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摘要：本文主要從以下方面針對當(dāng)前基于巖組定量劃分的非單元數(shù)據(jù)最優(yōu)分割法進(jìn)行了具體的分析與探討。

關(guān)鍵詞：巖組定量劃分；非單元數(shù)據(jù)；最優(yōu)分割法

最優(yōu)分割法是有序聚類中的一種方法，而基于巖組定量劃分的非單元數(shù)據(jù)最優(yōu)分割法而且簡化運(yùn)算量，建立科學(xué)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且具有較高的準(zhǔn)確性。因此，對當(dāng)前基于巖組定量劃分的非單元數(shù)據(jù)最優(yōu)分割法的探討有其必要性。

一、研究背景

在地質(zhì)勘探中，地層劃分是其中的一個(gè)關(guān)鍵性任務(wù)，尤其是對于煤田地質(zhì)勘探，主要是通過地層之間界線的整合與整定，利用巖石礦物、古生物化石等地質(zhì)特征進(jìn)行分析，通過地層的對比與劃分進(jìn)行進(jìn)一步的了解。地層劃分方法目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，這種方法尤其適應(yīng)于一些較大單元的對比與劃分，且這種方法具有很好的直觀性，一旦地質(zhì)之間出現(xiàn)差異性不顯著，那么則可以采用以上定性、直觀的方法來地解決，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的劃分和處理，這也是當(dāng)前地質(zhì)勘察中最為科學(xué)的一種方法。

二、基本原理

在這里對有序質(zhì)量進(jìn)行一個(gè)具體的明確，一般情況下，所謂的有序質(zhì)量就是按照一定的順序的地質(zhì)變量，如巖石強(qiáng)度、巖體的完整性等等，這些都會(huì)隨著鉆孔深度的變化而有所變化，同時(shí)，這也是解決地層劃分的一個(gè)重要統(tǒng)計(jì)方法。最優(yōu)分割法其最為明顯的一個(gè)特點(diǎn)就是可以根據(jù)質(zhì)量的分類問題，要保證原地質(zhì)量不變的情況下，將它們進(jìn)行科學(xué)地劃分，同時(shí)，這也時(shí)最優(yōu)劃分割法的本質(zhì)，通過這種方法可以保證內(nèi)部樣品之間的差異性，從而更好地進(jìn)行區(qū)分。地層劃分最優(yōu)化分割計(jì)算，首要任務(wù)就是進(jìn)行原始數(shù)據(jù)分析，采取規(guī)格化變換，更好地應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。

三、基本思路

在煤田地質(zhì)勘探中，地層劃分中的多變量最優(yōu)分割就是將地層按照形成的時(shí)代進(jìn)行有序地排列，變量則為地層元素豐度，若是兩個(gè)地層之間的多元素比較接近，那么兩個(gè)地層之間的物質(zhì)來源、地質(zhì)環(huán)境以及形成時(shí)代均可以通過差平方和來表示，若是兩者之間相關(guān)較大，那么其平方和也相對較大，這時(shí)所反映出來的物質(zhì)來源、地質(zhì)環(huán)境以及形成時(shí)代都會(huì)存在著較大的差異。通常情況下，地層之間界線的整合與整定，利用巖石礦物、古生物化石等地質(zhì)特征進(jìn)行分析，通過地層的對比與劃分進(jìn)行進(jìn)一步的了解，具體可以通過最小劃分原則和組內(nèi)離差平方來表示：

地質(zhì)數(shù)據(jù)是相當(dāng)有序的，為了更好地分層，需要收集各個(gè)方面的相關(guān)信息，選擇多個(gè)變量指標(biāo)，通過各方面信息的整合，并且在多變量的情況下，地層劃分方法可以將單元有序數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并且運(yùn)用分割原理，進(jìn)行多個(gè)單元的引申，并且對多個(gè)有序品進(jìn)行相應(yīng)的分割處理，通常情況下，我們將其稱為段直徑，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，這種方法尤其適應(yīng)于一些較大單元的對比與劃分，且這種方法具有很好的直觀性，通過對一段樣品之間多個(gè)變量的相互俁并，將其發(fā)展成為多個(gè)變量，科學(xué)處理，一旦地質(zhì)之間出現(xiàn)差異性不顯著，那么則可以采用以上定性、直觀的方法來地解決，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的劃分和處理，這也是當(dāng)前地質(zhì)勘察中最為科學(xué)的一種方法。但是近年來，隨著工程技術(shù)的發(fā)展，大量數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用，通過電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行定量分析已經(jīng)成為時(shí)下的一種趨勢，與此同時(shí)， 借助于數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用，提出了定量劃分的非單元數(shù)據(jù)最優(yōu)分割法，為了確保不同變量之間共有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，需要對多個(gè)變量進(jìn)行規(guī)范化處理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行正規(guī)化的轉(zhuǎn)換，突出原始數(shù)據(jù)的矩陣元素，從而獲得以下正規(guī)化數(shù)據(jù)：

四、應(yīng)用實(shí)例

在這里以長江公路大橋施工勘察階段為例進(jìn)行說明：整個(gè)工程中，橋位總共含有27個(gè)技術(shù)鉆孔，通過詳細(xì)的巖心點(diǎn)荷載強(qiáng)度分析、超聲波檢測，獲得相關(guān)的指標(biāo)測量曲線，其他鉆孔則按照相關(guān)的要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)面的觀測，并且與技術(shù)孔進(jìn)行對比分析，將鉆孔具體的結(jié)果以及研究方法表示出來，具體以M1和M2對有序質(zhì)量進(jìn)行一個(gè)具體的明確，在本工程中，每一個(gè)鉆孔主要表現(xiàn)三種不同的定量數(shù)據(jù)，在這里以超聲波速測深度為準(zhǔn)，結(jié)合地層劃分有序質(zhì)量，獲得一組有序的數(shù)據(jù)，按照一定順序，對地質(zhì)變量，巖石強(qiáng)度、巖體的完整性等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析，這些有序數(shù)據(jù)由于會(huì)隨著鉆孔深度的變化而有所變化，為此，可以通過輸入多元數(shù)據(jù)來進(jìn)行劃分，將最優(yōu)分割計(jì)算程序進(jìn)行整合處理，得到最2段和10段的最優(yōu)分割，包括具體的分割點(diǎn)、段數(shù)以及離差平方等，同時(shí)，選擇最佳的曲線，以表現(xiàn)出為最佳分段數(shù)，從而更好地解決地層劃分，另外，根據(jù)以上方法，鉆孔M1在鉆探深度范圍內(nèi)，根據(jù)最優(yōu)分割法可以分為5個(gè)單元，而鉆孔M4則可以分為4個(gè)單元以確定最好的巖體深度，同時(shí)，還可以根據(jù)質(zhì)量的分類問題，要保證原地質(zhì)量不變的情況下，將它們進(jìn)行科學(xué)地劃分，同時(shí)，這也時(shí)最優(yōu)劃分割法的本質(zhì)，通過這種方法可以保證內(nèi)部樣品之間的差異性，從而更好地進(jìn)行區(qū)分，具體的深度界線如表1所示：

根據(jù)以上分析可以知道地層劃分最優(yōu)化分割計(jì)算，首要任務(wù)就是進(jìn)行原始數(shù)據(jù)分析，采取規(guī)格化變換，更好地應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，主要內(nèi)容就是對地質(zhì)量進(jìn)行分類或者是分段，特別是在地層的劃分中，由于受到變質(zhì)巖、沉積物化學(xué)分帶、礦化帶、蝕變帶等一一進(jìn)行劃分處理，通過最為明顯的順序變量，以獲得相應(yīng)的排列順序，從而獲得最優(yōu)分割，比如本次應(yīng)用中的地層劃分，將地層按照形成的時(shí)代進(jìn)行有序地排列，變量則為地層元素豐度，若是兩個(gè)地層之間的多元素比較接近，那么兩個(gè)地層之間的物質(zhì)來源、地質(zhì)環(huán)境以及形成時(shí)代均可以通過差平方和來表示，若是兩者之間相關(guān)較大，那么其平方和也相對較大，這時(shí)所反映出來的物質(zhì)來源、地質(zhì)環(huán)境以及形成時(shí)代都會(huì)存在著較大的差異。此外，在地質(zhì)分層中，通過收集各個(gè)方面的相關(guān)信息，選擇多個(gè)變量指標(biāo)，通過各方面信息的整合，并且在多變量的情況下，地層劃分方法可以將單元有序數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并且運(yùn)用分割原理，增強(qiáng)數(shù)據(jù)直觀性，通過樣品之間多個(gè)變量的相互合并，使之成為多個(gè)變量，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的劃分和處理，從而獲得最優(yōu)劃分。

結(jié)語：

總而言之，隨著近年來工程技術(shù)的發(fā)展以及一些新的數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用，通過電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行定量分析已經(jīng)成為時(shí)下的一種趨勢，借助于數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用，提出了定量劃分的非單元數(shù)據(jù)最優(yōu)分割法，為了確保不同變量之間共有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，需要對多個(gè)變量進(jìn)行規(guī)范化處理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行正規(guī)化的轉(zhuǎn)換，突出原始數(shù)據(jù)的矩陣元素，

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