MRAGIS系统开发

矿产资源GIS评价预测是一项系统工程，纵观国内外的评价预测系统或方法，可以归纳为两大类。一是依靠知识驱动的经验法或称专家系统，依靠地质、矿产专家对评价目标区成矿理论和成矿规律的认识，建立成矿综合模型，通过数学计算，圈定成矿远景区；另一类是采用数据驱动，对评价目标区内的所有信息数据采用空间分析、数理统计等数据处理，获得与成矿有关的变量数据，进而构成找矿地质模型，经数学计算，划定成矿有利区。不论是知识驱动还是数据驱动，单纯地采用一种方式，都存在不足。知识驱动受经验的限制，对评价结果易造成人为因素的影响。而仅靠数据驱动，势必会脱离评价区的成矿规律，单纯靠数据评价，显然，这样的评价预测结果难以具有科学性和令人信服。因此，只有将知识驱动和数据驱动两者结合起来，评价预测结果才能客观、科学，对地质找矿工作才具有指导意义。

基于ArcGIS Engine V9.2矿产资源评价预测系统— MR—AGIS，正是知识驱动与数据驱动两者相结合的方法——“WMAR”法（Weights of evidence method,Multiple information statistics regression method,Atifical neural network（BPnet）and Regional metallogenic law progenosis）（唐永成、曹静平，2007），即依靠数据驱动的“证据权”法、数据驱动与专家系统的“多元信息统计回归”和“BP神经网络”，以及知识驱动的“成矿规律法”4法联合预测。该方法的精髓是“成矿规律法”自始至终贯穿于整个评价过程，从地质成矿背景和成矿规律研究、评价模型建立到矿床定位预测和资源量计算，“成矿规律法”均贯穿评价预测全过程。MRAGIS评价系统研究内容与地质变量框架设计如图5-4-4所示。

1.开发平台

目前软件开发平台有Microsoft VB、VC、.NET平台、J2EE（JAVA）平台、WEB以及C,C+＋、Delphi开发平台等多种。其中Microsoft.NET是一种全新的运算平台，其核心内容之一就是要搭建第三代互联网平台，该平台能够最大地保护用户的现有投资和适应未来发展的需要。为促进.NET应用程序的开发，Microsoft推出了Visual Studio.NET集成开发环境。这个集成环境中包含了许多强大的工具，并且支持多种编程语言，如C＃、Visual Basic.NET、C+＋、JAVAS-CRIPT、DHTML等。而C＃是一种专门为.NET设计的面向对象程序语言，融合了其他语言的优点，使用类似C的语法，通过与.NET Framework结合，与类库的支持，得以更简单地开发出更稳固、功能更强大的应用程序。工程专业人员可以用VC#.NET实现他所需要的任何编程功能，从开发个入使用的应用程序，到大型工程软件应用系统，都可以在VC#.NET提供的工具中得到支持。且.NET的数据访问工具则由基于XML的ADO.NET代替了基于COM组件的ADO.任何以XML为输出的数据源都可以作为ADO.NET的数据源。相应的结果集升级为数据集（DataSets），命令语句则升级为数据集命令（Data Set Commands）。从形式来看，微软的ADO.NET更趋新潮和时代性，基于XML的特性使其可以处理极其丰富的数据源，且因其构架在HTTP协议之上，易于穿透防火墙，使沟通更为便利。

C＃有很多C/S开发的框架，在开发web application webservice方面很具特色，其开发速度快，系统安全性、数据库优势以及和.net的无缝结合，得到许多用户推崇。加上C#.NET面向未来的网络技术和应用，特别为Microsoft公司所重视，其版本不断得到更新。相对而言，VC、VB等的技术升级周期变得越来越长。鉴于此，MRAGIS系统的开发平台选择Microsoft Visual C#2005和Arcgis Engine 9.2 Developer Kit。

2.MRAGIS系统研发与“WMAR”评价方法建立

按照系统目标和开发语言环境要求，选择Microsoft Visual Studio 2005为系统开发平台，安装了Visual C#2005和ArcGIS Engine V9.2开发工具包。相对GIS用户来说，ArcGIS Engine V9.2开发工具包基本上包括了一般常用的GIS功能，诸如图形数据和属性数据的编辑操作、空间分析等。对于目前开发工具包无法满足的一些特殊需求，可采用C＃编程实现。

MRAGIS系统采用与Windows操作系统一致的图形窗口技术，所有功能以下拉式菜单驱动，常用的工具型功能均由工具条按钮驱动。操作数据对象为SHP文件。另外，在系统状态栏中始终报告软件运行的状态，包括当前操作的图层文件路径、反映图形大小的比例尺、鼠标位置坐标等。整个评价系统由于采用ArcGIS Engine技术，其运行无需GIS平台软件的支持，完全可以在Windows XP操作系统下直接运行。

MRAGIS系统开发以“WMAR”方法体系为技术路线，贯彻“成矿规律”法（Regional metallogenic law prognosis）应用于评价预测整个过程之宗旨。目前，矿产资源评价预测主要包括空间定位预测和资源潜力评估两个方面。在“WMAR”法中，用于空间定位预测的方法是“证据权”法（Weights of evidence method）和“BP神经网络”法（Artifical neural network（BPnet）），资源潜力评估选择“多元信息统计回归”法（Multiple information statistics regression method）和“BP神经网络”法。值得一提的是，无论应用何种方法，都必须注意其使用条件，否则，计算结果可能差之千里。

图5-4-4 MraGIS系统研究内容与地质变量设计框架示意图

选择安徽东南地区重要成矿带作为MRAGIS系统的试运行区，通过运用本系统对本区主要成矿区段及邻区的铜金、钨钼等多金属矿产资源进行了评价预测，圈定了铜金多金属矿产4级成矿区和5级找矿远景区，对今后地质找矿工作提出了建议。

经过试运行和后续其他成矿区段的运行，MRAGIS系统显示出一定的创新性、先进性和实用性，主要体现在以下几个方面。

（1）在国内率先采用ArcGIS Engine 9.2核心技术，以Microsoft公司的Visual C#2005为开发平台，系统经编译后形成可执行文件（EXE），可在Windows XP操作系统下直接运行，无需任何GIS平台的支持；

（2）创建并贯彻“WMAR”矿产资源评价方法技术路线，尤其是成功地将BP神经网络法应用于矿产资源评价，在安徽东南地区取得了良好的计算效果，具有一定的先进性；

（3）系统独立开发了一套工程化管理技术方法，实现了评价预测全过程的监控、断点保护、系统导航和数据分类化管理，使得整个系统的进程、数据管理更加科学、便捷；

（4）系统对评价模型管理方面有所创新，随着系统的不断运行，一方面可积累多矿种、多类型的矿产资源评价预测模型数据，另一方面，通过接收非本系统的评价模型数据，使得评价模型的建立不再繁琐；

（5）首次采用了系统操作导航技术和系统启动向导设计，大大提高了系统操作人性化程度。另外，评价成果的表达采用色块图、等值线图和三维立体图，形式多样、直观。