriba de s + debajo de s) h/2. En las Figuras 1 y 5, cuando el número de cortes n se acerca al infinito, cuanto menor es la diferencia de área entre el corte 1 y el corte 2, más cercanas están las formas de los dos polígonos correspondientes y el valor H es el más pequeño. En este momento, se pueden obtener los resultados del cálculo del volumen de la sección transversal con errores más pequeños.

3.4 Cálculo de reservas minerales

Después de dividir la entidad mineral en n secciones, la suma acumulada de los volúmenes de cada sección es la reserva de toda la entidad mineral. Cuanto mayor sea el valor de la sección número n, más volumen se corta y más cerca está el valor de la tangente del valor real. El valor del volumen v es la suma acumulada de los volúmenes v entre cada cara.

Investigación Geológica del Mar de China Meridional 2010

Donde: V son las reservas minerales totales. Acumula la suma de los volúmenes de todas las entidades entre planos. El número de entidades entre planos depende del tamaño de n. Cuando n se acerca al infinito, es el más cercano al valor real.

4 Conclusión

Resumen: Se introduce el método de cálculo de pequeñas reservas de minerales marinos basado en la transformación de proyección, y se proporciona el método de transformación de proyección basado en el motor Ar. El modelo de cálculo de reservas minerales es diferente al modelo de cálculo tradicional. La clave es que se tiene en cuenta el error provocado por la deformación del elipsoide terrestre a pequeña escala. Por lo tanto, el artículo presenta el método de transformación de proyección, que reduce en cierta medida el error causado por la irregularidad de la tierra. Sin embargo, este método sólo es aplicable al cálculo de reservas de minerales sólidos. El cálculo de reservas de petróleo e hidratos sólo puede utilizar un parámetro de cálculo de volumen.

Referencia

[1] Shan, Mao Yongqiang. Definición y conversión de sistemas de coordenadas en SIG [J]. Heilongjiang Land and Resources, 2005, 11, 38 ~ 39

[2] Grupo Europeo de Exploración de Petróleo. Conversiones y transformaciones de coordenadas, incluidas fórmulas [M]. Compañía abierta internacional de software de tecnología petrolera, 2008

Su, Dai Qinqin, Wei Helong. Estructura de almacenamiento de datos de bases de datos geológicas marinas [J]. Marine Geodynamics, 2003, 19 (6): 5 ~ 7

Shao, Tan Jianjun, et al. Método de cálculo preciso de mapas oceánicos a pequeña escala [J]. ] Geografía y Ciencias de la Información Geográfica, 2009, 25 (2): 42 ~ 45

[5]gr .

[7]view/113903 htm

Método de cálculo preciso de reservas minerales a pequeña escala

Shao, , Chen, Zeng

(Guangzhou Marine Geological Survey, Guangzhou, 510760)

Resumen: Para mapas a pequeña escala en el campo de las reservas minerales marinas, los métodos de medición tradicionales tienen baja precisión en cálculo de reservas. Para mejorar esta situación, esta investigación proporciona un nuevo método que utiliza la tecnología Arc Engine para completar la conversión entre diferentes proyecciones y medir con precisión información como el área de la Tierra. Luego, el objeto de reservas de la mina se corta en pedazos para que podamos calcular el volumen de la reserva sumando cada pieza. También se discutieron diferentes programas como WGS1984, Mercator y Albers, que brindan buenos servicios para la estrategia militar y el desarrollo de recursos marinos.

Palabras clave: estudio oceánico, sistema de información geográfica, proyección cartográfica, cálculo de reservas