fuzzy clustering
در نشریات گروه مهندسی معدن-
فصلنامه مهندسی معدن، پیاپی 64 (پاییز 1403)، صص 100 -121
تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی ابزار مهمی در پروژه های اکتشاف مواد معدنی، بررسی های زیست محیطی و پایش آلودگی اند. از آن ها می توان به روش های مختلفی استفاده کرد زیرا دسترسی زمین شناسان و دیگر متخصصان را به مسیرها، جاده ها، مناطق صعب العبور و مناطق مسکونی فراهم می کنند. همچنین این تصاویر برای نقشه برداری معدن و دسترسی بالقوه به مناطق اکتشافی و در نظر گرفتن تاثیرات زیست محیطی یک پروژه، گام بزرگی است. تصاویر ماهواره های سنتینل به دلیل باندهای فرکانسی متعددی که ماهواره برداشت می کند و به زمین شناسان، دانشمندان و متخصصان امکان تفسیر طول موج هایی را می دهد که توسط چشم انسان قابل مشاهده نیستند، بسیار مفید است. خاک به عنوان یک منبع ارزشمند تولید منابع غذایی در طبیعت محسوب می شود و پایش آلودگی آن هنگام فعالیت های معدنی بسیار مهم است. به دلیل مشکلات و هزینه های روش های سنتی مانند زمین آمار و ژئوفیزیک و با توجه به پتانسیل بالای فناوری سنجش از دور و داده های ماهوار ه ای چندطیفی این امکان فراهم است تا ویژگی های خاک و آلودگی آن را در سطح وسیع تر، با هزینه و زمان کمتر برآورد شود. با توجه به توضیحات فوق در این تحقیق از تصاویر ماهواره سنتینل 2 برای تهیه نقشه آلودگی سطحی و فیزیکی معدن زغال سنگ در منطقه دامغان، استفاده شده است. روش استفاده شده در این تحقیق ترکیب گرادیان سوبل و خوشه بندی فازی با توجه به قابلیت های عملگر گرادیان در نشان دادن مرزهای تغییرات و خوشه بندی فازی در دسته بندی مرزها بوده است. نتایج بدست آمده نشان داد، روش پیشنهادی می تواند با خطای حدود ده متر، مرزهای مناطق آلوده و سایر قسمت های منطقه را از یکدیگر تفکیک کند.
کلید واژگان: خوشه بندی فازی، ماهواره سنتینل 2، پایش آلودگی، گرادیان سوبل، پردازش تصاویر ماهواره[1] Corresponding Author Human activities, such as mining, constructing highways, and building infrastructures like dams and industrial facilities, have caused significant damage to many natural ecosystems. In addition to disrupting the balance of these ecosystems, some of these activities have led to considerable pollution. Traditional methods, such as geostatistics and geophysics, while helpful info helpful in identifying contaminated areas and measuring the extent of pollution, are often costly, time-consuming, and come with helpful in identifying areas and measuring the extent of pollution, are often expensive, time-consuming and come with various limitations. To address these limitations, remote sensing data can provide an effective solution. The foundation of remote sensing lies in the spectral frequencies or images captured through satellite or drone equipment. Remote sensing data processing methods for identifying the type and estimating the extent of soil contamination fall into three main categories: physical models, mathematical models, and physics-based mathematical models. Given the various challenges associated with remote sensing of pollution in mining areas and their surroundings and the limited research conducted—particularly in Iran—this study addresses a critical important important important necessary conducted undertaken—particularly in Iran—this study addresses the essential gap. Iran hosts numerous mining sites in or near critical environmental ecosystems, making pollution management in these areas a pressing issue. This research proposes a method combining fuzzy clustering and edge-based features to identify surface and physical soil contamination caused by mining activities and coal-washing waste from the eastern Alborz coal preparation plant. This approach uses Sentinel-2 satellite imagery at a 1:100,000 scale for the studied mining area. The study focuses on the eastern Alborz coal mining region in Semnan Province, Iran. This area lies 140 kilometers from the provincial capital, 25 kilometers northeast of Damghan, and 75 kilometers from Shahroud.
Keywords: Fuzzy Clustering, Sentinel 2, Pollution Segmentation, Coal, Satellite Image Processing -
پیش بینی قابلیت برش سنگ به عنوان یکی از فاکتورهای موثر در تخمین هزینه ها و پیش بینی میزان تولید یک کارخانه فرآوری سنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین شناخت کامل سنگ های ساختمانی و ارزیابی توان اجرایی دستگاه های برش در کارخانه های فرآوری، طراحان و برنامه ریزان تولید را به سمت بهبود سرعت فرآوری و افزایش تولید سوق می دهد. از این رو، به کارگیری روش های نو و کاربردی برای دست یابی به این اهداف لازم و ضروری است. در این تحقیق سعی شده است پس از تعیین مهم ترین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی موثر در فرایند برش، قابلیت برش پذیری نمونه سنگ های ساختمانی با استفاده از روش خوشه بندی فازی (Fuzzy C-means) مورد ارزیابی و کلاس بندی قرار گیرد. بدین ترتیب 12 نمونه سنگ ساختمانی مشتمل بر دو گروه از سنگ های ساختمانی سخت و نرم مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفت. نمونه ها در مدل های 3، 4 و 5 کلاسه مورد ارزیابی و کلاس بندی قرار گرفت، سپس نتایج با شدت جریان مصرفی دستگاه برش مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی ها پس از اعتبارسنجی با آزمایش های دقیق، نشان داد که روش خوشه بندی فازی می تواند به عنوان یکی از روش های نو و کاربردی برای طبقه بندی و بررسی قابلیت برش نمونه سنگ های ساختمانی با توجه به معیارهای تاثیرگذار نظیر مقاومت فشاری تک محوری، سختی موهس، سایندگی شیمازک و مدول الاستیسیته مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: سنگ های ساختمانی، قابلیت برش، مشخصات مکانیکی، خوشه بندی فازیJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:10 Issue: 24, 2020, PP 137 -148SummaryThe complete knowledge of the cutting process and the performance of the sawing machine can help increase the efficiency and quality of the manufactured product. During the field studies, 12 rock samples from two kinds of ornamental stones were collected and some major mechanical properties including uniaxial compressive strength (UCS), Mohs hardness (Mh), Schimazek’s F-abrasiveness factors (SF-a), and young modulus (YM) were measured. Also, Fuzzy C-means has been used as a soft computing technique in this study. All different studied rock samples are classified into 3, 4, and 5 classes. Then, the results of classification were compared with consumed energy values. Finally, it can be concluded that FCM could be a simple but efficient tool in the evaluation of the sawability of ornamental stone as one of the most important factors to estimation and prediction of production cost and productivity of processing plants.
IntroductionThe rock sawability and prediction of consumed energy is one of the most important factors in the estimation and prediction of production cost and productivity of processing plants. In this study, for laboratory tests, some rock blocks were collected from the studied quarries. Then, by using the fuzzy C-means clustering approached and considering laboratory results of rock samples, all of the rocks have been classified in 3, 4, and 5 separate clusters. The results clearly showed that the FCM algorithm was used as a reliable and efficient tool for classifying the ornamental stone.
Methodology and ApproachesNowadays, with the increasing growth of uncertain problems, the use of soft computing techniques with high ability in solving these kinds of problems has increased significantly. Assessment of the sawability of ornamental stone is the most important factor in the identification and prediction of production cost and productivity of processing plants. Given the unreliability of all experimental laboratory, one of the most important tasks in the sawability of ornamental stone’ classification is using a method with the highest possible accuracy. According to the importance of the issue, in this study, the Fuzzy C-means algorithm is used for the classification. Four important physical and mechanical characteristics of 12 rock samples are considered for the classification of sawability of ornamental stone from two kinds of ornamental stone, including hard and soft rock groups using Fuzzy C-means Optimization, including uniaxial compressive strength, Mohs hardness, Schmiazek F-abrasivity factor, and Young's modulus. Finally, in this study, the results of the classification are compared with consumed energy.
Results and ConclusionsIn this study employing Fuzzy C-means as soft computing technique and some major mechanical properties such as uniaxial compressive strength, Mohs hardness, Schmiazek F-abrasivity factor, and Young's modulus to evaluate the sawability of ornamental stone, 3 to 5 classes are considered. Generally, according to this research, the following remarks can be concluded: 1- The 12 rock samples from two kinds of ornamental stones, including hard and soft rock groups, are evaluated and tested. 2- A comparison was made between 3 different models (3 classes from 3 to 5 classes) with consumed energy of the sawing machine. The results show that all 12 rock samples are classified as very suitable. 3- In comparison to all classes, it can be concluded that FCM is a reliable technique for clustering the sawability of ornamental stone with highly acceptable degrees of robustness.
Keywords: Ornamental stone, Sawability, Mechanical properties, Fuzzy clustering -
Western and North-Western regions of Iran feature very cold winters, a lot of snow, and freezing temperatures during most nights in December, January, February, and March. This directly influences the selection and applications of dimension stones in these areas. Freezing influences both mechanical and physical properties of rocks. Therefore, measuring the changes in values of these parameters before and after freezing can be used to study the effects of freezing on rocks. The main objective of this study is to investigate the effect of freezing on the strength and durability of dimension stones. In this research, fourteen types of frequently utilized stones in North-Western parts of Iran were studied. Five freezing and thawing cycles were done on prepared cores. The results of statistical analysis showed that the uniaxial compressive strength and durability of stones respectively reduced by 7.99% and 1.07% after freezing. The uniaxial compressive strength reduced by 3.03% and durability by 0.6% in the case of the best stone. Using the fuzzy clustering technique, all rocks were classified in two separate clusters according to their properties and the reduction rate of uniaxial compressive strength and durability before and after freezing.Keywords: Freezing, Uniaxial compressive strength, Durability, Statistical Analysis, Fuzzy clustering
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.