Download pdf - 1. Minex baza podataka - rgf.bg.ac.rsrgf.bg.ac.rs/predmet/RO/VIII semestar/Projektovanje povrsinskih... · Minex baza podataka je binarna baza podataka za skladištenje, analizu,

Skripta iz Projektovanja površinskih kopova Rudarsko-geološki fakultet Beograd

Prof.dr Božo Kolonja, Doc.dr Ranka Stanković, Dejan Stevanović, Mirjana Jovanović

1

1. Minex baza podataka Alati: MS Access, Minex

Struktura i rukovanje podacima o istražnim radovima, Kreiranje Minex projekta, Uvoz bušotina u Minex strukturu, Kreiranje stratigrafskog niza

1.1. Baza podataka o istražnim radovima

1.1.1. Osnovni podaci Preduslov za kreiranje geološkog modela ležišta predstavlja baza podataka o

istražnim radovima, koja minimalno mora da obuhvati podatke o litologiji i laboratorijskim analizama. Za potrebe ovog kursa je pripremljena baza podataka ležišta uglja nazvanog PPK sa jednostavnom struktorom, ali dovoljnom da se napravi prvo strukturni model a potom i model kvaliteta. Na slici 1 je prikazana šema baze: tabela Busotine koja je relatirana 1:više sa tabelama Litologija i Analize.

U tabeli Busotine su skladišteni osnovni podaci o bušotinama: BusotinaID je oznaka bušotine, koja je ujedno i jedinstveni identifikator (primarni ključ) kojim se podaci ove tabele povezuju sa odgovarajućim podacima u tabelama Litologija i SlojAnalize. Pozicija u prostoru je određena koordinatama x, y, z, a koordinate su prikazane u državnom koordinatnom sistemu (sedma zona). Sve bušotine su vertikalne (Azimut=0 , Dip=-90 ), a Dubina je rastojanje od kote terena do dna bušotine.

Slika 1. Šema baze podataka istražnih radova

Za jednu bušotinu se vezuje više litoloških intervala kojima se u bazi evidentura kartirani opservirani stub bušotine. Na slici 2 je prikazan formular za unos podataka o

litologiji. Prvi interval počinje od 0 i kraj intervala je ujedno i početak sledećeg intervala. Napomena: Kartirani intervali ne smeju da se preklapaju i ne sme da nedostaje neki interval, tako da suma debljina svih intervala treba da bude jednaka dubini bušotine. Ukoliko ovi uslovi nisu zadovoljeni javiće se greški pri uvozu podataka u Minex bazu podataka.



2

Slika 2. Formular za unos litologije

Na slici 3 su prikazani rezultati laboratorijskih analiza, koji su takođe dati po intervalima koji su u ovom slučaju intervali oprobavanja, odnosno uyorkovanja. Oni ne smeju da se preklapaju, ali može da se desi da za neke intervale nije rađeno labaratorijsko ispitivanje pa su ta polja prazna. U bazi pripremljenoj za ovaj kurs se evidentiraju donja toplotna vrednost DTE u kJ, procenat vlage I procenat pepela.

Da bi se olakšalo kodiranje intervala na osnovu kog se definiše strukturni model na ovom formularu su istovremeno prikazani podaci analiza i litologija, što nije uvek praksa. Pošto se dubine (DubinaOd i DubinaDo) ne poklapaju kod kartiranih intervala i intervala uzorkovanja, obično se litologija i analize odvojeno prikazuju i čuvaju u različitim tabelama.

Napomena: Detaljnije informacije o rukovanju podacima u MS Access okruženju, takođe sa bazom podataka o istražnim radovima možete naći u materijalu za vežbe iz Informatike I.

Slika 3. Formular za unos laboratorijskih analiza



3

Vežba Na lokalnom računaru kreirati katalog MinexVezba i u njemu drugi katalog

ImportVezba.

Sa stranice predmeta skinuti bazu Busotine_V1.mdb. Ukoliko je baza zapakovana, otpakovati je. Pronaći bušotinu B-150 i analizirati litologiju i analize.

Pozicionirati se na prvi zapis u bazi, na poslednji zapis

Pogledati i analizirati SQL upite u bazi. Kreirati novi upit koji prikazuje spisak bušotina kod kojih je DTE >11000

Dodati bušotinu Test-1 na osnovu datih tabela, uz proizvoljno dopunjavanje podataka koji nedostaju.

Busotine

BusotinaID y x z DubinaTest-1 4928484 7440483 101.24 45

DubinaOd DubinaDo Lith Vlaga Pepeo DTE

0 0.3 ORANICA 0.3 4.6 GLINA 4.6 18 PESAK 18 18.2 PESAK 52.29 9.3 8335

18.2 30.6 UGALJ 52.29 9.3 8335 35.8 39.1 UGALJ 50.89 12.1 7975 39.1 39.3 PESAK 50.89 12.1 7975 39.3 39.4 UGALJ 50.89 12.1 7975 39.4 39.7 GLINA 50.89 12.1 7975 39.7 42.4 UGALJ 50.89 12.1 7975 42.4 44.2 PESAK

1.1.2. Integralna baza istražnih radova U prethodnom poglevlju je prikazan jednostavan i minimalan skup podataka da

se napravi geološki model ležišta. U realnom okuženju takve baze obuhvataju kompleksniju strukturu, koja uključuje više podataka o pojedinačnoj bušotini, širi skup analiza: analize pepela, sumpora, sagorljivih materija, geomehaničke, paleontološke i sl. Podaci o bunarima i pijezometrima sa svojim pratećim parametrima su ključni za modeliranje odvodnjavanja. Na slici 4 su prikazani primeri panela Baze podataka ugljenih basena Srbije (BpUBS), iz koje se za različite potrebe izdvajaju podskupovi podataka za pojedina ležišta ili njihove delove i dalje koriste u različitim softverskim alatima.



4

Slika 4. Paneli baze BpUBS

Na slici 5 je prikazan panel za eksportovanje podataka iz centralne baze u „radnu“ bazu za modeliranje, pripremljenu u formatu koji specijalizovani softveri mogu direktno da mapiraju, odnosno čitaju. Za potrebe ovog kursa, konkretno je urađeno eksportovanje u Access bazu prilagođenu Minex strukturi podataka, koja je opisana u prethodnom odeljku.

Slika 5. Eksportovanje podataka



5

1.1.3. Interpretacija slojeva Litološki članovi se mogu ponavljati duž stuba bušotine i u najvećem broju

slučajeva se ne može uspostaviti direktna veza između litoloških članova bušotina. Da bi se povezali odgovarajući litološki članovi, odnosno kartirani intervali obično se vrši grupisanje i njihovo kodiranje koje kasnie omogućuje softverskim paketima da na jedinstven način generišu strukturni model ležišta, odnosno da „provuku slojeve“ kroz stratigrafsku interpretaciju. Litološki članovi se obično ponavljaju na različitim dubinama u bušitini, ali kada su stratigrafski intervali u pitanju tu nije dozvljeno ponavljanje kodova intervala na „razdvojenim“ intervalima.

Slika 6. Odnos opservirane litologije i interpretirane stratigrafije

Na slici je prikazan princip kodiranja slojeva u Minex-u, odnosno način na koji se definiše raslojavanje slojeva. Sloj U1 u bušotini 1 se povezuje sa slojevima U11 i U122 u bušotini 2.

Slika 7. Kodiranje slojeva u alatu Minex

Hijerhija slojeva definisanih u modelu koji se koristi na ovom kursu je data u vidu slećeg stabla. Maksimalna dužina šifre sloja u Minex-u je 4 karaktera (slova ili cifre), tako da su prvo korišćene duže šifre zbog olakšanog šifriranja raslojavanja, a potom su svedene na 4 karaktera, što je u tekst boksovima naznačeno (npr. U1121 je postao UB21) .



6

U

U1

J10 J11

J11A=J11U

J11A0=J11D

J11A1=J11G

U11

J111=JC

U111=UCU112

J1121 =JB21

U1121 =UB21

U1122 =UB22

U12

J121

U121

U122

U2

J21

J22

U22

U23

U3

U21

Slika 8. Hijerarhija slojeva

Dobro osmišljeno kodiranje slojeva je preduslov za kreiranje strukturnog modela ležišta, čiji je jedan primer dat profilom na slici 9.

Slika 9. Primer profila strukturnog modela ležišta

1.2. Početak rada u Minex-u

1.2.1. Pokretanje projekta O ovom poglavlju se daje uputstvo za konkretan rad sa alatom Minex, od

pokretanja projekta pa do punjenja baze podataka i statističke analize. Kreiranje novog projekta se vrši izborom File -> Project -> Project Manager, potom se bira New I unosi naziv projekta, u ovom slučaju MinexVezba (slika 10)



7

Slika 10. Kreiranje novog projekta

Sledeći korak je povezivanje projekta MinexVezba sa ranije napravljenim katalogom MinexVezbe, u kom se nalazi podkatalog ImportVezba. Na kartici Explorer (Filesystems) se pozicionira kroz stablo kataloga na naznačeni katalog (u primeru na slici 11 levo ...\Users\Ranka\PPK_Vezbe\MinexVezbe), desnim tasterom miša se pozove konteksni meni i izabere Set Project Directory. Rezultat je vidljiv na stablu projekta, što je prikazano na desnoj strani slike 11.

Slika 11. Postavljanje aktivnog kataloga za projekat



8

1.2.2. Struktura Minex baze Minex baza podataka je binarna baza podataka za skladištenje, analizu,

geološku interpretaciju i rukovanje istražnim i uzorkovanim podacima. Minex bazu bušotina čini 5 binarnih datoteka, čije su ekstenzije tipa .B3n.

.B31 – osnovni podaci o bušotini: oznaka, koordinate, kota, dubina i orijentacija (azimut i pad). Popunjavanje ove komponente je preduslov za popunjavanje podataka o litologiji i kvalitetu.

.B32 – podaci vezani za kartirane i uzorkovane intervale: litologija, kvalitet ...

.B33 – intervali interpretiranih slojeva

.B34 – biblioteka sa zaglavljima (dodatni podaci o bušotinama,mi ne koristimo)

.B35 – stratigrafski niz, podrazumevane gustine za svaki sloj, boje, kategorije,...

1.3. Formiranje Minex baze

1.3.1. Kreiranje datoteka U ovom odeljku se objašnjava postupak kreiranja Minex baze podata, u koju se

potom uvoze podaci iz prethodno pripremljene baze podataka koja je obrađena u odeljku 1.1.

Iz osnovnog menija pozvati File ->New…, selektovati BoreholeDB.B31 i potom taster Next>. U predviđeno polje za naziv kucati“Baza” i pritisnuti Finish (slika 12).

Slika 12. Kreiranje baze bušotina

Napomena: U slučaju da postoje ranije definisani atributi, izborom Next se pruža mogucnost importovanja tih prethodno definisanih atributa.

Sličnim postupkom se kreiraju i datoteke: Geometrija.GM3 tipa Geometry.GM3 i Parametri.mpf tipa Parametres.mpf nakon čega stablo projekta

dobija izgled kao na slici 13. Geometry.GM3 datoteke čuvaju podatke o svim geometrijskim oblicima u projektu (stringovi, tačke, poligoni, profili...), dok se u Parameters.mpf datoteci čuvaju metapodatke (podatke o podacima) vezane za različite



9

vrste prikaza, za formate i strukturu uvoza podataka, i slično. Oni predstavljaju obavezne fajlove za pravilno funkcionisanje sistema.

Slika 13. Stablo projekta sa osnovnim datotekama

Napomena: Pre pocetka bilo kakvog rada sa bazom potrebno je u Properties Baze.B31 promeniti svojstvo Read Only u False.

1.3.2. Uvoz osnovnih podataka o bušotinama Popunjavanje Minex baze započinje pzicioniranjem na Baza.B31 u stablu

projekta, potom se poziva konteksni meni u kom se bira Load -> Load Collar Data, nakon čega se na panelu sa slike 14 bira Access baza Busotine_V1.mdb iz kataloga ImportVezbe.



10

Slika 14. Izbor Access baze za uvoz podataka

Sledeći korak je mapiranje kolona tabele Busotine iz access baze sa Minex Collar Variables, što se radi prevlačenjem atributa sa leve na desnu stranu. Rezultat mapiranja je prikazan na slici 15. Azimut i pad (dip) se ne nalaze u access bazi jer su bušotine vertikalne, tako da se ovim promenljivim dodeljuje konstantna vrednost Azimut=0 i Dip=-90.



11

Slika 15. Mapiranje kolona access i Minex baze

Nakon kliktanja na OK, Minex popunjava binarni fajl sa osnovnim podacima o bušotinama. Da bi se sačuvale promene, sa čvora Baze.B31 izabrati Save u

konteksnom meniju. Napomena: Postavljanje lokalne refenentne tačke ima za cilj da umanjigreške koje nastaju projekcijom geografske širine i dužine u pragougli koordinatni sistem. Izabrati Tools > Options > Application Settings > General > Local Origin.. x=7438000 y=4928000.

1.3.3. Uvoz litologije i kvaliteta Na stablu Baza.B31->DataTypes->LITHO pozvati konteksni meni i izabrati opciju

New Borehole Variable. Popuniti kao na slici 16.



12

Slika 16. Kreiranje promenljive za litološki opis

Sledeći korak je kreiranje promenljivih za kvalitet: na stablu projekta selektovati Baza.B31->DataTypes->QUAL i popuniti kao na slici 17.

Slika 17. Kreiranje promenljive za kvalitet

Analogno napraviti promenljive Pepeo (sufix: PE na dve decimale, opseg 0-50) i Vlaga (sufix: VL na dve decimale, opseg 0-70). Na stablu projekta, na grani sa bazom se prikazuju kreirane promenljive, kao na slici 18.

Sačuvati podatke: Baza.B31 -> Save.



13

Slika 18. Stablo projekta: grana baze sa kreiranim promenljivim

Sledeći korak je importovanje podataka o litologiji i kvalitetu. Na grani Baza.B31 -> DataTypes->LITHO pozivanjem konteksnog menija izabrati opciju Load Sample Data, a potom izabrati access bazu kao u predhodnom učitavanju (slika 19).

Slika 19. Stablo projekta: grana baze sa kreiranim promenljivim

Prevlačenjem sa leve na desnu stranu mapirati kolone kao na slici 20.



14

Slika 20. Mapiranje kolona tabela sa litologijom

Sistem vraća poruke o importu za korektno uvezene podatke, ali i poruke o eventualnim greškama. Greške mogu da budu različite: da se dubina bušotine nije saglasna sa litološkim intervalima, da neki interval nedostaje, da je početak intervala veći od kraja intervala, da se intervali preklapaju. Poruke o greškama pri uvozu kvaliteta kao dodatnu proveru imaju i proveru definisanih opsega vrednosti pojedinih promenljivih.

Poruke se prikazuju za svaku bušotinu, bez obzira da li je njen uvoz bio validan ili ne, što se može videti u sledećem isečku iz kompletnog listinga:

B-089 updated with 26 records... Warning: Data extends beyond FINAL DEPTH in borehole B-090 updated with 33 records B-091 updated with 23 records … B-134 updated with 7 records B-135 Warning: Missing Interval from 6.800 to 7.200 B-135 Warning: Missing Interval from 51.000 to 51.500 B-135 updated with 23 records B-136 updated with 27 records … B-157 updated with 26 records B-158 Error at interval (FROM = 47.000 TO = 52.000)



15

"FROM" precedes last "TO" "FROM" has been adjusted to 47.700 B-158 updated with 40 records

Podaci o kvalitetu se uvoze na sličan način. Na grani Baza.B31 -> DataTypes->QUAL pozivanjem konteksnog menija izabrati opciju Load Sample Data, potrebno je izabrati access bazu i kreirati datoteku sa formatom podataka nazvanu kvalitet. Prevlačenjem sa leve na desnu stranu mapirati kolone kao na slici 21.

Slika 21. Mapiranje kolona tabela sa kvalitetom

Kao i pri uvozu litologije, sistem u Output prozoru vraća podatke o uvezenim podacima i eventualnim greškama. Kako su pri formiranju promenljive kvaliteta ograničene na opseg između minimalne i maksimalne vrednosti, sistem pri importu odbacuje vrednosti izvan zadataih intervala. Primer greške koja se javlja kada neka od vrednosti koje se uvoze je van traženog opsega je:

B-119 28 Pepeo 57.200 rejected.

U zavisnosti od vrste gresaka i potrebne tačnosti modela, greške se mogu ispraviti u bazi i ponovo importovati podaci o litologiji, odnosno, kvalitetu; a mogu se



16

prihvatiti ispravke koje je sam Minex napravio prilikom uvoza podataka. Kada su podaci u bazi uvezeni i validni, potrebno je sačuvati bazu.

1.3.4. Grafički prikaz podataka Za grafičko predstavljanje podataka je potrebno izabrati Plot -> Plot 3D

Boreholes iz konteksnog menija, a onda podesiti parametre kao na slici 22. Nakon potvrde dobija se grafički prizor prikazan na slici 23.

Slika 22. Postavljanje parametara za grafičku prezentaciju bušotina

Slika 23. Grafički prikaz lokacija bušotina



17

1.3.5. Uvoz stratigrafije Pre uvoza podataka o stratigrafiji, potrebno je definisati takozvanu stratigrafsku

sekvencu (niz), što se radi izborom BoreholeDB -> Edit -> Create/Edit Seam Sequence (slika 24). Novi red u tabeli se dodaje: F4 (na kraj niza) ili F5 (iznad selektovanog reda). Red se briše sa F6. Na slici 25 je prikazan stratigrafski niz za podatke iz baze Busotine_V1.mdb.

Slika 24. Kreiranje stratigrafskog niza

Slika 25. Stratigrafski niz baze za vežbu



18

Na slici 26 je prikazan rezultat kreiranja stratigrafskog nize u stablu projekta.

Slika 26. Pregledanje kreiranog stratigrafskog niza u stablu projekta

Slika 27. Izvoz stratigrafije u xls datoteku

Kada je stratigrafski niz napravljen sledi učitavanje intervala slojeva na bušotinama, ali je za tu operaciju potrebno prethodnonapraviti datoteku sa podacima o stratigrafiji u .csv formatu (Comma Separated Values, podaci razvojeni zarezom) u kojoj su sadržani intervali bušotina sa odgovarajućim nazivima slojeva.

Datoteka u csv formatu se kreira iz MS Access radnog okruženja tako što se otvoriti tabela SlojAnalize baze Busotine_V1 , pozove Export i rezultat se sačuva kao Excel dokument, na promer Slojevi.xls. U Excel-u se taj dokument izmeni, tako da ostanu samo kolone BusotinaID, DubinaOd, DubinaDo, Mkod (ostale obrisati). Dokument sačuvati kao Slojevi.csv u katalogu ImportVezba.

Vratiti se u Minex radi nastavka uvoza podataka. Sam uvoz počinje izborom, BoreholeDB-> Load -> LoadSeam/Layer interval nakon čega se prikaže panel sa slike 28 desno, na kom se izabere datoteka Slojevi.csv, a potom se pozove Create/Edit da bi se definisali parametri učitavanja.

Na slici 29 je prikazano definisanje formata datoteke koja se uvozi, u ovom slučaju da je separator zapeta i da ima zaglavlje. Na kartici Vriable Setup se mapiraju polja iz datoteke Slojevi.csv sa poljima u Minex bazi. Na kartici Preview se mogu pregledati podaci koji su pripremljeni za uvoz.



19

Slika 28. Priprema za uvoz stratigrafskih podataka

Slika 29. Kreiranje formata datoteke za uvoz



20

Sistem vraća fokus na polazni panel, gde se zadaju opcije uvoza podataka (slika 30). Osnovno je izabrati da li se želi uvoz preko postojećih podata ili dopuna postojećih podataka.

Slika 30. Učitavanje podataka o stratigrafiji

Nakon završenog uvoza sistem daje informacije: ================ Seam Load Report ================ Ignored boreholes will be listed. Intervals loaded : 1148 - Merged : 4346 - Rejected : 0 - Total Picks in Borehole Database : 1148

Vežba Pozvati prikaz bušotina uz opciju prikaza naziva slojeva. Koristeći taster za

navigaciju pregledati uvezene bušotine iz više uglova.

1.4. Analiza podataka Uvezeni podaci se mogu statistički obraditi kroz histograme i dijagrame uzajamne

zavisnosti (korelacije) uvezenih podataka po slojevima (za jedan ili više slojeva zajedno). Na slici 31. je prikazana putanja kojom se poziva statistička obrada podataka.



21

Slika 31. Statistička obrada podataka

1.4.1. Histogrami, otkrivanje ekstremnih vrednosti Na slici 32. je prikazan histogram kvaliteta uglja (DTE) za slojeve U1, U2, U3

grupisan u 12 klasa. Na dnu panela su prikazane osnovne statističke ocene selektovanih podataka: standardna devijacija, varijansa, koeficijent varijacije, minimum, maksimum...

. Slika 32. Histogram kvaliteta



22

1.4.2. Statistička analiza podataka Na slici 33. je prikazana korelacija između toplotne vrednosti i procenta pepela u

uzorcima slojeva U1, U2, U3.

Slika 33. Korelacija DTE i pepela

Izborom opcije Report dobijaju se spisak uzoraka koji odstupaju od očekivane zavisnosti tako da te bušotine – analize u njima treba proveritzi i eventualno izbaciti iz daklje obrade. Najčešće su u pitanju osušeni uzorci ili možda greške u unosu podataka.

============== Outlier Report ============== (20.420, 6515.000) = Borehole: B-006 Seam: U2 From: 54.400 To: 56.800 (10.194, 7372.666) = Borehole: B-012 Seam: U2 From: 46.300 To: 52.900 (11.800, 6383.000) = Borehole: B-012 Seam: U3 From: 55.400 To: 58.300 (16.827, 6504.924) = Borehole: B-014 Seam: U2 From: 47.000 To: 52.200 (22.500, 6330.000) = Borehole: B-017 Seam: U2 From: 48.100 To: 53.400 (8.300, 8585.449) = Borehole: B-018 Seam: U3 From: 31.200 To: 32.800

Vežba za samostalni rad van časa (domaći) Svaka grupa dobija sopstvenu access bazu podataka. Za 90% bušotina je

kodirana stratigrafija a za preostalih 10% studenti treba samostalno da iskodiraju, tako što će da uklope bušotine u postojeći sistem kodiranja.

Kreirati novi projekat, novu Minex bazu i u njuve uvesti podatke iz access baze.

Grafički prikazati u 2D i 3D uvezene podatke o bušotinama

Uraditi statističku analizu



23

Sadržaj časa 1. Minex baza podataka........................................................................................................... 1

1.1. Baza podataka o istražnim radovima ............................................................................ 1 1.1.1. Osnovni podaci ....................................................................................................... 1 1.1.2. Integralna baza istražnih radova ............................................................................. 3 1.1.3. Interpretacija slojeva ............................................................................................... 5

1.2. Početak rada u Minex-u ................................................................................................ 6 1.2.1. Pokretanje projekta ................................................................................................. 6 1.2.2. Struktura Minex baze .............................................................................................. 8

1.3. Formiranje Minex baze.................................................................................................. 8 1.3.1. Kreiranje datoteka ................................................................................................... 8 1.3.2. Uvoz osnovnih podataka o bušotinama .................................................................. 9 1.3.3. Uvoz litologije i kvaliteta ........................................................................................ 11 1.3.4. Grafički prikaz podataka........................................................................................ 16 1.3.5. Uvoz stratigrafije ................................................................................................... 17

1.4. Analiza podataka......................................................................................................... 20 1.4.1. Histogrami, otkrivanje ekstremnih vrednosti ......................................................... 21 1.4.2. Statistička analiza podataka.................................................................................. 22

Sadržaj časa....................................................................................................................... 23