信息技术课程讲稿-勘探行业信息化

我国矿业信息化发展现状（讲座专题一）资安院陈建宏信息技术在矿业中的应用​何谓“信息化”？从国家信息化的概念出发，信息化有三层含义：一是大力应用现代信息技术，二是大力开发和应用信息资源，三是推动工业、农业、科技、国防的现代化。为了在国家、地区、部门、产业和企业实现信息化，需要建立相应的信息化体系，包括：信息源、信息技术、信息产业、信息应用、信息政策法规和标准、信息人才。​一、矿业信息化：背景、主体、

范畴、流程当代产业活动离不开五种基本资源：物质、能源、劳动力、资本、信息。其中信息资源对产业活动的决策和导向，对生产过程的控制和优化，对市场的布局与进退均起着极为重要的作用。对信息的收集、管理、分析和利用，是现代企业的投资者、管理者、研发者、生产组织者、技术支持者的首要任务。​信息资源的重要性，在于它是优化决策过程、管理过程、设计过程、生产过程、销售过程的最重要基础要素。从这个意义上讲，“产业信息化”是产业现代化的前提。产业信息化的基本任务之一是用信息化改造传统产业，包括矿业。矿业的信息化指的是在矿业活动中充分利用现代信息技术，开发利用信息资源，优化矿业活动全过程，提升我国矿业的管理水平与技术水平，提高矿山企业的竞争能力。​信息化主体政府潜力评价资源管理宏观决策矿产勘查矿山生产矿业信息咨询企业矿业投资矿山开发与生产​矿业信息化的基本范畴潜在矿产资源评价信息化（政府）矿产勘查信息化（企业）矿山开发与生产信息化（企业）矿业投资信息化（企业）信息咨询业务信息化（企业）矿产资源管理信息化（政府）国家矿产资源宏观决策信息化（政府）​矿业信息化的主流程矿山流程（资源、生产、管理、市场）投资流程（资源、资本、可行性研究）咨询中介流程（资源、技术、设计、法律、财务）政府流程（资源、政策、法规、矿业权、供需形势）​二、潜在矿产资源评价信息化按照我国和国际对矿产资源的分类标准，分为“查明的矿产资源”和“潜在的矿产资源”。开展矿产勘查（普查、详查、勘探），获得“查明的矿产资源”，是初级矿业公司的任务。对“潜在的（即未发现的）矿产资源”进行空间评价和数量估计是政府地质调查机构的任务。因此，政府需要对潜在矿产资源评价过程实现信息化。​潜在矿产资源评价信息化的基本内容空间数据库：地质、地球物理、地球化学、遥感图层及GIS工具矿床模型空间决策模型：句法逻辑模型、模糊逻辑模型、不确定推理模型、人工神经网络模型、遗传算法模型等。数量决策模型：主观概率、矿床模拟等潜在找矿靶区专题图、靶区资源量估计结果​找矿靶区的空间圈定输入图层图层综合靶区圈定空间决策模型​找矿靶区潜在资源量的估计

输入参数

资源量估计

靶区潜在资源量找矿靶区矿床模型品位吨位及矿床数分布数量决策模型Cu:50万吨​国外对潜在矿产资源的评价始于六十年代，盛于七、八十年代，但大型现代矿产资源评价信息系统的产生始于八十年代初，如美国地质调查局的PROSPECTOR。从七十年代中期开始，美国未间断地开展了“阿拉斯加矿产资源评价计划”、“美国未发现的石油和天然气资源评价计划”、“美国全国铀矿资源评价计划”、“美国本土未发现的非燃料矿产资源评价计划”等。随着时间的推进，资源评价系统的信息化程度越来越高，目前已进入全面使用GIS、DSS和AI技术的阶段。加拿大、澳大利亚等国也开发了相应的潜在矿产资源评价系统。​我国自七十年代中期起，地质、石油、冶金、有色、核工业等部门开始进行潜在的矿产资源资源评价。八十年代初，评价活动达到高潮，出现了许多基于多元统计方法的评价系统。原地质部、石油部、核工业部等于八十年代开展了全国性的矿产资源总量预测。九十年代以来，我国对潜在的矿产资源评价进入了以GIS、RS、DSS、AI为技术支撑的阶段。中国地质调查局及有关部门的潜在矿产资源评价系统在不同程度上体现了这些现代信息技术的应用。目前中美正在这一领域开展合作研究。​矿产勘查信息化矿产勘查信息化是指对矿产勘查评价的全过程（普查、详查、勘探）的信息化。矿产勘查信息化的基本内容是：大比例尺物、化探数据的管理与计算机化的异常解释；探矿工程数据管理、矿区地质制图、矿体圈定、储量计算；矿床开采技术条件（地质工程）数据管理与分析。​地球物理和地球化学勘查信息化以矿产普查为目的的物、化探和遥感数据管理、数据处理和异常评价是勘查信息化的重要内容。Geosoft（加拿大）、ER-Mapper（澳大利亚）等系统软件在物化遥数据处理中获得广泛的应用。由于物化探测量数字化技术的发展，矿产勘查物化探数据库的建设已可做到与勘查工作同步进行。我国的勘查地球物理和地球化学数据处理已具一定水平，但计算机数据管理不够系统、规范。​探矿工程信息管理及查明资源评价探矿工程是获得查明资源量的手段，建立探矿工程获得的地质与矿床信息的计算机信息系统是勘查评价过程信息化的基础。一个基于探矿工程信息的勘查评价信息系统应具有以下功能：1、探矿工程测量、地质编录与化验结果数据库，2、矿床地质平面图、剖面图、断面图、投影图的编绘、矿体单工程圈定、矿体连接、各种方法的查明资源量计算、资源量计算报表输出。​基于探矿工程信息的勘查评价系统流程单工程圈定

矿体连接矿床图件编绘探矿工程信息数据库矿床资源量计算资源量报表输出现场编录化验分析​基于探矿工程的勘查评价信息的建库与管理难度较大，国外于七十年代中期开始在大型机上探索用COBOL语言编写钻孔数据管理程序，并在此基础上实现后续的矿体圈定、绘图和储量计算作业。八十年代以后，随着微机和DBML和绘图技术的飞速发展，基于探矿工程的勘查评价信息的建库已不是难题。地质统计学储量计算是矿产勘查评价系统的重要组成部分，八十年代以后，几乎所有的勘查评价系统都包含了系统的地质统计学内容。​绘图技术在勘查评价系统中得到广泛的应用。近10年来，可视化技术大大提高了勘查评价系统的显示水平。国外重要的基于探矿工程信息的勘查评价系统有：Mintec、Gemcom、Geostat、Geomath、Maptek等软件商的产品，这些软件各有所侧重，有的侧重同矿山的衔接，有的侧重于地质统计学计算，有的侧重于三维表达等，但都包含了一个勘查评价系统所应具备的基本功能。​1977年夏，中国贸促会组织美国福陆公司总地质师HarryParker来华介绍地质统计学在矿业中的应用，推动了计算机在我国在矿产勘查中的应用。之后，原地质部、冶金部、核工业部的研究所、设计院开始开发与应用地质统计学计算机系统。从七十年代末开始，我国陆续选派技术人员和留学生到法国枫丹白露地质统计学中心、法国地质矿业局（BRGM）、美国斯坦福大学等学习地质统计学储量计算方法。​八十-九十年代，我国自主开发了一系列有一定实用性的地质统计学储量计算系统，如中国科技大学、长沙设计院等都取得了可喜的应用成果；地质矿产部在联合国支持下，开发了固体矿产勘查评价自动化系统（KPX）。上述面向勘查的系统在梅山铁矿、刁泉银矿、玉龙铜矿、银洞坡金矿、大厂锡矿等矿区用地质统计学方法计算了储量。钻孔数据管理、柱状图的生成和绘制、勘探图件的绘制等也都实现了计算机化。特别是制定了一套符合我国勘查规范的探矿工程地质编录标准。从1996年开始，在原地矿部的勘查队伍中全面推广KPX。与此同时，我国的一些设计、研究单位开始引进、消化国外的勘查软件，如加拿大的GEOSYSTEMS。国外软件商Gemcom、Geostat、Maptek等都层来华探讨合作推广的可能性。​为什么要使用地质统计学？从理论上讲，地质统计学是一种最小误差的无偏估计方法，具有方法学上的合理性。从资源量的分类管理上讲，克里格法在估计资源量的同时，给出一个资源量估计的误差，可用其作为是否达到某个资源量级别的判据，这是任何一种资源量计算方法都不可能做到的。从一个矿床资源量的动态管理来将，地质统计学方法进行的是网格化的局域估计（localestimation）。当矿产品价格或成本变化时，据新品位的指标确定矿体边界和矿体储量时，只要挑出那些符合新指标的克里格网格即可，无须重新进行克里格估值。​从勘查设计的角度，由于克里格法估计的资源量同时给出估计误差，可以据此按照不同资源量级别的要求，确定勘查工程和取样间距。在克里格网格估值的基础上，建立品位-吨位曲线，可动态地表达资源量同边界品位之间的关系。这种关系对矿床的可行性研究、技术经济评价和开采块段的动态选择非常有用。最后，从市场认同的角度来看，目前国外资本市场和咨询专家只承认克里格法计算的证实储量。而证实储量恰恰是可作为矿业公司资产计算的储量。因此不使用地质统计学方法，矿业公司的储量资产，就得不到投资者的认同。​ANN——

一种新的局域资源量估计方法ANN（人工神经网络）是一种新的矿床资源量局域估计方法。目前在国内外都有人在进行探索。ANN用于资源量估计的最大优点是克服了克里格法空间估值的圆滑效应，造成对局域估值的歪曲。由于人工神经网络对于数据的非线性形态具有高度的适应性，因此其估值结果能反映原始数据的空间波动特征。人工神经网络的缺点是不能提供资源量的估计误差。​

人工神经网络局域资源量估计Bxy邻域观测均值块段B品位估值​矿山开发与生产信息化矿山开发与生产信息化是整个矿业信息化的最重要组成部分。我国有8000座大中型矿山，实现矿山开发和生产信息化将大幅度提升我国矿山的管理水平，优化矿山的开发与生产过程，发展矿山企业的生产力。矿山开发与生产信息化的主要内容是：计算机辅助矿山设计（露天采坑设计、地下巷道设计、运输系统设计、尾矿坝设计等）、矿山生产储量计算、矿石品位控制、贫化损失计算、矿山生产计划安排、材料消耗计算等。特别是基于地质统计学的矿石数量和质量的精确估计，是矿山生产计划安排的基础。​国外一些面向矿山的计算机辅助系统，如Mintech、Datamine、Vulcan、PC-Mine等，都提供了强大的矿山工程设计的功能，是优化矿山设计的强有力工具。这些软件同样可以用于优化矿山生产过程，按照市场变化、成本变化、流程变化、矿石变化随时调整生产计划，使矿石的生产在时间和空间上均达到最优化。这些软件同样可用于可行性研究。资源量计算、矿山技术系统的设计、矿山项目的经济分析是一个交互式过程，利用基于矿山资源量计算和矿山设计的软件，可以随时改变可行性研究的资源量方案和矿山技术方案，真正取得资源系统和技术系统最佳配置状态下的可行性结论。​矿床勘查信息矿山技术经济信息资源量计算矿山技术系统

财务分析市场信息

可行性研究结果地质统计学模块矿山设计模块YN财务分析模块面向矿山的计算机辅助系统

在可行性研究中的应用​矿业投资信息化现代矿业投资是建立在对矿业项目进行严格的、规范的可行性研究的基础上的投资，因此，矿山可行性研究涉及的信息化系统可以被投资者所利用，但这项工作通常委托咨询机构进行。矿业的市场信息，如产品、产量、价格、成本、企业业绩、新项目动态及独立的矿业分析人对矿业资本市场发展趋势的分析报告等对银行、股市、企业投资具有重要影响，建立公共的或商品的矿业市场信息系统将为矿业投资者的投资决策提供方便。​矿业权和矿业资本是投资活动的两极。矿业权和矿业资本的结合意味着投资活动的成功。要加大两者碰撞的机会，关键在于建立透明、公开的矿业权和矿业资本的信息交流。矿业权人的矿业资产（包括矿业权，或称矿产资源资产，即mineralproperty）、找矿发现、技术创新、经营业绩等信息应通过一定渠道进入市场。矿业投资者及投资中介也应将其投资领域、实力、业绩、当前意向等信息让市场了解。为了推进改革矿业权人同投资者的结合，建立相应的信息系统，特别是现代网络系统是必要的。​矿业信息在矿业权和矿业资本

结合中的作用生产要素矿业权矿业资本矿业技术矿业中介矿矿业劳动力矿业信息业产要素市场矿生​无形市场与有形市场单个矿业生产要素多半具有有形市场。这些市场，可以为矿业活动服务，也可为其他产业活动服务。综合性的矿业生产要素市场，多半是无形的。矿业生产要素的配置，通过无形的市场实现。为了克服无形市场矿业权转让、投资活动、技术活动的盲目性，举办短期的有形的综合性矿业生产要素市场是必要的。​？我国的矿业生产要素市场，无论是有形市场，还是无形市场，都极不发育。矿业权的交易、矿业资本的筹集都是在一个很狭小的圈子内进行，信息不灵通，行为不规范，市场透明度低，项目可比性差，市场交易额小。同我国整个经济系统的市场走势极不适应。​什么是有形的矿业要素市场？请看PDAC​关于PDAC

PDAC是“加拿大勘探者与开发者协会”的缩写，。它除了开展正常的矿业协会活动外，最大的贡献是举行一年一度的PDAC大会。

PDAC大会是一个融找矿与勘查成果的展览、投资、交易与矿业政策法规宣传为一炉的大会。会议规模一成立于1932年，它实际上是一个国际性的组织，近年中国有的人员也参加了这一协会。大会规模一般6000-8000人，参加国家60-80个。2001年有6700人、65个国家参加。​

PDAC大会是什么？PDAC大会是一个有形的矿业生产要素展览、谈判和交易市场PDAC大会同时还是一个政府宣传矿业政策和法规的场所PDAC大会同时还是找矿地质成果、技术进步和国际投资环境评估的讲坛​

2002年PDAC大会的主要活动矿业交易展览矿业投资交流与谈判矿心及勘查成果展览及交易技术报告矿业部长论坛​信息咨询业务信息化信息咨询、中介和技术服务公司是矿业生产要素市场的重要组成部分，对推动矿业权同矿业资本的结合起到重要的作用。信息咨询业务包括：物化遥数据解释、矿产资源量/储量计算、矿山设计、矿山可行性研究、矿业权评估、矿业投资分析等。各种矿业信息系统和辅助软件工具是信息咨询公司开展工作的基本手段。有些矿业软件开发公司同时也提供矿业信息咨询服务。​国外矿业信息咨询公司数量并不多，但有较高的权威性，为银行、股市等投资主体认可。由于由咨询公司作出的资源量/储量计算、矿业权评估和矿山可行性研究结果直接影响到投资者的投资取向，因此矿业咨询公司要具备良好的技术素质、历史业绩和公司声誉。我国市场化的矿业信息咨询业还不发育，必须培育矿业信息咨询和中介市场，规范咨询行为，推动整个矿业的市场化进程。​矿产资源管理的信息化政府对矿产资源的管理也必需实现信息化。目前国土资源部已建成了油气的区块管理、固体矿产探矿权登记、固体矿产采矿权登记数据库，用于部和各省厅进行两权登记管理。矿业权管理信息系统可以通过网络向社会提供，增加矿业权信息的透明度，推动矿业权的转移。建立矿业权审批程序办公系统是矿产资源管理信息化的重要内容，可以提高办事效率、增加审批的透明度，防止腐败。​国家矿产资源宏观管理信息系统是国家制定矿产资源战略、政策、法规、规划的重要依据。国土资源部建立的全国矿产储量数据库系统、矿山开发信息系统在矿产资源的宏观管理中发挥了重要的作用。美国矿业局从七十年代起致力于建设基于全球矿产资源信息的矿产资源可供性系统（MineralAvailabilitySystem),收集全球近千个矿山、矿床的资源、技术经济信息，以统一的成本计算为指标，考察一个国家、一个地区在未来某一时刻的矿产品和矿产储量的可供性。美国以对34种重要矿产进行了可供性分析。​矿产资源可供性系统的技术内容资源数据库：包含矿产地、资源量、储量、矿石品位等信息。矿山技术经济数据库：包含开拓方式、采矿方法、产品方案、选矿流程、采选冶回收率等信息。成本分析模型：将勘探、采矿、选矿、运输、供电、供水、实验、管理等成本大类分解成分项成本，据已知矿区资料建立分项单位成本对规模的回归模型。由美国矿业局制定的成本分析手册给出了八十多个分项成本回归模型。统一货币成本指数。经济分析模型，主要使用求内部收益率的模型。​矿产品可供性曲线

$0.7/b0累积产量（万吨）9001900铜价（$/b）​国土资源部正在开展矿产资源可供性分析：第一批包含煤、铁、铜、铅、锌、钾盐、铀等矿种。矿产资源可供性系统是国家实施矿产资源安全供应，分析我国产品的竞争能力，制定矿产资源战略和政策的重要信息系统。目前我国对这个系统的研究还处于起步阶段，信息还不完全，方法也比较简单，需要通过长期的积累和同有关部门和企业的合作逐步完善。​结束语我国是一个资源大国、矿业大国、人口大国，被认为是未来的“世界工厂”，对矿物能源和原材料的需求将进入一个新的旺盛时期，为了适应这一新的形势，为了大幅度提升我国矿业生产力水平和实现矿业现代化，我国矿业的信息化进程需要加快进行。​谢谢​演讲完毕，谢谢观看！附录资料：不需要的可以自行删除48信息化规划与管理建立企业模型49第一节信息化规划项目的规划

制定大、中型企业的信息化规划本身就是一个庞大的项目，必须对这个信息化规划项目进行规划，这是制定信息化规划阶段的第一项任务，在这一项任务中应该完成以下三个子任务：

50一、确定信息战略规划的边界

确定信息化规划的范围，是对企业制定整体（或全局）规划，还是制定企业一个部门的规划（局部规划）；确定IT规划的信息技术边界，即信息系统应用哪些信息技术；确定信息化规划的时间限制，一般应在3~6个月之内完成，时间太短，结果比较肤浅；时间太长了，规划过于详细，可能过时。

51二、建立制定信息化规划项目的组织

项目发起人，他是主管项目的高级行政官员，他能与其他高层管理人员进行交流；项目小组，即前面所述的核心小组；咨询小组，其作用是提供项目小组不具备的专业技术，审查可交付的报告，以确保能正确反映业务现实。是否一定需要咨询小组，可以根据企业的具体情况来决定，所以，咨询小组是任选的。

52三、制定项目进度表

制定企业的信息化规划要完成7项任务，而每一项任务又包含一些子任务，有的子任务仍需分解成为更小的任务。为此，需要制定一个详细的任务表，规定各个任务的优先次序和完成任务的时间安排。给项目组成员分配具体任务和确定任务完成的时间，并绘制详细的进度表，便于及时检查和掌握工作进度。

53第二节初始的企业模型信息化规划阶段的第二个任务是建立一个初始的高层次的企业模型。高层次的企业模型应包括业务处理的主要数据（称为主题域）和这些数据之间的关系，以及企业的高层业务功能。首先要求识别企业的组织结构，确定企业的任务、目标和关键成功因素及其信息需求，进行业务战略规划。

54一、建立组织层次图

首先，识别企业的组织机构，建立企业的组织层次图。

信息来源：从得到的组织结构的文档中获得。信息输入：组织结构图，组织手册或指南，组织文件或数据库报表。信息输出：组织层次图和组织单元的信息记录表。

55信息输入步骤1：利用IT规划工具箱的组织层次图表来表示层次形式的组织结构，或用缩进形式图表表示。步骤2：记录每一组织单元的下列信息，并建立组织单元信息记录表。

名称；

负责人的姓名和职务；

组织单元的任务；组织单元之间的关系。信息输出：组织层次图、组织单元的信息记录表56二、识别企业的任务、目标、战略重点和关键的成功因素

为了获取企业的信息需求，应该识别企业的任务、目标、战略重点和关键的成功因素。信息来源：从审查的书面文档中提取有关业务的材料。信息输入：正式的业务计划、年底报告、战略备忘录、组织层次图。信息输出：任务说明书组织单元的目标、战略和关键成功因素列表企业目标／组织单元目标矩阵企业和主要单元的初始目标层次列表

57信息输入步骤1：考察全部提供的可用文件，确定并列出企业的任务、目标、战略和关键成功因素，在确定企业的关键成功因素时，应注意它们总是与确保企业竞争能力的因素相关。关键成功因素是由企业的关键信息、关键假设和关键的决策组成的。步骤2：将任务、目标和关键成功因素组成一个任务说明书。

步骤3：记录组织层次图中与企业有直接关系的组织单元的目标、战略和关键成功因素。步骤4：建立企业目标／组织单元目标矩阵，

步骤5：产生一份初始的目标层次列表，信息输出：同前

58三、阐述信息需求和性能度量

在信息输出的基础上，必须识别出支持每个目标和关键成功因素所需要的信息，这称为“信息需求”；给出的评价每个目标完成的方法，称为“性能度量”。信息输入：书面文件，上一节的信息输出、组织层次图。信息输出：信息需求列表信息需求／组织矩阵性能度量／组织矩阵

59信息输入步骤1：识别和记录信息需求及其特征，建立信息需求列表。（表6-2）

步骤2：建立信息需求／组织单元矩阵，其元素表示一组织单元的信息需求。（表6-3）

步骤3：建立性能度量／组织单元矩阵，其元素表示一个组织单元通过一个或多个性能度量来监测它的目标。信息输出：同上60四、分析信息技术的潜在影响

通过分析信息技术对企业业务的潜在影响，找出使业务可能获益的信息技术，这里的信息技术是指用于创建新的业务机会的计算机硬件、软件、数据库和网络通信产品。信息输入：与信息技术最新发展和应用有关的出版物，发行的目前流行的技术环境的业务文件，有可能依赖于信息技术的业务战略。信息输出：是一个有关信息技术对该企业业务产生潜在影响的简短说明。

61信息输入步骤1：重新审查可用的技术资料，以确定信息技术在企业内部使用的范围。步骤2：根据规划者的经验和从出版物中得到的信息，列出使业务可能获益的技术，这些技术包括四类：转化为产品或服务的技术，或转化为部分产品或部分服务的技术，银行所关心的产品或服务的技术，用于市场销售的技术，提高企业竞争优势的技术信息输出：是一个有关信息技术对该企业业务产生潜在影响的简短说明。62五、创建企业模型—初级信息结构