克里金（kriging）插值方法在煤層分布檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文是在山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目《多源信息融合技術(shù)在煤礦水害預(yù)測中的研究》資助下完成的，目的是對煤層分布檢測方法進(jìn)行應(yīng)用研究。 煤礦工程人員要對合理開采煤層做出決策，必須對煤層的分布有一個直觀的了解，這就需要知道煤層的分布狀態(tài)。對地下煤層了解的唯一途徑是進(jìn)行鉆探檢測，但進(jìn)行鉆探檢測要花費(fèi)很大的代價，所以不可能大規(guī)模的鉆探。如何根據(jù)有限的鉆孔檢測資料來得到煤層的分布模型，本論文提出了克里金插值方法來解決鉆孔數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足的問題。

2、 在論文中，根據(jù)空間插值方法的基本原理，對主要的空間插值方法進(jìn)行了比較，分析了各種方法的適用條件、算法和優(yōu)缺點(diǎn)。在煤層分布檢測中，克里金插值方法不僅考慮了觀測點(diǎn)和被估計點(diǎn)的相對位置而且還考慮了各觀測點(diǎn)之間的相對位置關(guān)系，并且，克里金建模具有無偏、最優(yōu)的性質(zhì)，點(diǎn)稀少時插值效果比其他方法好，能給出待估點(diǎn)屬性值數(shù)學(xué)期望最好的近似。文中在確定插值鄰域的基礎(chǔ)上，利用克里金插值方法的多種模型對研究區(qū)散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)的變異函數(shù)進(jìn)行擬合。為了確定哪個插值模

3、型更適合研究區(qū)域的三維建模，對多個插值效果圖進(jìn)行了比較，得出普通克里金插值方法的球狀模型是最佳的插值模型。主要內(nèi)容有: (1)介紹了常用空間插值方法的原理、研究現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域。分析對比每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，明確了在煤層分布模型檢測方面，克里金插值方法的插值效果較好。 (2)根據(jù)空間信息統(tǒng)計學(xué)的基本原理，詳細(xì)說明了變異函數(shù)的理論模型和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，改進(jìn)了變異函數(shù)參數(shù)的確定方法。 (3)詳盡闡述了克里金插值方法的基本原理，分

4、析比較了各種克里金插值方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用條件。提出了在研究區(qū)域內(nèi)采用普通克里金插值方法進(jìn)行數(shù)據(jù)插值。 (4)對原始采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，根據(jù)改進(jìn)后的參數(shù)確定方法計算出實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)的參數(shù)，繪出了實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)分布圖，并用理論模型中的三種模型對實(shí)驗(yàn)變異模型進(jìn)行了擬合，并對擬合的結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)，指出球狀模型的效果最好。 (5)采用普通克里金插值方法進(jìn)行插值，根據(jù)輸出結(jié)果，用Matlab軟件對研究區(qū)域的煤層進(jìn)行了三維模擬。