第一篇:定性方法與定量方法的優(yōu)劣
定性方法與定量方法的優(yōu)劣分析
一、概念
所謂定性,是指把考察重點放在事物“質”的方面,去研究事物的構成要素及要素間的相互聯系,從而揭示事物的質的規(guī)律性;定量則泛指從數量的方面表征事物間的聯系和相互作用,其特點是較可靠精確。用上述兩個普適、本質的概念對研究方法進行類的劃分,即定性方法和定量方法。
定性研究方法是主要憑分析者的直覺、經驗,憑分析對象過去和現在的延續(xù)狀況及最新的信息資料,對分析對象的性質、特點、發(fā)展變化規(guī)律作出判斷的一種方法。
定量研究方法是依據統(tǒng)計數據,建立數學模型,并用數學模型計算出分析對象的各項指標及其數值的一種方法。
二、兩者的區(qū)別
定性研究(qualitative research)和定量研究(quantitative research)的根本性區(qū)別有三點:
首先,兩種方法所依賴的哲學體系有所不同。作為定量研究,其對象是客觀的、獨立于研究者之外的某種客觀存在物;而作為定性研究,其研究對象與研究者之間的關系十分密切,研究對象被研究者賦予主觀色彩,成為研究過程的有機組成部分。定量研究者認為,其研究對象可以像解剖麻雀一樣被分成幾個部分,通過這些組成部分的觀察可以獲得整體的認識。而定性研究者則認為,研究對象是不可分的有機整體,因而他們檢視的是全部和整個過程。
第二,兩種研究方法在對人本身的認識上有所差異。量化研究者認為,所有人基本上都是相似的;而定性研究者則強調人的個性和人與人之間的差異,進而認為很難將人類簡單地劃歸為幾個類別。
第三,定性研究者的目的在于發(fā)現人類行為的一般規(guī)律,并對各種環(huán)境中的事物作出帶有普遍性的解釋;而與此相反,定量研究則試圖對特定的情況或事物作出特別的解釋。換言之,定性研究致力于拓展廣度,而定量研究則試圖發(fā)掘深度。
三、兩者的優(yōu)缺點
應該說在科學研究中沒有一種方法是完美無缺的,任何一種方法都會有其自身的優(yōu)缺點。
對于定性研究方法來說,其操作雖然簡便易行,但是其主觀性較強,得到的結果也比較抽象,難以反映事物之間的局部差別,應用效果不好。而定量研究方法較定性評價結果更為直觀、簡潔、準確,應用效果好。但是操作起來往往有一定的困難,尤其是有些關聯因子難以量化,也會帶有主觀色彩,影響量化的準確度。
相比而言,定量分析方法更加科學,但需要較高深的數學知識,而定性分析方法雖然較為粗糙,但在數據資料不夠充分或分析者數學基礎較為薄弱時比較適用。
四、小結 定性方法與定量方法應該是相互補充、相輔相成的;定性分析是定量分析的基本前提,沒有定性的定量是一種盲目的、毫無價值的定量;定量分析使定性更加科學、準確,它可以促使定性分析得出廣泛而深入的結論。
定性是定量的依據,定量是定性的具體化,二者結合起來靈活運用才能取得最佳效果。在科學研究中,應遵循定性分析---定量分析---定性分析的認識過程,由最初的定性分析,認識事物的質,掌握一事物區(qū)別于他事物的規(guī)律性;然后通過對事物量的分析和把握,掌握決定事物質的數量界限,弄清事物之間的關系,達到認識的深化;最后,從這些數量和數量關系中歸納揭示出更深層的質,并作出理論上的解釋或結論。
第二篇:5 定性定量評價
第5章 定性定量評價
1.安全檢查表分析(SCA)
某甲公司通過管道輸送方式向其他公司提供液化氣(主要成分是液化石油氣、液化天然氣),該公司安全管理過程中,已經制定了廠長、安全科長、車間班組三級安全生產責任制,制定了安全教育和培訓、安全費用投入保障、安全設施和設備管理、安金檢查和隱患整改、勞動防護用品(具)及保健品發(fā)放管理等各項必須的規(guī)章制度,主要負責人經安監(jiān)部門考核合格,但安全生產管理人員沒有參加考試培訓,該公司為公司領導辦理了工傷保險等。
試采用安全檢查表對該公司的安全生產管理過程進行評價。2.預先危險性分析題(PHA)
某城市擬對部分供水系統(tǒng)進行改造,改造工程投資2900萬元,改造主要內容包括:
沿主要道路敷設長度為15Km的管線,并穿越道路,改造后的管網壓力為0.5Mpa;該項目增設2臺水泵,泵房采用現有設施。
改造工程的施工順序為:先挖管溝,管線下溝施焊,泵房設備安裝,最后將開挖的管溝回填、平整。據查,管線經過的城市道路地下敷設有電纜、煤氣等管線。管溝的開挖、回填和平整采用人工、機械兩種方式進行,管溝深1.5m,管道焊接采用電焊。
請根據給定的條件,采用預先危險性分析法對該項目施工過程中存在的危險、有害因素進行分析評價。3.事故樹分析方法(FTA)
輪式汽車起重吊車,在吊物時,吊裝物墜落傷人是一種經常發(fā)生的起重傷人事故,起重鋼絲繩斷裂是造成吊裝物墜落的主要原因,吊裝物墜落與鋼絲繩斷脫、吊勾沖頂和吊裝物超載有直接關系。鋼絲繩斷脫的主要原因是鋼絲繩強度下降和未及時發(fā)現鋼絲繩強度下降,鋼絲繩強度下降是由于鋼絲繩腐蝕斷股、變形和.....,而未及時發(fā)現鋼絲繩強度下降主要原因是日常檢查不夠和未定期對鋼絲繩進行檢測;吊勾沖頂是由于吊裝工操作失誤和未安裝限速器造成的;吊裝物超載則是由于吊裝物超重和起重限制器失靈造成的。請用故障樹分析法對該案例進行分析,做出故障樹,求出最小割集和最小徑集。假如每個基本事件都是獨立發(fā)生的,且發(fā)生概率均為0.1,即q1=q2=q3=…qn=0.1,試求鋼絲繩斷裂事故發(fā)生的概率。
4.事件樹分析(ETA)
某公司在通過管道輸送液化氣的過程中突然發(fā)生爆炸,試對其采用事件樹分析法對該管道液化氣爆炸事故進行分析評價。5.作業(yè)條件危險性分析(LEC)
試對安全05級同學在上《安全評價》課程中的危險性采用作業(yè)條件危險性分析法進行評價。6.危險度評價法
某公司利用管道輸送液化氣,管道長約50m,直徑0.4m,壓力約3Mpa,試對該輸送單元采用危險度評價法進行評價。7.故障假設分析(WI)
某公司利用王水(混酸)生產某種硝化物,試根據故障假設分析法對配酸、硝化反應過程進行評價。
8.故障類型和影響分析(FMEA)
試采用FMEA評價法對管道輸送液化氣崗位進行評價。9.危險和可操作性研究(HAZOP)
某公司利用王水(混酸)生產某種硝化物,試根據危險和可操作性研究評價法對配酸、硝化反應過程進行評價。
10.分別說明以下方法的類別(定性、定量)、目的(提供事故致因因素、危險性分級、事故危害后果、事故發(fā)生頻率)、適用范圍(設計階段、試生產階段、正常運轉階段)、優(yōu)缺點(優(yōu)點、缺點):
SCA、PHA、FEMA、FTA、ETA、HAZOP、DOW、ICI、LEC、危險度評價法、事故后果范圍評價法。
11.簡要說明毒物危害評價原理及職業(yè)性接觸毒物危害程度分級依據。12.簡要說明噪聲危害評價原理。13.簡要說明粉塵危害評價原理。
第三篇:第三節(jié) 定量決策方法教案
第三節(jié) 定量決策方法
【教學目標】
通過本節(jié)的學習,使大家了解風險型決策和不確定型決策問題及其多種求解方法,掌握風險型決策方法和不確定型決策方法,以期對大家的工作、科研、學習和生活提供幫助。
【教學重難點】 1.決策樹法 2.不確定型決策方法 【教學過程】
決策是管理工作的本質,決策方法有定量決策方法和定性決策方法兩大類。定量決策法是指根據現有數據,運用數學模型進行決策的一種方法。它能使決策精確化和程序化。
一、風險型決策
風險型決策:可供選擇的方案存在著兩種以上的自然狀態(tài),每種狀態(tài)的發(fā)生是不確定的,但是可以估計其發(fā)生的客觀概率,決策的結果只有按概率來確定,決策存在著風險。
例:某公司要進行產品產量決策,有三種備選方案。大批量生產、中批量生產和小批量生產。估計未來市場對該產品的需求有兩種狀態(tài):需求量大和需求量小,每一種狀態(tài)發(fā)生的概率分別為0.3和0.7。不同方案在不同狀態(tài)下的損益值/萬元,如表3-1所示,公司應如何決策?
表3-1不同方案在不同狀態(tài)下的損益值(單位:萬元)
大批量生產 中批量生產 小批量生產
需求量大(0.3)20 10
需求量小(0.7)
-6-2 5 風險型決策最常用的方法有兩種:決策收益表法和決策樹法
這兩種方法都是根據各種自然狀態(tài)出現的概率及方案預期損益,計算與比較各方案的期望值,從而選擇滿意方案的方法。不同:一個是決策收益表,一個是樹狀圖。
決策準則:期望值最大或最小的方案為滿意方案。
期望值=狀態(tài)1的損益值x狀態(tài)1的概率+ 狀態(tài)2的損益值x狀態(tài)2的概率+………+狀態(tài)n的損益值x狀態(tài)n的概率。
狀態(tài)1的概率+狀態(tài)2的概率+ …狀態(tài)n的概率=1 1.決策收益表法
通過決策收益表,按照客觀概率的大小,計算出各個方案的期望值,進行比較,從中選擇一個滿意方案,如表3-2所示。
表3-2決策收益表(單位:萬元)
大批量生產 中批量生產 小批量生產
需求量大(0.3)需求量小(0.7)20 10
-6-2 5
期望值 4.8 4.6 6.5
☆ 滿意方案為小批量生產
2.決策樹法
決策樹法的涵義:指借助樹狀圖,按照客觀概率的大小,計算出各個方案的期望值,進行比較,從中選擇一個滿意方案。
決策樹的要素:決策點、方案分枝、狀態(tài)點、概率分枝、結果點、剪枝
決策點引出方案分枝,編號 狀態(tài)點引出概率分枝,上方注明概率 末端結果點,標明損益值
剪枝,即淘汰的方案
決策樹分析法的基本步驟 :
(1)從左向右逐級展開各方案分枝,狀態(tài)結點和概率分枝。
(2)據右端的損益值及概率枝上的概率,由右向左,逆向進行,計算各種狀態(tài)下的期望值,標在狀態(tài)點上方。
(3)根據不同方案的期望值大小進行選擇,方案的舍棄稱為剪枝,剩下一條滿意方案枝作為行動方案。
決策樹如下:
大(0.3)4.81小(0.7)大批0中批小批4.626.53小(0.7)大(0.3)小(0.7)
二、不確定型決策方法
30-620-2105大(0.3)
不確定型決策:是指每個方案的執(zhí)行都可能出現不同的結果,但是各種結果出現的概率是未知的,完全憑決策者的經驗、感覺和估計作出的決策。
還是上面的例題,如果概率未知,如表3-3所示:
表3-3不同方案在不同狀態(tài)下的損益值(單位:萬元)
大批量生產 中批量生產 小批量生產
1.悲觀法(小中取大法)
需求量大 30 20 10
需求量小-6-2 5 決策者認為未來會出現最不利的狀態(tài)。從最不利的情況中選擇最好的結果。☆ 滿意方案為小批量生產 2.樂觀法(大中取大法)決策者認為未來會出現最有利的狀態(tài)。從最有利的狀態(tài)中選擇最好的。☆ 滿意方案為大批量生產 3.后悔值法(最大最小后悔值法)
決策者做出決策后,若與理想狀況有差距,必然后悔。
后悔值=理想值-現實值 理想值:各自然狀態(tài)下的最大收益值?!?滿意方案為中批量生產
【作業(yè)】
某地可以種植四種作物,已知這四種作物在五種天氣類型狀態(tài)下,帶來的收益如表所示,單位千元/ hm,不同天氣類型出現的概率未知,請對種植方案作出決策。
不同天氣狀態(tài)下各方案的收益值(單位:千元/hm2)
天氣類型(狀態(tài))
各方案的收益水稻 小麥 大豆
極旱年 10 25 12 11.8
旱年 12.6 21 17 13
平年 18 17 23 17
濕潤年 20 12 17 19
極濕年 22 8 11 21 2值/千元 燕麥
第四篇:礦產資源定量評價方法綜述
礦產資源潛力定量評價方法綜述
礦產資源定量評價體系是一項復雜系統(tǒng)工程,它包括地質、礦產、地球物理、地球化學、遙感和科研資料的匯集,建立空間數據庫,成礦信息提取,信息的綜合,成礦理論的應用,預測遠景區(qū)的圈定和優(yōu)化,以及遠景區(qū)內潛在資源量的估算。
由于地學數據復雜多樣,其自身特征主要表現在:①地學自身具有多個分支學科、地學數據具有跨學科、多領域的性質;②類型多樣,取樣方法手段各異;③地學數據自身跨時間和空間;④地學數據具有層次性;⑤地學數據來源多樣性;這些特征構成了地學數據的龐雜性和復雜關系。鑒于此,現行礦產資源潛力評價必須匯集多源地學信息,利用不同方法從不同角度提取各種信息,相互補充和相互驗證,進行綜合分析,提高評價精度。
目前,建立地質、礦產、物探、化探、遙感資料的空間數據庫,對成礦信息模型進行全面探索、對多源的地學信息綜合分析、對不同類別的成礦信息做有機綜合分析,應用當代的計算機技術和數學地質方法按信息論的方法對找礦靶區(qū)優(yōu)選和綜合評價,提出礦區(qū)外圍的找礦方向,已經是當代礦產資源預測評價的發(fā)展方向。1 國內外研究與發(fā)展過程
國內外已經發(fā)展和應用了許多方法和技術進行礦產資源潛力定量評價研究。我國趙鵬大(2001)、朱裕生(1998)等將國內外礦產資源潛力定量評價方法研究和應用發(fā)展過程劃分為以下三個階段: 1.1、試驗探索階段
該階段大體在 20 世紀 50~70 年代,主要特點是將概率統(tǒng)計及多元統(tǒng)計等定量方法用于礦產資源潛力定量評價;將評價對象或地區(qū)劃分為等面積的網格單元或不規(guī)則的地質體單元,再根據已知有礦地區(qū)劃分出“模型單元”,用于與“未知單元”進行“相似類比”(趙鵬大,2001)。
年代初,M.Allais 較有代表性地提出了資源評價的概念,認為單元中礦床數服從泊松分布,以及在足夠大的區(qū)域內,某種礦產資源量的分布大致相當于該種元素在地殼中的分布。美國地質調查局的一些資源評價專家根據許多礦床呈集中產出等特點提出利用負二項分布擬合單元內礦床數的分布。Dewigs 提出了元素含量的分異模型,并先后發(fā)展了資源量估算的二項分布和對數二項分布模型,Brinck 借用了 Dewigs 的思想,利用對數正態(tài)分布模型作為資源評價的基本概率統(tǒng)計模式,并正式運用于較大區(qū)域的資源總量估算。這些資源分布的研究方法屬單變量研究范疇,都沒有充分利用控礦標志等地質資料。
年代以來,人們開始使用多元分析方法進行綜合信息處理和資源評價,JoneJ.Griffiths(1962)利用判別函數建立了礦產資源評價的判別模型。D.P.Harris 等(1965)提出地質條件同礦床價值關系的統(tǒng)計模型,即貝葉斯準則下的多組判別模型。Blondel 和 Callot等(1961)提出了大區(qū)域內礦產資源的總合式資源評價理論,Griffths(1966,1967)通過堪薩斯的單位區(qū)域價值評價認為單位區(qū)域價值服從對數正態(tài)分布,即單位區(qū)域價值就是該分布的期望值,后來 Labovitz 和 Griffiths 等人將單位區(qū)域價值法研究開發(fā)成一套計算機程序系統(tǒng)。
除單位區(qū)域價值法外,人們還著重探索了資源數量的豐度模型。Agterberg 通過品位服從對數正態(tài)分布的假定,提出了一元豐度模型,并設計了根據高于邊界品位的截尾分布及該元素的豐度值來恢復其整個分布形態(tài)的方法,據此估算資源總量。
年代以來,礦產資源評價領域較有代表性的研究工作有美國 Harris 的主觀概率法和貝葉斯推理決策模型即專家系統(tǒng),加拿大 Agterberg 的多元統(tǒng)計分析方法以及英國 Brinck的豐度估計法。美國地質調查局 Singer 和 Botbol 等也開始使用和發(fā)展多種多元統(tǒng)計分析方法,進行礦產資源評價。比較引人注目的成果是 Harris 開始考慮資源評價的經濟問題,他建立了礦產資源經濟評價的地質統(tǒng)計學分析及計算機模擬模型,并發(fā)展了一套礦產資源潛力預測的貝葉斯意義下的推理決策模型,這里充分運用了專家經驗,即建立了專家系統(tǒng)。將主觀經驗和客觀事實有機地結合起來,構成了所謂的“主觀概率法”,把資源定量估算同勘探成本等經濟問題聯系起來形成了一套完整且獨特的資源—經濟綜合評價系統(tǒng)。
Agterberg(1972)等利用和發(fā)展了許多多元統(tǒng)計分析方法解決資源評價問題,利用多元分析方法預測了阿畢提畢地區(qū) Cu 和 Zn 的潛力,利用概率指標提取有利地質標志等,并在研究地質變量關系時使用了兩步最小二乘模型。Brinck 利用豐度法計算了世界鈾資源并指出了礦產資源的分布及其可預測性,還研究了有色金屬礦產資源和長期價格趨勢的預測問題。
在此期間,還有許多學者發(fā)展了其它評價方法。如 Hubbert(1969)使用時率法估算了美國(除阿拉斯加外)的石油年產量和最終產量。Lasky 于 1950 年就發(fā)展了累積噸位-品位法,來估計低品位的斑巖銅礦資源,后來得到 Musgrove 和 Agterberg 的進一步發(fā)展,并在最近被 Cargill 用于定量估計資源潛力的研究。至 70 年代末,國際地質對比計劃第 98 項計劃推出了 6 種標準的礦產資源定量評價方法,這標志著礦產資源定量評價己步入較成熟的實用階段。1.2、全面發(fā)展階段
自 20 世紀 70 年代開始至 90 年代初,礦產預測工作在全世界發(fā)展起來,計算機信息技術在地質上得到了廣泛應用,國內外研究開發(fā)了多套礦產預測評價實用軟件平臺,原蘇聯利用計算機技術在 14 個礦區(qū)開展立體填圖、立體預測(朱裕生,肖克炎等,1998,2000)。
在我國開展一輪、二輪成礦遠景區(qū)劃、10 個礦種的總量預測等工作中完成礦產預測項目 400 余項、比例尺從 1:150 萬至 1:1 萬均有,礦種涉及煤、鐵、鉻、錳、金、銀、銅、鉛和非金屬礦產 54 個,幾乎遍及全國各地(朱裕生,肖克炎等,1998,2000)。
隨著航空、航天、遙感技術、地球物理、地球化學等找礦技術的廣泛與成熟應用,尤其是計算機信息處理技術的推廣應用,礦產資源預測評價進入一個全新階段,無論從理論、方法學還是應用方面都取得很大進展,其代表性成果有:①80 年代加拿大學者 F.R.Agterberg 以及美國學者 Duda 研制的礦產資源預測專家系統(tǒng);②美國 Harris 和 Mecammon等發(fā)展的一套礦產資源經濟評價方法體系;③Harris 等(1993)根據相對例外原理提出了應用“一致性地質單元”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“網格單元”的內蘊樣品礦產資源定量評價方法;④Gorelov(1990)強調用地球物理信息定量圈定地質異常的作用,并利用重磁場組合異常指數研究礦田地質結構異常,圈定找礦可行地段,從而開辟了應用“非相似類比”法開展礦產資源潛力評價的新途徑;⑤D.A.Singer 等(1975)在美國地質調查局提出“三步式”礦產資源定量評價方法,到 1993 年進一步發(fā)展成為“三部式”礦產資源定量評價方法等。1.3、信息化快速發(fā)展階段
該階段自 20 世紀 90 年代初開始至今仍在繼續(xù)發(fā)展,主要特征是礦產預測中應用高新技術和地理信息系統(tǒng)(GIS),采集多源地學信息,從地質、礦產、地球物理、地球化學、遙感等多學科的角度進行綜合分析。評價工作全面實行數字化、數據庫化、自動化和網絡化,克服原有礦產預測評價數據分散、保存方法落后、操作原始、要求不統(tǒng)一、利用率低的多種弊病。
現在已經不是某一部門、某一環(huán)節(jié)或某一工序局部應用信息技術問題,而恰恰相反,要求在地質調查的全過程廣泛應用信息技術(趙鵬大,2001)。隨著計算機技術和信息處理技術的發(fā)展,近來礦產資源潛力定量評價向綜合化、模式化、定量化、可視化、動態(tài)化、系統(tǒng)化轉移(肖斌,潘懋等,2001)。應用礦床地質數據和礦床自身的地球物理場、地球化學場及遙感特征,闡明礦床的定位條件,建立礦床的三維立體模型,實現礦床的三維可視化成為當前發(fā)展的新趨勢。
肖克炎等(2000,2003)指出應用當代的先進技術方法,特別是計算機技術、地理信息系統(tǒng)功能、多源地學信息處理技術和三維立體模擬技術建立礦床的可視化程度較高的立體模型,將成礦理論與勘查技術方法結合起來,開拓礦床勘查新途徑,創(chuàng)立新理論、新技術、新方法在礦產勘查中應用的新實例,結合礦床地質研究,地質、物探、化探、遙感成礦信息提取和三維 GIS 技術應用是當代成礦預測的前沿課題。
目前,我國已經將礦產資源評價項目和技術方法列入“數字國土工程”,并將其工作任務列入地質調查的中長期計劃。我國己初步完成礦產資源評價的地質資料信息化處理,在礦產資源潛力預測評價這一領域中不僅與世界同步進入數字化、系統(tǒng)化和網絡化發(fā)展階段,還在三維可視化領域開拓了新的探索途徑。
在美國,礦產定量預測及評價領域的研究十分活躍,其特點是研究面廣。在礦種上,既研究油氣資源,也研究金屬、非金屬等固體礦產;在理論與方法上,既有綜合分析性研究,也有個別技術及數學模型的研究,特別突出的是礦產資源評價與國土資源合理利用及環(huán)境保護問題統(tǒng)籌兼顧,Singer(1993)提出的“三部式”礦產資源定量評價法在這些方面已經獲得比較好的應用效果。
在俄羅斯,“預測普查組合”法資源定量預測及評價具有較大影響。該方法要求在地質勘查的每個階段都將所要尋找的“對象”、這些對象或目標所具有的一套“標志”和為查明這些標志所采用的一套“方法”有機地、系統(tǒng)地加以組合,即根據地質勘查工作的不同階段,按“對象-標志-方法”三要素進行系統(tǒng)找礦評價工程。
在我國,先后不少學者從不同角度對成礦規(guī)律和成礦預測研究作出重要貢獻,對地質勘探找礦起到重要指導和推動作用。例如:地質異常成礦預測理論與方法(趙鵬大等,1976,1990);“三聯式”成礦預測理論(趙鵬大等,2001);礦床成礦系列與成礦預測(程裕淇、陳毓川等,1979);區(qū)域成礦學理論(翟裕生, 1999);成礦系統(tǒng)及演化理論(翟裕生,1996,1999,2004);大型-超大型礦床成礦及找礦理論(涂光熾,1988);礦產資源綜合信息定量評價方法(王世稱,1990);邊緣成礦理論與成礦預測(孫啟禎,1981);地球化學塊體及地球氣深穿透理論與方法(謝學錦,1995);“三源”成礦理論與成礦預測(曾慶豐,1986;季克儉等,1989,1999);金屬成礦省“景-場-相-床”等級體制成礦預測理論以及“雙控論”與“合理域”相結合的礦產勘查評價模式(裴榮富,1994);基于 GIS 固體礦產資源評價系統(tǒng)(肖克炎等,1999);還有,“地慢熱柱控礦理論”、“同位成礦理論”、“生物成礦理論”,等等;均不同程度地在指導找礦實踐中發(fā)揮積極作用。主要礦產資源定量評價方法概述
隨著礦產資源評價方法研究的不斷深入和信息技術的迅猛發(fā)展,已經呈現出許許多多的評價方法,但不同評價方法都有各自特點及不同的要求?,F在國內外常用的礦產資源定量評價方法主要包括以下幾種: 2.1、以多元統(tǒng)計分析為基礎的礦床統(tǒng)計預測方法
Agterberg(1974)指出礦床統(tǒng)計預測是把區(qū)域地質、成礦規(guī)律、地質數學信息和概念加以綜合,并用計算機進行綜合評價的工作。由此可見,它以總結成礦規(guī)律為基礎,以數學為工具(主要是多元統(tǒng)計分析方法),以計算機為手段。
我國趙鵬大(1994,1998,2000)等經過多年的實踐和探索,特別是在定量預測方面開展的大量工作基礎上,系統(tǒng)總結出礦床統(tǒng)計預測的基本理論、準則和方法。將礦床統(tǒng)計預測的基本理論概括為相似—類比理論、求異理論、定量組合控礦理論。其中相似—類比理論是礦床預測的基礎,要求詳細了解國內外已知各類礦床的成礦條件、礦床特征和找礦標志;求異理論是礦床預測的核心,要求在相似類比的基礎上發(fā)現不同層次、不同尺度水平、不同類型的異常;定量組合控礦理論是礦床預測的依據,要求掌握一切與成礦作用有關的因素及其表征。
礦床統(tǒng)計預測的基本準則可以歸納為綜合預測準則、尺度水平對等準則、礦床值分布律準則、定量預測準則、評價準則和發(fā)現率分析準則。它的基本步驟為:①劃分單元;②確定預測目標;③控制單元的選擇;④變量的取值、變換、構置及其選擇;⑤預測方法的合理選用;⑥遠景區(qū)的分級與選擇;⑦精度評價;⑧靶區(qū)驗證。
根據預測的目的、范圍、比例尺、內容、方式及成果的不同,可把礦床統(tǒng)計預測分為礦產資源總量預測和潛力評價、成礦遠景區(qū)定量預測、礦床及礦體定量預測。2.2、“三聯式”成礦預測及定量評價方法
“三聯式”成礦預測及定量評價方法是我國趙鵬大院士(2001)倡導并提出的,以地質異常分析為基礎,以成礦多樣性分析與礦床譜系研究為指導,將地質異常、成礦多樣性及礦床譜系三方面定量化研究緊密結合形成礦產預測及定量評價的切入點,是實現“數字找礦”的創(chuàng)新探索?!叭撌健倍砍傻V預測模型如圖1。
圖 1 “三聯式”定量成礦預測模型(趙鵬大,2001)(1)地質異常與成礦預測
“三聯式”成礦預測以圈定各類地質異常為基礎,以識別、揭示、提取和圈定新型的、隱式的和深層次的成礦地質信息——各種類型和尺度的致礦地質異常及與其相匹配的物探、化探、遙感礦致異常為主要內容。
“三聯式”成礦預測中,地質異常的識別與圈定具有十分重要的意義。地質異常理論的數學基礎是極值理論。極值分析是在超常大(或小)水平上量化過程的隨機性狀,并估計比任何已觀測水平更為極端事件的概率。極值分析是以歷史數據為基礎,推斷模型未知參數的統(tǒng)計方法,可作如下表示:Mn=max{X1,X2,?,Xn}。其中:X1,X2,?,Xn 為n 次觀測獲取的參數值;當 n 趨于無窮大時,可以近似估計 Mn 的性狀。
極值分析是從已觀測水平向未觀測水平的外推模型。極值分析中的幾個重要問題是:①估計方法;②不確性定量化;③模型診斷;④信息的最充分利用。在觀測數量足夠大時,可以估計最有利成礦的地質異常。
地質異常成礦分析也可以利用統(tǒng)計學中的混合總體篩分理論和方法。若有成礦作用發(fā)生,地區(qū)空間數據往往包含有受區(qū)域因素控制的背景數據總體及受局部成礦作用控制的疊加數據總體,這兩者的結合就構成了不同成因數值的混合總體;通過各種篩分法,可以將混合總體分解為代表成礦作用的高值總體和代表地質背景的低值總體兩部分(或更多組成部分)。高值總體往往對應致礦地質異常。
對地球演化過程中各種作用力的分析及各種地質過程的查明是很困難的,而且對這些問題的分析常常是多解的。但反映為地質異常的各種地質極值特征是在野外和室內理論研究中可以捕捉到的,可以通過直觀比較和定量分析而識別。
Alseniyev 認為,成礦作用屬于物質高度聚集狀態(tài)形成的過程,這種狀態(tài)的共同特征就是“成層化”,成層是聚集狀態(tài)存在的方式,因為它可以平衡兩種相反趨勢作用(吸引-排斥,帶入-帶出,聚集-貧化,??),結果是形成垂直于主作用力方向的構造-物質及能量層。
致礦地質異常有不同層次和屬性特征。地質異常成礦預測的基本步驟為:①預測單元劃分與地質體數字化、定量化;②地質背景場劃分與地質異常識別;③地質異常提?。虎艿刭|異常分析研究。
致礦地質異常的主要研究內容為:①地質異常成因及時空演化;②不同地質異常的時空匹配;③地質異常與成礦關系;④地質異常成礦優(yōu)異度綜合值計算。通過最后一步,建立起礦產值與各種致礦地質異常及物、化、遙異常間的函數聯系。這里所謂礦產值不一定是指實際礦產儲量、品位或礦產價值,而是一種可能反映成礦概率大小或成礦優(yōu)劣的“成礦優(yōu)異度綜合值”,對每個單元計算出此綜合值后,即可根據某一閾值圈定出找礦有利地段或成礦預測靶區(qū)。
(2)成礦多樣性與成礦預測
“三聯式”成礦預測以分析成礦多樣性為目標,不僅以預測和發(fā)現已知礦床類型和礦產資源為目的,而且將可能利用的非傳統(tǒng)礦產資源納入分析內容。不同地區(qū)成礦多樣性分析還是比較評價不同地區(qū)含礦豐度的重要指標,是確定主要勘查對象、進行綜合勘查、綜合評價和綜合利用的主要依據。
因為控制礦床形成的地質因素和以它們?yōu)檩d體的致礦地質異常多種多樣,各因素的異常強度和廣度也各異,以及地質異常組合的多樣性、演化過程的復雜性等,決定了成礦的多樣性。成礦多樣性分析不僅在明確區(qū)域勘查對象、選擇勘查目標、提高綜合勘查效果等方面具有重要的指導作用,而且也是確定勘探手段、評價方法、開發(fā)工藝和利用方向的重要依據。
成礦多樣性具有多尺度、多方面的表現,因此,成礦多樣性分析要與成礦預測研究工作的尺度水平相對應。
(3)礦床譜系與成礦預測
“三聯式”成礦預測以研究區(qū)域礦床譜系為依據,把作為預測對象的礦床放到預測地區(qū)的地質成礦時空及成因演化系統(tǒng)中去考察,而不是孤立地、靜止地、無序地預測各類礦產資源。礦床譜系是區(qū)域成礦有序性、成套性和規(guī)律性的反映,根據不同地區(qū)礦床產出的有序度、成套度可以評價研究區(qū)的資源潛力。
礦床譜系也可從多尺度、多方面與多方法進行研究和表征。在以往的定性地學研究中,人們也十分關注對不同類型礦床(礦產)之間在時、空、因等方面的相關規(guī)律研究,它是指導找礦預測的重要依據。對成礦規(guī)律的數字化、定量化研究是數字找礦和定量成礦預測的重要組成部分,也是研究的難點所在。2.3、模糊數學方法
模糊數學理論是美國加里福尼亞大學 Zadeh L A 教授(1965)創(chuàng)立的。地質學中,模糊概念存在于如成礦遠景區(qū)與非成礦遠景區(qū),成礦有利與成礦不利等諸多情況下,因而可采用模糊數學的方法來處理。模糊數學方法中,隸屬函數(魏俊浩,1992)、模糊綜合評判(張俊福,鄧本讓,1988)、模糊模式識別(王鴻儒,劉文濱等,1990)、模糊聚類、模糊控制等均可用于礦床預測和定量評價。對未知單元作出是否成礦、成礦級別及隸屬程度等方面的預測。李建威等(1995)將具體步驟歸納為: ①選擇標準單元,構制控礦因素數據矩陣;②作單因素隸屬函數;③建立各標準單元的模糊關系矩陣;④求各因素權重的模糊集,進而求得各預測單元對各成礦級別的綜合隸屬度,然后便可對未知單元進行預測。2.4、分形幾何方法
分形理論是法國數學家曼德爾布羅特(Mandelbrot)于 1973 年提出來的,被認為是非線形科學研究中取得的最重要成果之一。分形研究的對象是沒有特征尺度但卻有自相似結構的幾何形體。
分形理論是較早被用來研究地質現象的方法,目前在地質學的各個領域幾乎都可以找到它的應用。就礦產預測來說,分形理論的應用大體上可以歸納為三個方面的應用:①礦床值(礦點數、礦石量、金屬量及品位等)數據的分形特征;②控礦地質因素的分形結構及其找礦意義;③成礦預測圖的分形插值。2.5、模式識別方法(Pattern Recognition method)模式識別方法是將多維空間信息降維到低維空間信息的一種信息加工技術。將數學地質和模式識別方法結合起來,開展地球化學模式識別的系列研究,已逐步發(fā)展成為一種新的礦產資源定量預測方法—模式識別成礦預測技術(徐馳,鄧少漢,1991;王碧權,陳祖蔭,1989;李建威,1995)。2.6、基于 GIS 多源信息綜合評價方法 20 世紀 60 年代加拿大學者 Tomlison 首先提出 GIS 理論方法,并且于 1962 年領導開發(fā)了世界上第一個 GIS 系統(tǒng)。而后,為了適應人工進行專題圖件疊加的需求,70 年代產生了 SYMAP GIS 軟件。
年代以后,GIS 技術日趨成熟,美國、加拿大、澳大利亞等國開始利用 GIS 進行礦產資源評價,如美國在納貝斯地區(qū)利用 GIS 開展多金屬礦產資源評價,澳大利亞地調局Wyborn 等人基于 GIS平臺開發(fā)出從成礦系統(tǒng)出發(fā)的成因概念模型 GIS 評價系統(tǒng),Bonham-Carter 開發(fā)出 GIS 多源信息綜合評價系統(tǒng)等。
在我國,80 年代中期原地質礦產部就開始應用 GIS 進行礦產資源預測。1986 年,由原地質礦產部遙感中心主持,原長春地質學院、中國地質大學、原地質礦產部遙感所等單位參加,開展了“遙感圖像與其它地學數據綜合圖像處理技術及應用研究”,系統(tǒng)研究了地質勘查數字圖像處理與綜合的主要技術環(huán)節(jié),并開發(fā)了多種圖像軟件包,在安徽銅陵、湖南香花嶺以及新疆哈密等地區(qū)開展了不同礦種的礦產資源評價應用試驗。
“八五”期間,原地質礦產部所屬中國地質大學、物化探所、北京計算中心、成都理工學院等通過各種項目的實施進行過應用 GIS 技術的綜合成礦預測研究。
有色金屬地質部門在“七五”、“八五”和“九五”期間也實施了多源地學信息處理、GIS 在礦產資源勘查與開發(fā)評價中的應用等項目研究,取得了很大成效。原地質礦產部啟動了 3 個在中國地質大學(武漢)開發(fā)的 MAPGIS平臺上進行礦產預測研究的項目。研究內容包括空間分析方法、數據庫建設以及開發(fā)用于礦產資源預測的專用系統(tǒng)。
GIS 是利用計算機分析研究地學空間數據信息的一種技術,它通過計算機中建立的數據庫將各種地物要素(包括空間分布和屬性)進行數字存儲,采用各種分析處理對數據進行有效管理?;?GIS 多源信息綜合評價方法是借助于 GIS 技術,將同一區(qū)域通過各種途徑所獲得的各種信息在統(tǒng)一的地理坐標系統(tǒng)下進行處理,以提取和突出有用信息,并闡述各種信息間的相互關系,通過復合、疊合、綜合和擬合等多源信息處理方法,進行礦產資源預測和評價。
除了上述礦產資源定量預測和評價方法之外,還有如鄧聚龍(1982)提出的以灰色系統(tǒng)理論為基礎的礦產資源定量預測方法、地質統(tǒng)計學方法、王世稱(1990)的綜合信息預測評價方法、人工神經網絡方法、BP 模型以及遺傳算法等。還有一些學者對原有的某些評價方法又進行了新的改進和發(fā)展,如談小生(1993)的“C-D 因子分析法”,該法既適用定量變量,也適用于定性變量,二者同時存在時也適用;程乾生(1994)提出了一種新的樣品聚類方法—差異序列法;紀宏金(1993)等吸取對應分析和聚類分析的主要優(yōu)點后,提出了對應聚類分析法,等等。3 礦產資源潛力評價發(fā)展趨勢
進入 21 世紀,一方面是人類對礦產需求(包括資源量和種類)不斷擴大;另一方面是已知礦產資源短缺和找礦難度不斷增大。因此,礦產資源潛力評價研究面臨更高的要求和新的挑戰(zhàn)。近些年來,礦產資源潛力評價研究呈現如下幾方面發(fā)展態(tài)勢:
(1)成礦理論推陳出新,礦產資源潛力評價理論不斷豐富與發(fā)展。
礦產資源潛力評價是以地質成礦理論研究為指導的,現代成礦理論的更新發(fā)展,超大型礦床、礦集區(qū)與全球背景的研究倍受關注,成礦系統(tǒng)、流體作用和成礦動力學研究正在成為研究熱點。相應地,礦產預測評價理論從一般的單一性的“成礦理論模式化成礦預測”向普適性系統(tǒng)性的模式化預測發(fā)展,從簡單的標志性預測向系統(tǒng)性的綜合的“地質條件組合控礦”理論預測發(fā)展。
(2)礦產資源潛力評價方法體系向多學科、多技術、多方法、多信息集成與定位定量方向發(fā)展。
礦產資源潛力評價是一項資料、方法和人員等高度綜合的研究工作,尤其起關鍵作用的是資料的高度綜合。隨著找礦難度的不斷增大,礦產資源潛力評價研究逐漸向地-物-化-遙-數及“3S”等多學科、多技術方法聯合攻關,多信息有機集成,以及定位-定量預測方向發(fā)展。研究尺度,也在中小比例尺區(qū)域性礦產預測基礎上,逐漸加強開展大比例尺礦產預測與綜合評價,要求預測評價成果對生產實踐的指導作用更直接、更具體。地質找礦工作已由直接找礦階段轉為以間接推斷和科學預測為主的“理論找礦、綜合找礦、立體找礦、定量找礦、智能找礦”(趙鵬大,池順都等,2001)方向發(fā)展。
(3)礦產資源潛力評價目標向整體性和系統(tǒng)性方向發(fā)展。
礦產預測評價的整體觀、系統(tǒng)觀,要求局部性預測評價與區(qū)域性預測評價相結合、淺部評價與深部預測相結合、優(yōu)勢資源與非優(yōu)勢資源評價相結合。對研究區(qū)域及資源體空間不同部位、不同類型礦產資源潛力以及優(yōu)勢與劣勢資源之間關聯性的系統(tǒng)預測評價,是當今系統(tǒng)勘查、組合開發(fā)、綜合利用研究的重要基礎與發(fā)展方向。
(4)礦產資源潛力評價與礦業(yè)市場、礦業(yè)經濟環(huán)境保護的聯體評價漸趨密切。天然礦物質都是客觀存在的,能否成為資源能否開發(fā)利用,能否獲取經濟效益,則取決于資源、技術、市場、經濟、環(huán)境等眾多因素。它們直接決定著礦產資源潛力評價的戰(zhàn)略部署。只有把立足于地質資源的“順向預測評價”與立足于市場經濟的“逆向預測評價”有機地結合,才能制定科學的研究目標、明確預測評價的主體技術路線、促進地球礦物質的資源化進程。并且,按可持續(xù)發(fā)展的需要,資源-技術-經濟-環(huán)境聯體評價已進入議程。參考文獻: [1]Singer,D.A.資源定量評價發(fā)展方向展望.地球科學——中國地質大學學報,2001,26(2):152~156 [2]蔡煌東,宮家文,甘駿人等.含礦預測的人工神經網絡方法.礦產與地質,1993,7(3):214~218 [3]李建威.礦產資源定量預測方法綜述.地質科技情報,1995,14(4):57~64 [4]陳建平.礦產資源勘查與評價學科發(fā)展動態(tài).地質科技情報,1999,18(3):47~40 [5]陳毓川.當代礦產資源勘查評價的理論與方法.北京:地震出版社,1999 [6]成金華.礦產資源規(guī)劃的理論和方法.中國環(huán)境科學出版社,2002 [7]申維,趙鵬大.分形統(tǒng)計模型的理論研究及其在地質學中的應用.地質科學,1998,33(2):234~243 [8]肖克炎,王勇毅,薛群威.中國銅礦數字礦床模型評價系統(tǒng)的開發(fā).礦床地質,2003,22(4):425~429.[9]肖克炎,張曉華,宋國耀,等.應用 GIS 技術研制礦產資源評價系統(tǒng).地球科學,1999,24(5):525~528
[10]張曉華,肖克炎,朱裕生.礦產資源潛力評價的理論和 GIS 技術宋國耀.物探化探計算技術,1999,21(3):199~205 [11]趙鵬大.“三聯式”資源定量預測與評價——數字找礦理論與實踐探討.地球科學——中國地質大學學報,2002,27(5):482~489
第五篇:常微分方程定性與穩(wěn)定性方法試卷
常微分方程定性與穩(wěn)定性方法試卷
2x1?dx1???2x2,22?dt(1?x1)?1.(20分)討論系統(tǒng) ?dx 零解的穩(wěn)定性。2x2x212????2222?dt(1?x)(1?x11)?
d2xdxdx22m?b??()??x??x?0,mb?0 對2.(20分)證明振動方程 2dtdtdt
任何參數都不存在閉軌線和奇異閉軌線。
?dx?2xy?P(x,y),??dt?3.(20分)設有系統(tǒng) dy試分析其軌線??1?y?x2?y2?Q(x,y).??dt的全局結構。
?0?1?104.(20分)設A=??00??2000?dx00??Ax,x(0)?x0的解,?,求初值問題 dt0?1??10?
并分析其奇點鄰域內軌線的性態(tài)。
?dx3??y??x?x,??dt5.(20分)討論系統(tǒng)?dy 奇點(0,0)鄰域內極限環(huán)的??x?y3??dt
分支問題。