[发明专利]一种煤层地理信息系统精度提升方法

权利要求书

1.一种煤层地理信息系统精度提升方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、数据预处理；

第二步、基于浅层机器学习的时序预测方法预测煤层地理信息系统；具体如下：基于SVR的时序预测方法预测煤层地理信息系统；

第三步、基于深度学习的时序预测方法预测煤层地理信息系统：具体如下：基于LSTM的时序预测方法预测煤层；

第四步、建立预测区域煤层三维模型；根据第二步和第三步中的预测结果分别绘制预测区域煤层三维模型，包括：

1)、输入煤厚及底板曲面数据；

2)、建立采区局部地理坐标系；

3)、在采区局部地理坐标系中，根据底板曲面数据绘制底板曲面；

4)、在上述底板曲面的基础上，根据煤层厚度数据再叠加相应的煤层厚度，绘制出煤层顶板曲面，从而完成煤层三维模型的建立；

第五步、结果分析，具体如下：

1)、输入四种模型的预测结果，即基于SVR的时序预测结果、基于LSTM的时序预测结果、基于经验模态分解以及LSTM的时序预测结果、基于SVR以及小波变换的时序预测结果；

2)、对上述四种模型的预测结果作分析，评价标准数据即知识引导数据库中的物探数据；

3)、分别计算出四种模型基于物探数据的残差；

4)、沿采煤机推进方向将预测区域细分为多个预测子区域，不同预测子区域上选择残差值最小的模型的预测结果；

5)、组合各个子区域的预测结果，并绘制煤层三维模型；

6)、每完成一次完整的预测后，以监测调控数据为评价标准数据计算残差，调整采煤机姿态，完成对综采工作的自动化调控。

2.根据权利要求1所述的煤层地理信息系统精度提升方法，其特征在于，第一步中，所述数据预处理中所采集的数据包括物探数据、钻探数据和历史截割数据。

3.根据权利要求2所述的煤层地理信息系统精度提升方法，其特征在于，第一步中，具体数据预处理包括以下步骤：

1)、作坐标系转换处理，将所述物探数据、钻探数据和历史截割数据均转换为采区局部地理坐标系下的坐标；

2)、根据三种数据各自的特点分别作煤层厚度计算和底板曲面计算；具体的，由物探数据求得的煤厚及底板曲面；由钻探数据求得的煤厚；由历史截割数据求得的煤厚及底板曲面；

3)、根据采区局部地理坐标系分别对三类数据按顺序排列整理；

4)、建立数据库；具体的，由物探数据建立知识引导数据库；由钻探数据建立监测调整数据库；由历史截割数据建立动态预测数据库。

4.根据权利要求1所述的煤层地理信息系统精度提升方法，其特征在于，第二步中，所述基于SVR的时序预测方法预测煤层地理信息系统，包括以下步骤：

1)、收集预处理后的知识引导数据、动态预测数据和监测调控数据；

2)、建立SVR的时序预测模型，并以知识引导数据为训练集训练该模型，让模型对煤层的整体分布产生系统全面的认识；

3)、将动态预测数据按照6∶2∶2的比例划分为训练集、测试集和预测集；

4)、根据动态预测数据划分出的训练集再次训练基于SVR的时序预测模型，并计算出测试区域煤厚的残差；

5)、通过算法判断残差是否在给定的误差范围内，若残差在给定误差范围内，则模型预测预测集上的煤层厚度和底板曲面；反之，需要再次对模型进行训练。

5.根据权利要求4所述的煤层地理信息系统精度提升方法，其特征在于，第二步中，还包括：基于小波变换以及SVR的时序预测方法预测煤层地理信息。