前言

岩溶信息系统研究是地理信息系统研究的重要分支，是岩溶研究的重要方向。在岩溶信息系统研究中，碳酸盐岩研究是重要的组成部分。地学人工智能（Geo Agent）和图像分析技术都是地理信息系统研究中前沿的研究分支，都可以在碳酸盐岩研究中得到广泛的应用。传统的岩溶研究中，有比较成熟的碳酸盐岩研究方法，将地学人工智能和图像分析技术引入碳酸盐岩研究，和传统碳酸盐岩研究方法（The Traditional Carbonate Research Method,TCRM）得到的结果相互验证，是很好的学术前沿拓展手段。传统碳酸盐岩研究方法广泛使用了岩石显微镜进行碳酸盐岩的岩性分析，将地学人工智能和图像分析技术引入碳酸盐岩研究一般不会新增研究设备成本。传统的碳酸盐岩研究方法一般使用自然语言，将碳酸盐岩研究中使用的自然语言形式化有利于地学人工智能和图像分析技术在碳酸盐岩研究中的应用。碳酸盐岩的孔隙度研究是比较容易引入地学人工智能和图像分析技术的领域。

在岩溶研究中，碳酸盐岩的孔隙度是重要的岩溶研究指标，可以用于碳酸盐岩的岩溶发育速度的计算。因此，利用碳酸盐岩岩石图像结合地学人工智能和图像分析技术进行碳酸盐岩的孔隙度研究在岩溶研究中有重要意义。在碳酸盐岩的图像分析研究中，有穷自动机是重要的算法基础，在本书中起着重要作用。将岩溶研究自然语言形式化，也有利于将计算机学科的最新进展引入岩溶研究中，对非地学专业的研究生进行碳酸盐岩研究是很好的帮助。

在将岩溶研究的自然语言形式化过程中，有穷自动机是很好的自然语言形式化途径。碳酸盐岩地层中往往在岩溶土壤和岩溶水中存在大量微生物，这些微生物对碳酸盐岩地层中碳酸盐岩的孔隙度发育有着重要意义，对碳酸盐岩地层的氮、碳、硫等元素的循环研究也非常重要。通过对碳酸盐岩地层中的岩溶微生物的研究，可以预测碳酸盐岩孔隙度的变化及其对碳酸盐岩单轴抗压强度的影响。因此，在碳酸盐岩研究中进行岩溶微生物对碳酸盐岩孔隙度影响的研究是十分有必要的。在岩溶微生物研究中，16S rDNA技术是比较成熟的微生物研究技术，研究成本也比较适合进行碳酸盐岩孔隙度研究。本书就广泛地使用了 16S rDNA技术。苏北地区有碳酸盐岩存在，可以进行碳酸盐岩的孔隙度研究。苏北地区的碳酸盐岩分布和西南地区的碳酸盐岩分布有着显著的不同，因此，也是很好的碳酸盐岩研究区域。本书由自然资源部国土卫星遥感应用重点实验室开放基金资助（编号：:KLSMNR—G202220）。

匡鸿海
2023年3月