Методика постановки и решения прогнозно-диагностических задач в природопользовании

Методика постановки и решения прогнозно-диагностических задач в природопользовании

Природопользовательские задачи относятся к классу слабо формализованных задач. Слабо формализованными эти задачи называются потому, что связь между описываемыми ими явлениями не может быть пока полностью осмыслена и переведена на строгий язык, аналогичный языку теоретической физики или неорганической химии. В этих областях знаний нельзя взять исходное состояние системы, решить соответствующие уравнения и на основании решения предсказать конечное состояние системы. Поэтому здесь решению задачи должна предшествовать ее постановка, и далее мы будем говорить о едином процессе постановки и решения задач природопользования. Работа в направлении регламентации и автоматизации этого процесса в лаборатории геоинформатики ВНИИгеосистем привела к созданию общей схемы постановки и решения задач. Формализация таких понятий, как задача, объект и область исследования, прогнозные критерии и признаки, их типы, операции над объектами и свойствами позволила с единых позиций описать геологические задачи, поставить им в соответствие цепочки формальных задач и построить модель процесса постановки и решения задач. Такая модель представляет собой вариант общей схемы, содержащей нормативы на основные этапы процесса решения задачи и служит фундаментом технологии применения системы. Процесс постановки и решения задачи разбивается на этапы формулирования, формализации, выбора способа и решения, анализа и интерпретации результатов (рис. 1).

Формулирование геологической задачи

Геологическую задачу формулирует специалист-геолог (геофизик, геохимик) на языке предметной области. Формулирование геологической задачи включает указание цели, представлений о геолого-прогнозной модели объекта исследований (поиска), исходных данных, результата и формы его представления, требований к результату, под которыми понимается следующее.

Цель — предвосхищение в мышлении результата деятельности. Нет смысла говорить о наличии задачи, если четко не сформулирована цель исследования.

Модель — образ (в том числе условный или мысленный) какого-либо объекта или системы объектов, используемый в определенных условиях в качестве их «заместителя». В естественных науках модель какой-либо системы — её описание на языке некоторой научной теории. Модель является упрощенным образом оригинала. Моделирование может быть как материальным, так и идеальным. Идеальное моделирование может происходить как на уровне самых общих не до конца фиксированных представлений, так и на уровне достаточно детализированных знаковых систем.

Предварительным этапом создания геолого-прогнозной модели является формулирование (выбор) генетических закономерностей формирования геологического объекта. Затем генетическая модель соотносится с исходными данными, имеющимися у исследователя, для составления геолого-прогнозной модели с определением соответствующего ей пространства критериев и признаков.

Важным элементом модели является определение объекта поиска; этот объект должен быть выбран в соответствии с целью и масштабом исследования. Объекты должны быть описаны свойствами, которые отвечают модельным представлениям и масштабу и могут быть получены из исходных материалов. Объекты и области поиска должны быть взаимосвязаны (в рудных провинциях следует выделять рудные районы, в рудных районах — рудные узлы, в рудных узлах — рудные поля, в рудных полях — месторождения, в пределах месторождений — тела).

Геологическая модель, детализированная до уровня знаковой системы, достаточно подробно описывает закономерности и связи моделируемого объекта. Результат выводится в терминах той же модели и задача решается обычно с применением методов математического моделирования. Однако на практике геологическая модель прогнозного объекта формулируется лишь на уровне представлений о модели разной степени детальности, связанных с определением закономерностей размещения ПИ, под которыми понимаются устойчивые, статистически доказанные связи месторождений с определенными геологическими образованиями, природными процессами, геофизическими полями, геоморфологическими и другими характеристиками территории. Это различные минерагенические факторы и поисковые признаки, а также их совокупности и производные, связь месторождений с которыми может быть пространственной, временной, генетической.

Минерагенические факторы характеризуют геологические тела и структуры, создавшие их процессы, время и обстановки, являющиеся причинами или условиями образования, размещения и сохранения минеральных месторождений.

По роли в рудообразовании при достаточной степени изученности минерагеничес-кие факторы желательно подразделять на рудообразующие, рудегенерирующие, рудо-распределяющие (рудоподводящие), рудовме-щающие и рудолокализующие.

Региональные минерагенические факторы определяют объект более мелкого масштаба (например, рудный узел), и должны ограничивать область поиска в масштабе исследований.

Локальные минерагенические факторы определяют положение, морфологию и ресурсы объекта прогноза (например, рудного поля).

Поисковые признаки — геологические образования и характеристики территории, являющиеся следствием процессов, сопутствующих формированию, изменениям и разрушению концентраций полезных минералов, и указывающие на возможное наличие объекта в определенном месте. Они соответствуют или предположительно отвечают отдельным объектам либо телам более крупного масштаба (например, месторождение).