Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zmienność przestrzenna wybranych właściwości gleb brunatnych użytkowanych rolniczo na terenie pogórniczej niecki osiadań

Klatka Sławomir

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 12

1342--1348

PL

W wyniku geomechanicznej degradacji w postaci niecek osiadań, spowodowanej podziemną eksploatacją węgla kamiennego, powstają przekształcenia powierzchni użytkowanych rolniczo. Występująca na takich terenach degradacja gleb prowadzi bezpośrednio do obniżenia klas bonitacyjnych i ich produktywności oraz wymusza konieczność zmiany użytkowania gruntów ornych w kierunku łąkowo-pastwiskowym. Zjawisku temu towarzyszy zazwyczaj duża zmienność właściwości gleb. W pracy dokonano analizy zmienności przestrzennej wybranych właściwości gleb na obszarze pogórniczym przy wykorzystaniu metody krigingu. Wyznaczone punkty semiwariogramów empirycznych opisano za pomocą funkcji matematycznych, tworząc semiwariogramy teoretyczne. Przeprowadzone obliczenia pozwoliły na wykreślenie map izolinii zmienności, które mogą stanowić podstawę do wyznaczenia granic obszarów najbardziej podatnych na degradację gleb. Wyniki badań wskazują, że zastosowana w analizie geostatystyczna metoda krigingu jest przydatnym narzędziem obliczeniowym, pozwalającym na wyznaczenie zmienności przestrzennej właściwości gleb podlegających procesom degradacji. Analizy tego typu powinny być uzupełnieniem oceny stopnia degradacji gleb na obszarach pogórniczych na etapie fazy rekultywacji przygotowawczej.

EN

Soil samples from the 0-25 cm layer were collected on agricultural land within the post-mining geomech. degradation area. Their granulometric compn., bulk d., solid phase d., total porosity, org. matter content, and permeability coeff. were detd. The spatial variability of the studied soil properties was detd. using the kriging method. The designated points of the empirical semivariograms were described with math. functions, creating theoretical variograms. The performed calcns. allowed for the prepn. of maps of variability isolines, which may constitute the basis for detg. the border areas most susceptible to soil degradation. The geostatistical kriging method used is a very useful computational tool for detg. the spatial variability of soil properties undergoing degradation processes.

2

Zastosowanie krigingu map RSSI do lokalizacji wewnątrzbudynkowej metodą odcisków palców wspomaganej filtracją cząsteczkową

Kawecki Robert, Hausman Sławomir, Korbel Piotr

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2023

|

nr 4

240--243

PL

W artykule zaprezentowano możliwość wykorzystania alternatywnej metody interpolacji rozkładów propagacji sygnału radiowego – kriging. Prezentowane referencyjne mapy RSSI są wykorzystywane jako zbiory danych do systemu lokalizacji w budynkach. System wykorzystuje metodę odcisków palców wspomaganą algorytmem filtracji cząsteczkowej. W ramach prezentowanych prac badawczych zweryfikowano, że możliwe jest efektywne wykorzystanie metody kriging do interpolacji danych pomiarowych RSSI i uzyskanie mniejszego błędu średniego i medianowego niż wykorzystanie danych pomiarowych lub rozkładów RSSI wygenerowanych z wykorzystaniem interpolacji liniowej.

EN

The article presents the possibility of using an alternative method of interpolation of radio signal propagation distribution sets – kriging. The presented reference RSSI distributions are used as data sets for the location system in buildings. The localization system uses the fingerprint method supported by a molecular filtration algorithm. As part of the presented research, it was verified that it is possible to effectively use the kriging method to interpolate RSSI measurement data and obtain a smaller average and median error than using measurement data or RSSI distributions generated using linear interpolation.

3

Spatial distribution prediction for the ground water quality in Mosul City (Iraq) using variogram equations

Al-Tamir Mus'ab A., Ibrahim Abdullah

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2023

|

Vol. 32, No. 2

186--197

EN

The GIS-aided spatial interpolation was applied on collected groundwater data to predict selected parameters (i.e., pH, electrical conductivity, and temperature) for the selected water wells distributed over Mosul City in Iraq. A descriptive statistical analysis was conducted on collected samples to explore the statistical indices. The skewness test was also employed to test the distribution of data sets around their mean values. The natural logarithms function achieved least skewness values and thus was applied to transfer data sets in order to adjust normality of the data sets distribution. Among all applied semivariogram models, the J-Bessel semivariogram model was optimal in terms of root mean square error (RMSE) values. The average standard errors were 0.2217, 740.5, and 1.209 for pH, EC, and temperature, respectively.

4

Modeling and Prediction of Iron Ore Quality Indicators

Peremetchyk Andrii, Pysmennyi Serhii, Shvaher Nataliia, Fedorenko Serhii, Podoynitsyna Tatyana

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 1

119--128

EN

The paper proposes solution of the topical scientific problem that consists in developing a geometrical method of predicting quality indicators of iron ore deposits, applying a mathematical model of a multidimensional random geochemical field which is realized on the basis of self-organizing prediction methods. The authors develop a multidimensional heuristic prediction algorithm that uses a polynomial of arbitrary power and enables description of any functional dependency. It is demonstrated that a system of equations of a multidimensional random geochemical field should be used to mathematically describe elements of the rock massif. The graphoanalytical model of the deposit is built using geostatistical methods. It is determined that at Kryvbas deposits the kriging method is the most suitable for assessing and improving reliability of the input geological data since detailed geological exploration is carried out by means of an irregular grid of boreholes. An important aspect of geometrization of iron ore deposits is geometrical prediction of their quality indicators for solving tasks of long-term and current planning in order to provide the most efficient performance of the mining enterprise to improve rationalization of deposit development.

PL

W artykule zaproponowano rozwiązanie aktualnego problemu naukowego polegającego na opracowaniu geometrycznej metody prognozowania wskaźników jakości złóż rud żelaza, z zastosowaniem modelu matematycznego wielowymiarowego losowego pola geochemicznego, realizowanego z wykorzystaniem samoorganizujących metod predykcyjnych. Autorzy opracowują wielowymiarowy algorytm predykcji heurystycznej, wykorzystujący wielomian o dowolnej potędze i umożliwiający opis dowolnej zależności funkcjonalnej. Wykazano, że do matematycznego opisu elementów masywu skalnego należy zastosować układ równań wielowymiarowego losowego pola geochemicznego. Model grafoanalityczny złoża jest budowany metodami geostatystycznymi. Stwierdzono, że w przypadku złóż Kryvbas metoda krigingu jest najbardziej odpowiednia do oceny i poprawy wiarygodności wejściowych danych geologicznych, ponieważ szczegółowe badania geologiczne prowadzone są za pomocą nieregularnej siatki otworów wiertniczych. Ważnym aspektem geometryzacji złóż rud żelaza jest geometryczne przewidywanie ich wskaźników jakościowych dla rozwiązywania zadań planowania długoterminowego i bieżącego w celu zapewnienia jak najbardziej efektywnego funkcjonowania przedsiębiorstwa górniczego dla poprawy racjonalizacji zagospodarowania złoża.

5

Calculation of Road Traffic Noise, Development of Data, and Spatial Interpolations for Traffic Noise Visualization in Three-dimensional Space

Wickramathilaka Nevil, Ujang Uznir, Azri Suhaibah, Choon Tan Liat

Geomatics and Environmental Engineering

|

2023

|

Vol. 17, no. 5

61-85

EN

Road traffic noise visualization is vital in three-dimensional (3D) space. Designing noise observation points (NOPs) and the developments of spatial interpolations are key elements for the visualization of traffic noise in 3D. Moreover, calculating road traffic noise levels by means of a standard noise model is vital. This study elaborates on the developments of data and spatial interpolations in 3D noise visualization. In 3D spatial interpolation, the value is interpolated in both horizontal and vertical directions. Eliminating flat triangles is vital in the vertical direction. Inverse distance weighted (IDW), kriging, and triangular irregular network (TIN) are widely used to interpolate noise levels. Because these interpolations directly support the interpolation of three parameters, the developments of spatial interpolations should be applied to interpolate noise levels in 3D. The TIN noise contours are primed to visualize traffic noise levels while IDW and kriging provide irregular contours. Further, this study has identified that the TIN noise contours fit exactly with NOPs in 3D. Moreover, advanced kriging interpolation such as empirical Bayesian kriging (EBK) also provides irregular shape contours and this study develops a comparison for such contours. The 3D kriging in EBK provides a significant approach to interpolate noise in 3D. The 3D kriging voxels show a higher accurate visualization than TIN noise contours.

6

A crossvalidation-based comparison of kriging and IDW in local GNSS/levelling quasigeoid modelling

Ligas Marcin, Lucki Blazej, Banasik Piotr

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2022

|

Vol. 114

1--7

EN

This study compares two interpolation methods in the problem of a local GNSS/levelling (quasi) geoid modelling. It uses raw data, no global geopotential model is involved. The methods differ as to the complexity of modelling procedure and theoretical background, they are ordinary kriging/least-squares collocation with constant trend and inverse distance weighting (IDW). The comparison itself was done through leave-one-out and random (Monte Carlo) cross-validation. Ordinary kriging and IDW performance was tested with a local (using limited number of data) and global (using all available data) neighbourhoods using various planar covariance function models in case of kriging and various exponents (power parameter) in case of IDW. For the study area both methods assure an overall accuracy level, measured by mean absolute error, root mean square error and median absolute error, of less than 1 cm. Although the method of IDW is much simpler, a suitably selected parameters (also trend removal) may contribute to differences between methods that are virtually negligible (fraction of a millimetre).

7

Analiza zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego pyłami charakterystycznymi dla niskiej emisji

Kwilosz Tadeusz, Filar Bogdan, Miziołek Mariusz

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 9

688--695

PL

Pomimo wielu wysiłków organizacji pozarządowych i zwiększającej się z upływem czasu świadomości ludzi stan jakości powietrza w wielu polskich miastach nie uległ poprawie. Szacuje się, że z powodu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego Europejczycy żyją średnio o 9 miesięcy krócej. Z problemem tym zmagają się mieszkańcy dużych aglomeracji miejskich oraz małych miejscowości. Nawet jeśli w danej miejscowości nie są zlokalizowane zakłady przemysłowe emitujące szkodliwe substancje do atmosfery, to źródłem zanieczyszczeń utrzymujących się na niskich wysokościach są: miejskie kotłownie, domowe piece opalane węglem i transport samochodowy. Emisja zanieczyszczeń scharakteryzowana przez wymienione cechy nosi nazwę „niskiej emisji”. Jednym z ważniejszych zadań związanych z diagnozą i przeciwdziałaniem temu zjawisku jest ciągłe monitorowanie zanieczyszczenia powietrza poprzez rozlokowane na terenach miejskich urządzenia pomiarowe – sensory oraz lokalizowanie obszarów najbardziej zanieczyszczonych. Celem prezentowanej pracy było wykonanie analizy wyników pomiarów zanieczyszczeń powietrza pyłami zawieszonymi oraz opracowanie metody lokalizacji obszarów, w których znajdują się potencjalne źródła skażenia. Terenem badań był obszar miejski Krosna – miasta w południowo-wschodniej części Polski. Do przeprowadzenia wspomnianej analizy wykorzystano metody analizy geostatystycznej. Zasadnicza trudność w zrealizowaniu tak postawionego zadania polega na tym, że punkty pomiarowe, na podstawie których czerpiemy wiedzę o skażeniach, znajdują się w przypadkowo zlokalizowanych miejscach i nie są związane ze źródłami zanieczyszczeń. Wyniki rozkładów badanych parametrów, uzyskiwane metodą krigingu, mogą sugerować, że punkty pomiarowe reprezentują źródła. Tak jest w wielu przypadkach badań środowiskowych. Na przykład mierząc natężenie hałasu w obiektach przemysłowych, ustawia się mikrofony przy źródłach hałasu (silniki, wentylatory, pompy itp.) oraz w otoczeniu (aby zmierzyć propagację hałasu w miejscach oddalonych od jego źródeł). W przypadku badań zanieczyszczeń powietrza tak nie jest. Aby zobrazować różnice w uzyskanych (różnymi metodami) wynikach, posłużono się dwiema metodami geostatystycznej analizy danych: krigingiem i symulacją warunkową. Wykonano analizę wyników pomiarów zanieczyszczeń powietrza pyłami zawieszonymi (PM1, PM2,5 i PM10) na podstawie danych rzeczywistych pozyskanych z pomiarów wykonanych na terenie miasta Krosna. Wyznaczono rejony największego skażenia powietrza. Zobrazowano uzyskane wyniki w postaci map przestrzennych rozkładów poziomu zanieczyszczenia powietrza pyłami: PM1, PM2,5 oraz PM10. Wykazano, że metoda symulacji warunkowej pozbawiona jest wady lokalizowania obszarów najbardziej zanieczyszczonych w punktach pomiarowych i dlatego charakteryzuje się lepszą skutecznością (w porównaniu z krigingiem).

EN

Despite many efforts of non-governmental organizations and the increasing awareness of people over time, the air quality in many Polish cities has not improved. It is estimated that Europeans live 9 months shorter on average due to air pollution. The inhabitants of large urban agglomerations and small towns are struggling with the air pollution problem. Even if no industrial plants emitting harmful substances into the atmosphere are located in a given locality, there are others sources of pollution, such as: coal-fired stoves and car transport. The emission of pollutants characterized by these features is called “low emission”. One of the most important tasks related to the diagnosis and prevention of this phenomenon is the continuous monitoring of air pollution by measuring devices – sensors located in urban areas. The aim of the presented work was to analyze the results of measurements of air pollution data. Based on the data a method of locating the most polluted areas was developed. The urban area of Krosno, a city located in southeastern Poland, was chosen as the research area. The analysis was performed using the methods of geostatistical analysis. The main difficulty in carrying out such a task is that the measuring points on the basis of which we learn about contamination are located in randomly located places and are not associated with the sources of contamination. The results of the distributions of the examined parameters, obtained by the kriging method, may suggest that the measuring points represent sources. For example, when measuring noise levels in industrial facilities, microphones are positioned at noise sources (motors, fans, pumps, etc.) and in the surrounding area (to measure noise propagation in places far from its sources). This is not the case with air pollution studies. To illustrate the differences in the obtained results, two methods of geostatistical data analysis were used: kriging and conditional simulation. An analysis of the results of measurements of air pollution with suspended dust (PM1, PM2.5 and PM10) was performed on the basis of actual data obtained from measurements made in the city of Krosno. The areas of the highest air pollution were determined. The obtained results were presented in the form of spatial maps of the distribution of PM1, PM2.5 and PM10 air pollution levels. It has been shown that the conditional simulation method demonstrates better efficiency of locating the most polluted areas (compared to kriging).

8

Prediction of Earth Rotation Parameters With the Use of Rapid Products From IGS, Code and GFZ Data Centres Using ARIMA and Kriging - A Comparison

Michalczak Maciej, Ligas Marcin, Kudrys Jacek

Artificial Satellites : Journal of Planetary Geodesy

|

2022

|

Vol. 57, Special Issue 1

275--289

EN

Real-time prediction of Earth Orientation Parameters is necessary for many advanced geodetic and astronomical tasks including positioning and navigation on Earth and in space. Earth Rotation Parameters (ERP) are a subset of EOP, consisting of coordinates of the Earth’s pole (PMx, PMy) and UT1-UTC (or Length of Day - LOD). This paper presents the ultra-short-term (up to 15 days into the future) and short-term (up to 30 days into the future) ERP prediction using geostatistical method of ordinary kriging and autoregressive integrated moving average (ARIMA) model. This contribution uses rapid GNSS products EOP 14 12h from IGS, CODE and GFZ and also IERS final products - IERS EOP 14 C04 12h (IAU2000A). The results indicate that the accuracy of ARIMA prediction for each ERP is better for ultra-short prediction. The maximum differences between methods for first few days of 15-day predictions are around 0.32 mas (PMx), 0.23 mas (PMy) and 0.004 ms (LOD) in favour of ARIMA model. The maximum differences of Mean Absolute Prediction Errors (MAPEs) on the last few days of 30-day predictions are 1.91 mas (PMx), 0.30 mas (PMy) and 0.026 ms (LOD) with advantage to kriging method. For all ERPs the differences of MAPEs for time series from various analysis centres are not significant and vary up to maximum value of around 0.05 mas (PMx), 0.04 mas (PMy) and 0.005 ms (LOD).

9

Optimization of technological measures increasing the safety of the Żelazny Most tailings pond dams with the combined use of monitoring results and advanced computational models

Łydżba Dariusz, Różański Adrian, Sobótka Maciej, Stefanek Paweł

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 1

503--518

EN

The paper presents the approach for optimization of preventive/technological measures increasing the safety of tailings pond dams. It is based on the combined use of monitoring results as well as advanced 3D finite element (FE) modeling. Under consideration was the eastern dam of Żelazny Most Tailings Storage Facility (TSF). As part of the work, four numerical models of the dam and the subsoil, differing in the spatial arrangement of the soil layers, were created. For this purpose, the kriging technique was used. The numerical models were calibrated against the measurements from the monitoring system. In particular the readings acquired from benchmarks, piezometers and inclinometers were used. The optimization of preventive measures was performed for the model that showed the best general fit to the monitoring data. The spatial distribution and installation time of relief wells were both optimized. It was shown that the optimized system of relief wells provides the required safety margin.

PL

W artykule przedstawiono podejście do optymalizacji zabiegów technologicznych zwiększających bezpieczeństwo zapór zbiorników odpadów wydobywczych. Opiera się ono na jednoczesnym wykorzystaniu wyników monitorowania oraz modelowania numerycznego 3D w ujęciu metody elementów skończonych. Rozpatrywana jest wschodnia zapora OUOW Żelazny Most. W ramach pracy stworzono cztery modele numeryczne zapory i podłoża, różniace się przestrzennym układem warstw gruntowych. W tym celu wykorzystano technikę krigingu. Na podstawie wyników monitoringu skalibrowano modele numeryczne i wybrano ten, dla którego przeprowadzono procedurę optymalizacji. Zoptymalizowano zarówno rozkład przestrzenny, jak i czas instalacji studni odciążających. Wykazano, że takie rozwiązanie zapewnia, wymagany stosownymi rozporządzeniami, zapas bezpieczeństwa.

10

A comprehensive approach to the optimization of design solutions for dry anti-flood reservoir dams

Łydżba Dariusz, Różański Adrian, Sobótka Maciej, Pachnicz Michał, Grosel Szczepan, Rainer Jakub

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2021

|

Vol. 43, nr 3

270--284

EN

The article proposes the methodology of designing dams of dry flood control reservoirs. The algorithm is developed so as to meet all the requirements given in the Eurocode 7 and, at the same time, to be efficient in terms of necessary calculation time. Furthermore, the presented numerical procedure enables the optimization of design solutions, e.g. the depth and length of the anti-filtration barrier, by means of parametric analyses. The approach assumes the use of numerical methods, in particular, finite element (FE) analysis. Three-dimensional (3D) reconstruction of the terrain topography and subsoil layer arrangement performed in step (1) sets the base for further analyses. In step (2), the filtration phenomena are assessed based on the 3D analysis of a transient groundwater flow. In step (3), the state of displacement is evaluated and the stability is verified for all the relevant phases of construction and operation of the facility, in particular, in the course of simulated flood detention. The analyses in step (3) are carried out on 2D models corresponding to the design cross-sections of the dam. This significantly reduces the computation time (compared to 3D analysis) and, at the same time, provides a safe estimate of factor of safety. The performance of the proposed algorithm is shown on the numerical examples of the computations concerning the dam of Szalejów Górny dry anti-flood reservoir located in Poland.

11

Analiza zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego na wybranym obszarze aglomeracji miejskiej

Kwilosz Tadeusz

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 10

673--682

PL

Jednym z ważniejszych problemów związanych ze stanem zdrowia ludzi oraz komfortem ich życia jest zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego. Problem ten występuje zarówno w dużych aglomeracjach miejskich, jak i w małych miejscowościach. Szczególnie szkodliwe są czynniki zanieczyszczenia utrzymujące się na niskich wysokościach i emitowane przez różne źródła, takie jak: miejskie kotłownie, domowe piece opalane węglem i transport samochodowy. Ze względu na niską wysokość (do 40 m) utrzymywania się substancji szkodliwych w zanieczyszczonym powietrzu zagrażają one ludziom w sposób bezpośredni poprzez wdychane powietrze. Są one jedną z głównych przyczyn groźnych chorób układu oddechowego i układu krążenia. Emisja zanieczyszczeń charakteryzująca się wymienionymi cechami nosi nazwę niskiej emisji. Pojęcie to zostało zdefiniowane w następujący sposób: niska emisja – emisja produktów spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych do atmosfery ze źródeł emisji (emiterów) znajdujących się na wysokości nie większej niż 40 m. Wyróżnia się emisję komunikacyjną, emisję wynikającą z produkcji ciepła dla potrzeb centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej oraz emisję przemysłową. Do produktów spalania wpływających na występowanie niskiej emisji zaliczyć można gazy: dwutlenek węgla CO2, tlenek węgla CO, dwutlenek siarki SO2, tlenki azotu NOX, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, np. benzo(a)piren oraz dioksyny, a także metale ciężkie (ołów, arsen, nikiel, kadm) i pyły zawieszone PM10, PM2,5. Pyły zawieszone, będące przedmiotem badań pracy, występują w postaci aerozoli atmosferycznych, sklasyfikowanych ze względu na wielkość cząstek jako: PM1 – o wielkości cząstek do 1 μm, PM2,5 – o wielkości cząstek do 2,5 μm, PM10 – o wielkości cząstek do 10 μm. Jedną z form kontroli niskiej emisji jest ciągłe monitorowanie zanieczyszczenia powietrza poprzez rozlokowane na terenach miejskich urządzenia pomiarowe – sensory. Rejestrowane wyniki pomiarów, wraz z przetworzonymi charakterystykami, prezentowane są na stronie internetowej pod adresem: https://airly.eu/map/pl poprzez portal Airly (Airly Sp. z o.o.). Portal ten udostępnia również, w postaci usługi sieciowej API, dane z wybranych punktów pomiarowych. Celem artykułu jest zaprezentowanie opracowanej metody lokalizacji najbardziej zanieczyszczonych obszarów na podstawie analizy wyników pomiarów zanieczyszczeń powietrza dla wybranego obszaru miejskiego zlokalizowanego w południowo-wschodniej części Polski (miasto Krosno). Analiza została wykonana pod kątem opisania dynamiki zmian poziomu zanieczyszczenia w czasie oraz wyznaczenia przestrzennych rozkładów.

EN

One of the most important problems related to the human health and the comfort of their lives is air pollution. This problem occurs both in large urban agglomerations and in small towns. Low altitude pollutants emitted by various sources such as municipal boiler rooms, domestic coal-fired stoves and car transport are particularly harmful. Due to the low altitude of persistence of harmful substances in the polluted air (less than 40 m), they pose a direct threat to people through inhaled air. They are one of the main causes of serious respiratory and cardiovascular diseases. The emission of pollutants characterized by these features is called “low emissions”. This concept has been formally defined as follows: low emission — emission of combustion products of solid, liquid and gaseous fuels to the atmosphere from emission sources (emitters) located at an altitude of no more than 40 m. There are transportation/traffic emissions, emissions resulting from production of heat for central heating and domestic hot water, and industrial emissions. Combustion products contributing to the occurrence of low emissions include the following gases: carbon dioxide CO2, carbon monoxide CO, sulfur dioxide SO2, nitrogen oxides NOX, polycyclic aromatic hydrocarbons, e.g. benzo(a)pyrene and dioxins, as well as heavy metals (lead, arsenic, nickel, cadmium) and suspended dusts PM10, PM2.5. The suspended dusts, which are the subject of the research, are in the form of atmospheric aerosols classified according to the particle size as: PM1 – particle size up to 1 μm, PM2.5 — particle size up to 2.5 μm, PM10 — particle size up to 10 μm. One of the forms of controlling low emissions is the continuous monitoring of air pollution through measuring devices — sensors located in urban areas. The recorded measurement results, along with the processed characteristics, are presented on the website at: https://airly.eu/map/pl (Airly Sp. z o.o.). This portal also provides data from selected measurement points in the form of a Web API service. The aim of the article is to present the development a method for identification the most polluted areas based on the analysis of the results of air pollution measurements for a selected urban area located in the south-eastern part of Poland (Krosno city). The analysis was performed to describe the dynamics of changes in the pollution level over time and to determine their spatial distribution.

12

Application of the Triple Diagram Method in forecasting lake water level, on the example of Lake Charzykowskie

Piasecki Adam, Witkowski Wojciech T.

Journal of Water and Land Development

|

2021

|

no. 51

11--16

EN

The work focused on forecasting changes in lake water level. The study employed the Triple Diagram Method (TDM) using geostatistical tools. TDM estimates the value by information from an earlier two periods of observation, refers as lags. The best results were obtained for data with an average a 1-week lag. At the significance level of 1σ, a the forecast error of ±2 cm was obtained. Using separate data for warm and cold months did not improve the efficiency of TDM. At the same time, analysis of observations from warm and cold months explained trends visible in the distribution of year-round data. The methodology, built on case study and proposed evaluation criteria, may function as a universal solution. The proposed methodology can be used to effectively manage water-level fluctuations both in postglacial lakes and in any case of water-level fluctuation.

13

Evaluating the performance of Extreme Learning Machine technique for ore grade estimation

Abuntori Clara Akalanya, Al-Hassan Sulemana, Mireku-Gyimah Daniel, Ziggah Yao Yevenyo

Journal of Sustainable Mining

|

2021

|

Vol. 20, iss. 2

56--71

EN

Due to the complex geology of vein deposits and their erratic grade distributions, there is the tendency of overestimating or underestimating the ore grade. These estimated grade results determine the profitability of mining the ore deposit or otherwise. In this study, five Extreme Learning Machine (ELM) variants based on hard limit, sigmoid, triangular basis, sine and radial basis activation functions were applied to predict ore grade. The motive is that the activation function has been identified to play a key role in achieving optimum ELM performance. Therefore, assessing the extent of influence the activation functions will have on the final outputs from the ELM has some scientific value worth investigating. This study therefore applied ELMas ore grade estimator which is yet to be explored in the literature. The obtained results from the five ELM variants were analysed and compared with the state-of-the-art benchmark methods of Backpropagation Neural Network (BPNN) and Ordinary Kriging (OK). The statistical test results revealed that the ELM with sigmoid activation function (ELM-Sigmoid) was the best among all the other investigated methods (ELM-Hard limit, ELM-Triangular basis, ELM-Sine, ELM-Radial Basis, BPNN and OK). This is because the ELM-sigmoid produced the lowest MAE (0.0175), MSE (0.0005) and RMSE (0.0229) with highest R2 (91.93%) and R (95.88%) respectively. It was concluded that ELM-Sigmoid can be used by field practitioners as a reliable alternative ore grade estimation technique.

14

Kriging – od górniczej praktyki poprzez teorię do zastosowań środowiskowych

Zawadzki Jarosław

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2020

|

Vol.9, iss. 2

182--193

PL

W artykule w przystępny sposób przedstawiono wybrane zagadnienia związane z metodą krigingu zwyczajnego, szeroko wykorzystywaną do estymacji zasobów górniczych. W szczególności opisano te jej właściwości, które choć zazwyczaj mniej znane to decydują o przydatności tej metody i umożliwiają kontrolę dokładności uzyskanych wyników. Szczególną uwagę poświęcono zastosowaniom roli wariancji krigingu, będącej miarą dokładności wyników otrzymanych za pomocą metody krigingu, oraz możliwości jej zastosowania do planowania sieci pomiarowych.

EN

The article presents, in an approachable way, selected issues related to the method of the ordinary kriging, which is widely used for the estimation of mining resources. In particular, such properties of the ordinary kriging were described, which are usually less known but determine its usefulness and accuracy. Particular attention was paid to the role of kriging variance, which is a measure of the accuracy of results obtained using the ordinary kriging. The possibility of using the kriging variance for planning measurement networks was also discussed.

15

The use of ordinary kriging and inverse distance weighted interpolation to assess the odour impact of a poultry farming

Sówka Izabela, Pawnuk Marcin, Grzelka Agnieszka, Pielichowska Anna

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2020

|

Vol. 29, No. 1

17--26

EN

The aim of the study was to determine the usefulness of spatial data interpolation methods in analyses of the odour impact of animal husbandry facilities. The interpolation methods of data obtained from measurements using the field olfactometry technique were the ordinary kriging method (OK) and the inverse distance weighted method (IDW). The quality of the analyses that have been obtained indicates the potentially better use of the OK method in the presentation of spatial odour concentration distributions.

16

Modelowanie geostatystyczne w wyznaczaniu przestrzennego rozkładu parametrów petrofizycznych utworów ilasto-mułowcowych

Kwilosz Tadeusz

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 4

230--238

PL

W związku ze zmniejszającymi się zasobami gazu w złożach zlokalizowanych w utworach piaskowcowych i skałach węglanowych coraz większym zainteresowaniem cieszą się obiekty strukturalne związane z utworami piaskowcowo-mułowcowo-łupkowymi ulokowane w utworach miocenu. Złoża te charakteryzują się dużą zmiennością facjalną tych utworów, w tym wyklinowaniem się lamin i warstewek. W związku z powyższym porowatość oznaczona dla tych skał nie może być liczona do bilansu porowatości efektywnej, służącej do oszacowania zasobów wydobywalnych. Obliczając miąższość efektywną, powinno się pominąć miąższość skał łupkowych. Jednym z zasadniczych problemów, będących przedmiotem tego opracowania, jest wydzielenie miąższości skał należących do poszczególnych typów litologicznych. W celu rozpoznania zmienności litologicznej tego typu skał użyto pomiarów profilowania gamma. Należy jednak podkreślić, że ze względu na bardzo małą miąższość warstw piaskowcowych i mułowcowych nie są one możliwe do jednoznacznej identyfikacji za pomocą profilowania gamma. Profilowanie gamma wskazuje raczej wartości uśrednione w obrębie pomiaru niż konkretne warstwy. W związku z tym dokonano oszacowania procentowego udziału miąższości każdego z typów litologicznych w całkowitej miąższości struktury przewierconej przez każdy odwiert. Podział taki przeprowadzono za pomocą analizy rozkładów empirycznych pomiarów gamma. Założono, że niejednorodności litologiczne uwidocznią się na wykresach histogramów w formie rozkładów wielomodalnych lub wyraźnych zmian monotoniczności. Dane te posłużyły do wygenerowania przestrzennych rozkładów parametrów na siatce modelu w punktach nieobjętych pomiarem. Użyto do tego celu metody krigingu zwyczajnego oraz krigingu z trendem. Przy zastosowaniu tych samych metod interpolacyjnych wygenerowano mapy stropu i spągu modelu badanego złoża. Korzystając z wyników pomiarów porowatości, dokonano przyporządkowania wyniku tych pomiarów do wydzielonych wcześniej typów litologicznych. Dla każdego typu skały i przy użyciu obydwu metod krigingu wyznaczono rozkład porowatości w punktach siatki modelu złoża. Do oszacowania niepewności uzyskanych wyników posłużono się metodą kroswalidacji. Na zakończenie obliczono objętość porów efektywnych modelu złoża, zakładając, że tylko skały piaskowcowe i mułowcowe są źródłem porów efektywnych. Oszacowano niepewność uzyskanego wyniku. Na rzecz opracowania posłużono się rzeczywistymi danymi z pomiarów geofizycznych dla złoża w utworach miocenu.

EN

Due to decreasing gas reserves in deposits found in sandstone f and carbonate formations, geological structures composed of mudstone and shale layers found in Miocene formations are growing in popularity. These deposits are characterized by high facial variability. Shale rocks have very low permeability. Therefore, the porosity determined for these rocks cannot be taken into account in the balance of the effective porosity used to estimate the natural gas reserves. Shale rock thickness should be excluded when calculating effective thickness of the gas bearing formations. The main problem of this study is the proper separation of the rocks belonging to individual lithological facies. Gamma ray logs were used to identify lithological variability of this type of rock. It should be emphasized, however, that due to the very low thickness of sandstones and mudstones, it was not possible to identify them clearly using the archival gamma ray logs. The archival gamma ray logs indicate the average values of the layer rather than that of specific laminas, because of its measurement resolution. Therefore, an estimation was made in order to calculate the percentage share of the thickness of each lithological type in the total layer thickness in each well. This division was made using the analysis of empirical distributions of gamma ray logs. It was assumed that lithological heterogeneities would be visible on experimental histograms in the form of multimodal distributions or clear changes in monotonicity. These data were used to generate a spatial distribution of parameters on the model grid at points not covered by the measurement. For this purpose, the ordinary kriging method and the kriging with trend method were used. Using the same interpolation methods, the structure maps of the top and bottom of the model were generated. The results of the porosity measurements were assigned to the previously separated lithological types of rocks. The distribution of porosity at the grid points of the deposit model was determined for each type of rock and using both kriging methods. The cross-validation method was used to assess the uncertainty of the results. Finally, the effective pore volume of the deposit model was calculated, assuming that only sandstone and mudstone rocks are sources of the effective pores. The uncertainty of the analysis was estimated. Real data from geophysical measurements for the Miocene gas field were used for the study.

17

The analysis of spatial variability of precipitation in Poland in the multiyears 1981–2010

Grzywna Antoni, Bochniak Andrzej, Ziernicka-Wojtaszek Agnieszka, Krużel Joanna, Jóźwiakowski Krzysztof, Wałęga Andrzej, Ciupak Agnieszka, Mazur Andrzej, Obroślak Radomir, Serafin Artur

Journal of Water and Land Development

|

2020

|

no. 46

105--111

EN

The purpose of the paper is to analyze the spatial variability of precipitation in Poland in the years 1981–2010. The average annual rainfall was 607 mm. Precipitation in Poland is characterized by high spatial and temporal variability. The lowest annual precipitation was recorded in the central part of the country, where they equaled 500 mm. The highest annual precipitation totals were determined in the south, equaling 970 mm. The average precipitation in the summer half-year is 382 mm (63% of the annual total). On the basis of data from 53 climate stations, maps were made of the spatial distribution of precipitation for the period of the year and winter and summer half-year. The kriging method was used to map rainfall distribution in Poland. In the case study, cross-validation was used to compare the prediction performances of three periods. Kriging, with exponential type of semivariogram, gave the best performance in the statistical sense. Their application is justices especially in areas where landform is very complex. In accordance with the assumptions, the mean prediction error (ME), mean standardized prediction error (MSE), and root mean-square standardized prediction error (RMSSE) values are approximately zero, and root-mean-square prediction error (RMSE) and average standard error (ASE) reach values well below 100.

18

Delineation of ore zones using the concentration-volume fractal method in the Dagh Dali Zn-Pb (±Au) prospect, north of Takab (Iran)

Motlagh Zahra Yekani, Imamalipour Ali, Bazdar Habibollah

Geological Quarterly

|

2020

|

Vol. 64, No. 2

275--287

EN

The Dagh Dali Zn-Pb (±Au) hydrothermal prospect is located in the north-west of Iran. Identification of mineralized zones is essential in ore deposit exploration. Different methods have been developed and applied to separate mineralized zones from barren host rocks based on mineralogical and petrographical studies, alteration and host rock changes as well as statistical and geostatistical parameters. This study uses the ordinary kriging technique and the concentration-volume fractal (C-V) method to model the ore body and recognize the ore grade distribution. These techniques were applied on the drillcore data and C-V fractal modelling, values of various ore zones being determined. Four breakpoints were found in the log-log plots which correspond to concentrations of 5.4, 10.5, and 17.8 wt.% Zn. The extractable ore zone for Zn is considered to be in the concentaration range of 5.4 to 17.8 wt.%. Compared to the amount of reserve obtained from the geostatistical method (303,685 tons), it seems that the fractal method is more precise and accurate in the estimation of ore reserves.

19

Analysis of Spatial Variability of Selected Soil Properties in the Hard Coal Post-Mining Area

Klatka Sławomir Tomasz, Malec Magdalena, Ryczek Marek

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 3

185--193

EN

The result of geomechanical and hydrological degradation caused by the underground extraction of hard coal are the transformations of the environmentally managed terrains and high variability of soil properties occurring in these areas. The analysis of selected soil properties of spatial variability in the post-mining area conducted by means of the kriging technique was presented in the paper. The determined points of empirical semivariogram were described by means of mathematical functions and theoretical semivariograms were plotted. The conducted analysis allowed to plot the maps of variability isolines, which my provide a basis to delineate the boundaries of areas most susceptible to the hydrological degradation of soils. The obtained research results indicate that the applied kriging technique may prove to be a useful tool for determining spatial variability of soils in the areas of hard coal mining operations and allow to delineate the boundaries of the areas most susceptible to soil degradation.

20

Fatigue strength reliability assessment of turbo-fan blades by Kriging-based distributed collaborative response surface method

Gao Hai-Feng, Wang Anjenq, Zio Enrico, Ma Wei

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 3

530--538

EN

Fatigue crack propagation affects the operational reliability of engine turbo-fan blades. In this article, we integrate a Kriging regression model and a distributed collaborative response surface method (DCRSM) for the reliability assessment of turbo-fan blades, considering the relevant uncertainty. Following a series of deterministic analyses, such as steady-state aerodynamic analysis, harmonic response analysis and Campbell diagram, and based on the assumption that vibration stress is mainly from aerodynamic load, the fatigue strength is calculated for turbo-fan blades under coupling aerodynamic forces, according to a modified Goodman curve of titanium-alloy. Giving consideration to the uncertainty of the resonance frequencies and material properties, the fatigue strength of the turbo-fan blade is evaluated, including probabilistic analysis and sensitivity analysis. In the case study analyzed, the conclusions are that the fatigue strength reliability reaches 96.808% with confidence level of 0.95 for the turbo-fan blade under the coupling aerodynamic forces, and the first three-order resonant frequencies are found to have important influence on the fatigue performance of turbo-fan blades.

PL

Propagacja pęknięć zmęczeniowych wpływa na niezawodność pracy łopatek turbowentylatora w silnikach samolotowych. W przedstawionej pracy, niezawodność łopatek turbo-wentylatora oceniano za pomocą techniki która łączy rozproszoną metodę powierzchni odpowiedzi (ang. distributed collaborative response surface method, DCRSM) z krigingiem, z jednoczesnym uwzględnieniem niepewności. Po przeprowadzeniu serii analiz deterministycznych, w tym analizy aerodynamicznej w stanie ustalonym, analizy harmonicznej i wyznaczeniu wykresu Campbella, oraz przyjmując założenie, że naprężenia wibracyjne powstają głównie na skutek obciążeń aerodynamicznych, obliczono wytrzymałość zmęczeniową łopatek turbowentylatora w warunkach sprzęgających sił aerodynamicznych, zgodnie ze zmodyfikowaną krzywą Goodmana dla stopu tytanu. Biorąc pod uwagę niepewność częstotliwości rezonansowych i właściwości materiału, wytrzymałość zmęczeniową łopatki turbowentylatora określano na podstawie analizy probabilistycznej i analizy czułości. W omawianym studium przypadku wykazano, że niezawodność wytrzymałości zmęczeniowej łopatki turbowentylatora w warunkach sprzęgających sił aerodynamicznych sięga 96,808% przy poziomie ufności 0,95, a trzy pierwsze postacie drgań rezonansowych mają istotny wpływ na jej wydajność zmęczeniową.