Статистически модели при изучаване на находищата от подземни богатства

1.2. Статистически модели при изучаване на находищата от подземни богатства

Находищата на подземни богатства са сложни и многостранни природни обекти. Предвид целите и задачите, могат да се изградят множество теоретични модели за определено находище. Използват се основно три вида теоретични модели: дискретен йерархичен за строежа на недрата; на полето на разпределението на свойствата и на генезиса на находището.

През втората половина на миналия век, теорията на случайните процеси е намерила приложение във формализацията на някои явления и в използвани технологии, включително и такива от областта на проучването и разработването на находищата.

От физична гледна точка, за представянето на случайния процес е допустимо да се използва само една реализация. От математическа гледна точка отделната реализация е детерминирана функция на времето. Чрез нея могат да се определят статистическите свойства на процеса, при условие, че са изпълнени някои изисквания. Свойствата на случайните процеси могат да се опишат чрез вероятностни характеристики – разпределение на вероятностите, корелационната функция, спектралната функция, интервал на корелация, ефективна ширина на спектъра и т.н. Случайните процеси, анализирани в приложните науки, са стационарни, нестационарни, ергодични, неергодични и др. Теорията на случайните процеси се използва с определен успех при описание на геохимични полета, при прогнозиране на геолого-геофизични характеристики, интерполация на геоложки характеристики, в тренд-анализа, геостатистиката, при изчисляване на запасите от подземни богатства, в хидрогеологията, при изследването на тектонски явления и др.

При решаването на много задачи от геологопроучването се използва количествена оценка на пространствената изменчивост на геоложките свойства. Случайните по характер (геоложки) процеси, при подобни изследвания позволява да бъде използван апарата на теорията на случайните функции.

Основните характеристики на случайната функция са: математическо очакване M_x, дисперсия D_x, корелационна функция K_x(, ') и структурна функция γ(, ') на дисперсиите. Характеристиките на случайните функции са функции.

Теорията на случайните процеси/функции, реализирана в редица изследвания дава възможност да се проследи поведението на геоложки показатели в зависимост от един или няколко неслучайни параметъра.

През 60-те години на миналия век се появява направлението геостатистика. Тя е реализация на теорията на случайните функции.

Основна цел на геостатистическото моделиране е оценката на средните значения на изучаваните параметри в границите на проучвания участък или блок, като функция от тяхната пространствена изменчивост, в зависимост от геометричните особености на оценявания блок, пространственото положение, размерите, формите и ориентираността на проучвателните сондажи, изработки и проби. С помощта на корелационната или структурната функция, се определя дисперсията и ковариацията на разпространение на значението на изследвания показател на оценявания обект – свойство, структура и т.н.

За практическото използване на геостатистическите модели е необходимо да се определи зависимостта между дисперсията на средните значения на изучаваното свойство и тежестните коефициенти от параметрите на природната изменчивост на полезното изкопаемо, параметрите на проучвателната мрежа, геометрията на пробите и блоковете. Широкото използване на геостатистическите методи в практиката трябва да се предшества от изучаване на характеристиките на изменчивостта на параметрите с помощта на теорията на случайните функции, основана на експериментални проучвателни и експлоатационни данни.

Инжерният подход за моделиране на минно-геоложки обекти е по ефективен при използване на специализирани програмни продукти.
1.3. Програмни системи за моделиране на минно геоложки обекти

Системите за компютърно моделиране могат да се разделят на общо целеви и специализирани. От друга страна според това, до каква степен подпомагат изследователите при изграждането на модела, те могат да се разделят на:

• 
  Инструменти подпомагащи процеса на моделиране, където могат да бъдат включени широк спектър от програмни системи, като се започне от електронните таблици, например Microsoft Excel и се стигне до системи за математически и статистически пресмятания, например Mathematica на Wolfram Research и Statistica на StatSoft Inc.
  
• 
  Шел системи. Те съдържат всички необходими средства за изграждане на модела, обикновено се нуждаят от запълване с конкретни данни. Повечето са отворени и допускат надграждане.
  
• 
  Завършени (затворени) системи. Това са системи изградени да моделират точно определена задача. Необходимо е само да бъдат захранвани с конкретни данни.
  

Като наложили се в практиката специализирани компютърни системи могат да се посочат: DATAMINE, VULCAN (MAPTEK), MINESCAPE (MINCOM), GEMCOM, MINEFRAME и др.

В заключение може да се посочи, че специализираните системи успешно решават кръга задачи, точно за които са създадени, но в известна степен техен недостатък е, че те са трудно приложими извън тях. От друга страна общоцелевите системи изискват високо квалифицирани специалисти и повече усилия при тяхното прилагане, но пък могат да се използват при решаването на разнородни по характер задачи и проблеми.

Напоследък в много от тези системи се влагат средства на изкуствения интелект.