Analýza a modelovanie geologickýchAnalýza a modelovanie geologických

fenoménov v prostredí GIS systémov fenoménov v prostredí GIS systémov

__________________________________________________________________________________

Ing. Peter Blišťan, PhD.Ing. Peter Blišťan, PhD.

Fakulta BERG, TU v KošiciachFakulta BERG, TU v Košiciach

Ciele habilitačnej práceCiele habilitačnej práce

Vytvoriť čo najkomplexnejšiu databanku informácií o vybraných magnezitových ložiskách.

Otestovať geoštatistické metódy pri modelovaní distribúcie úžitkových zložiek a škodlivín v magnezitových telesách a pri výpočte zásob.

Zostaviť počítačové modely vybraných magnezitových ložísk.

Navrhnúť geologický GIS systém a overiť jeho použitie v podmienkach praxe.

Úvod do problematiky analýzy a modelovania Úvod do problematiky analýzy a modelovania geologických fenoménov v prostredí GIS systémovgeologických fenoménov v prostredí GIS systémov

Spracovanie geologických informácií ako aj modelovanie geologických objektov a javov v GIS prináša so sebou niekoľko vážnych problémov. Asi najčastejšou a zároveň najnáročnejšou úlohou, riešenou v prostredí GIS systémov, je analýza dát a priestorové modelovanie geologických fenoménov.

Táto prednáška bude venovaná problematike: - matematicko-štatistickej analýzy, - geoštatistickej analýzy a modelovania, - prezentovania výsledkov modelovania v prostredí GIS systémov.

Matematicko-štatistická analýzaMatematicko-štatistická analýza

Úlohou matematicko-štatistickej analýzy je stanovenie základných charakteristík súboru dát a overenie predpokladov pre ich ďalšie využitie napr. v procese modelovania.

Postup spracovania dát:- popis typu štatistickej distribúcie veličín,- odhad stredných hodnôt veličín,- určenie variability veličín,- stanovenie spoľahlivosti odhadu stredných hodnôt,- riešenie problému odľahlých – extrémnych veličín,- hodnotenie nezávislosti výberov,- ocenenie a popis vzájomných vzťahov veličín,- testovanie zhody alebo rozdielu geologických objektov.

Matematicko-štatistická analýza – spracovanie dátMatematicko-štatistická analýza – spracovanie dát

Výhody: Nevýhody:

Presnosť a rýchlosť. Chyby v software.

Univerzálnosť. Univerzálnosť.

Grafika. Čierna skrinka.

Flexibilita. Chybné dáta produkujú

Veľkosť dátových súborov. chybné závery.

Jednoduchý prenos dát.

Metódy analýzy a interpretácie výsledkov výskumu závisia na:- type štatistického šetrenia,- type dát,- požadovaných výsledkoch.

Prezentácia výsledkov štatistického šetrenia je obyčajne vo forme:

- slovného výkladu,- štatistických tabuliek,- grafov.

Matematicko-štatistická analýza – analýza a interpretácia Matematicko-štatistická analýza – analýza a interpretácia výsledkovvýsledkov

Matematicko-štatistická analýza – analýza a interpretácia Matematicko-štatistická analýza – analýza a interpretácia výsledkovvýsledkov

Histogramypočetnosti

MgO

CaO

logaritmovaných dát CaO

Korelačné diagramy

MgO a Fe2O3

Fe2O3 a CaO

MgO a CaO

Pre modelovanie v oblasti geológie sa používa niekoľko osvedčených metód. Všetky však riešia v podstate rovnakú situáciu. Ide v princípe o „trojrozmernú interpoláciu“, pričom dva rozmery (súradnice x a y) tvoria záujmovú plochu (napr. terén) a tretím rozmerom (z) je sledovaná veličina.

Modelovanie geologických fenoménovModelovanie geologických fenoménov

Na odhad sledovanej veličiny v bode B sa najčastejšie používajú nasledujúce 3 metódy: - trojuholníková metóda, - metóda inverznej vzdialenosti, - geoštatistika - metóda krigingu.

Zaoberá sa predovšetkým priestorovými vzťahmi sledovaných javov.

Hlavné oblasti využitia geoštatistiky:

- zisťovanie zákonitostí priestorového rozloženia hodnôt

pozorovaných veličín,

- vymedzovanie normálnych a anomálnych úsekov poľa,

- hodnotenie výsledkov geologicko-prieskumných prác,

- výber optimálneho prieskumného systému,

- výpočet zásob.

GeoštatistikaGeoštatistika

Krigovanie je jednou z moderných a výkonných modelovacích metód, vhodných na modelovanie prírodných fenoménov.

Z hľadiska použitej metodiky existuje viacero typov krigovania. K najpoužívanejším patrí: - bežné (základné) krigovanie, - jednoduché krigovanie, - univerzálne krigovanie, - kokriging, - lognormálne krigovanie.

Geoštatistické modelovanieGeoštatistické modelovanie

Geoštatistické modelovanieGeoštatistické modelovanie

Priestorová pozícia banských diel a vrtov s obsahom úžitkovej zložky vo vzorkách.

Model priestorovej distribúcie úžitkovej zložky, vypočítaný na základe krigingu v blokoch.

Najčastejšou formou prezentácie geologických dát v prostredí GIS sú: - tematické mapy,  - priestorové modely, - 3D simulácie.

Tematické mapy sú na rozdiel od priestorových modelov a náročných 3D simulácií najzaužívanejšou formou prezentácie praktických užívateľov vo všetkých oblastiach využitia GIS systémov.

Prezentovanie výsledkov modelovania v prostredí GISPrezentovanie výsledkov modelovania v prostredí GIS

Tematické mapy môžeme členiť z rôznych hľadísk napr. z pohľadu účelu, vzniku, funkcie a pod.. Podľa koncepcie ich môžeme rozdeliť na:

- analytické – obsahujú prvky zistené v teréne alebo analytickým šetrením.

- komplexné – vyjadrujú viacero javov odlišného pôvodu a charakteru, ale príbuzného tematického zamerania.

- syntetické – ich obsah je zovšeobecnený, pretože znázorňujú viacero rôznych prvkov alebo javov v súhrne, čím poukazujú na ich súvislosť alebo vzťah.

Prezentovanie výsledkov modelovania v prostredí GIS Prezentovanie výsledkov modelovania v prostredí GIS - tematické mapy- tematické mapy

Existuje niekoľko definícií pre charakterizovanie pojmu

model.

Podstatou modelovania v zmysle výskumnej techniky je

náhrada skúmaného systému jeho modelom (systémom,

ktorý ho modeluje). Cieľom je získať pomocou pokusu s

modelom informáciu o pôvodnom skúmanom systéme.

Prezentovanie výsledkov modelovania v prostredí GIS Prezentovanie výsledkov modelovania v prostredí GIS - priestorové modely- priestorové modely

ZáverZáver

Významné výsledky dosiahnuté pri riešení habilitačnej práce:

- vytvorenie rozsiahlej databázy geologických dát o ložisku Bankov-Košice (spolu je v databáze cca 1.152.000 dát),

- potvrdenie vhodnosti geoštatistiky pri modelovaní distribúcie chemizmu v magnezitových telesách,

- zostavenie komplexných modelov ložísk Bankov a Jelšava,

- vytvorenie GIS systému, zabezpečujúceho centrálnu správu geologických dát,

- navrhnutie systému monitorovania starých banských záťaží na ložisku Bankov-Košice.

ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ

Analýza a modelovanie geologických Analýza a modelovanie geologických

fenoménov v prostredí GIS systémovfenoménov v prostredí GIS systémov ________________________________________________________________________________

Ing. Peter Blišťan, PhD., Ing. Peter Blišťan, PhD.,

Fakulta BERG, TU v KošiciachFakulta BERG, TU v Košiciach