GIS用于地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價的實踐效果評價

張智寬

（廣西壯族自治區(qū)第三地質(zhì)隊 廣西欽州 535000）

GIS用于地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價的實踐效果評價

張智寬

（廣西壯族自治區(qū)第三地質(zhì)隊 廣西欽州 535000）

本文詳細(xì)論述了GIS技術(shù)研究方向和主要類型，針對其在礦產(chǎn)資源評價中的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)越性及可行性分析，重點介紹了GIS評價步驟及需要注意的關(guān)鍵問題。

GIS；地質(zhì)礦產(chǎn)資源；評價；效果

GIS中文名稱地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System），是一種空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，主要由計算機硬件和軟件設(shè)計而成，用于地理信息的采集、管理、分析和建模等過程。該系統(tǒng)綜合性極強，涉及地理學(xué)、測繪學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和計算機科學(xué)等多門學(xué)科，在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價中發(fā)揮極其重要的作用，受到國內(nèi)外科技工作者的廣泛關(guān)注和研究。目前世界上常用的GIS軟件多達(dá)數(shù)百種。

在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價領(lǐng)域，GIS軟件在計算機系統(tǒng)管理下，能對地質(zhì)、地球物理和化學(xué)、遙感等多元信息進(jìn)行集成，管理并分析有效信息，成功改善了傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價方法，在實踐應(yīng)用中總體評價效果較好。

1 GIS主要研究方向及類型

1.1 萬維網(wǎng)GIS

萬維網(wǎng)GIS又稱Web GIS或者Internet GIS，是一種開放式地理信息系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境進(jìn)行擴展，以實現(xiàn)交互操作。用戶只需要利用WWW瀏覽GIS中的空間數(shù)據(jù)并進(jìn)行修改、編輯和圖形制作，還能進(jìn)行空間和模型分析，也可發(fā)布信息[1]。

Web GIS優(yōu)勢在于適應(yīng)性強、易維護(hù)、操作簡單、高時效性等，該系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的成本低，代表產(chǎn)品ESRI公司的MapObjects IMS和國家遙感工程中心GeoBeans地網(wǎng)等。

1.2 3D GIS

3D GIS能對現(xiàn)實世界進(jìn)行較好的還原，并能分析、操作三維空間，3D GIS與傳統(tǒng)的2D GIS功能相比，還具有可視化2.5維和3維對象的能力，對三維空間DBMS進(jìn)行管理和空間分析，能及時吸納現(xiàn)代數(shù)據(jù)獲取技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的精髓。3D GIS已經(jīng)在城市規(guī)劃、決策管理、服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1.3 虛擬現(xiàn)實GIS

虛擬現(xiàn)實GIS是將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與GIS技術(shù)的某些功能相結(jié)合產(chǎn)生的一種地理信息系統(tǒng)，簡稱RV GIS。該技術(shù)綜合性強，通過視、聽等感知與三維虛擬鏡像進(jìn)行交互。該技術(shù)可實現(xiàn)地學(xué)研究及地理空間可視化等功能，因此對數(shù)字化城市和地球的實現(xiàn)和發(fā)展非常有益。

2 GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價中的應(yīng)用

在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價中，GIS技術(shù)能對地質(zhì)地理、遙感和地球物理化學(xué)等多元化信息進(jìn)行采集、管理和分析，將這些信息綜合運用到地質(zhì)構(gòu)造運動、巖漿活動、礦石形成、空間演化規(guī)律和礦床找礦標(biāo)志等地質(zhì)礦產(chǎn)資源的評價活動中。因此，GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源系列過程中扮演重要角色。

2.1 GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價的優(yōu)越性和可行性分析

GIS具備強大的數(shù)據(jù)庫管理和空間分析能力，成功解決了傳統(tǒng)技術(shù)遇到的諸多難題，如地質(zhì)數(shù)據(jù)的龐雜性和時空性，在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價表現(xiàn)出眾多優(yōu)勢。

2.1.1 實現(xiàn)長期保存數(shù)據(jù)和圖件

因GIS具備數(shù)據(jù)庫和圖庫管理功能，這使得相關(guān)地質(zhì)圖件和數(shù)據(jù)的長期保存及修改變?yōu)榭赡?。根?jù)GIS相關(guān)功能建立各種模型導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫，通過圖層方便、有序地管理礦產(chǎn)資源評價空間數(shù)據(jù)庫。而GIS“獨立條件圖層”能夠提取多源地學(xué)數(shù)據(jù)（如地、物、化、遙的屬性及空間信息）而生成中間圖層，這些圖層有利于進(jìn)行礦產(chǎn)定量預(yù)測[2]。

2.1.2 多源信息疊加分析

GIS具備專題圖層管理功能，可將多學(xué)科、多層次的圖形快速疊加并按自己的構(gòu)思自由組合，同時方便建立模型和對空間的模擬分析，使數(shù)據(jù)分析更高效、定量化。

2.1.3 快捷完成空間信息查詢和檢索

利用GIS在對空間信息進(jìn)行查詢和檢索時，既可以根據(jù)專題屬性如地質(zhì)圖層檢索巖漿、巖地質(zhì)體，又可實現(xiàn)不同專題數(shù)據(jù)空間交互的查詢。

2.1.4 空間分析能力強大

強大的空間分析能是GIS區(qū)別于傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的最大特點，尤其是在礦產(chǎn)資源評價過程中顯得格外重要。GIS空間分析能力包括空間的疊加、相鄰關(guān)系、緩沖區(qū)及地形分析等功能，還能進(jìn)行空間信息如面積、距離等的計算，實現(xiàn)對各種地質(zhì)體、多種空間關(guān)系的定量計算和分析。

2.1.5 可視化與反復(fù)檢驗

利用DEM、TIN等模型能有效實現(xiàn)各類空間測量的可視化，從而將GIS可視化功能與成礦信息數(shù)據(jù)相結(jié)合。同時，GIS能保證成礦預(yù)測可視化和資源評價工作可反復(fù)檢驗等。

2.1.6 提供高質(zhì)量預(yù)測成果圖件

GIS可對各種控礦因素進(jìn)行疊加、統(tǒng)計分析，通過生成高視覺效果的統(tǒng)計圖表，再結(jié)合研究區(qū)域地質(zhì)背景，分析其區(qū)域特征及在成礦預(yù)測中的有利程度。

2.2 利用GIS進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價的六大步驟

（1）建立空間數(shù)據(jù)庫

收集研究范圍內(nèi)的各種地學(xué)數(shù)據(jù)，如地、物、化、遙的屬性及空間信息等，將信息預(yù)處理后建立多元信息空間數(shù)據(jù)庫，將各類圖件進(jìn)行數(shù)字化處理。

（2）提取有效信息并用GIS處理

對收集到的多元信息進(jìn)行分析并提取其中有意義的部分，并利用GIS強大的統(tǒng)計分析功能處理這些數(shù)據(jù)。

（3）圈定化探異常和航磁異常，并對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的解釋[3]。

（4）建立找礦模型

利用多源信息數(shù)據(jù)庫，利用GIS提取和生成專題圖層，并根據(jù)確定的地質(zhì)評價因子，分析成礦規(guī)律后建立綜合找礦模型。

（5）結(jié)合研究范圍內(nèi)的實際情況，確定找礦標(biāo)志。

（6）確定靶區(qū)

利用GIS具備的可視化功能，反映出找礦標(biāo)志的空間關(guān)系，并據(jù)此進(jìn)行礦產(chǎn)資源評價工作，確定出靶區(qū)，最終編制并輸出成果圖件。

利用GIS進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價的六大步驟概括起來即建立待測區(qū)資料數(shù)據(jù)庫，根據(jù)模型確定找礦標(biāo)志，圈定預(yù)測區(qū)。其中，應(yīng)重點在多元地學(xué)信息資料分析基礎(chǔ)上加強對礦床模型的研究。

3 應(yīng)用GIS進(jìn)行礦產(chǎn)資源評價的關(guān)鍵問題

GIS技術(shù)能否成功進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價取決于對預(yù)測區(qū)成礦實際認(rèn)識程度、所建數(shù)據(jù)庫靈活性及空間分析方法是否合理等，具體表現(xiàn)在以下三個方面：

3.1 高質(zhì)量的空間與非空間數(shù)據(jù)集成

在礦產(chǎn)資源評價中，不可避免要涉及對現(xiàn)存數(shù)據(jù)的利用問題。而現(xiàn)存數(shù)據(jù)是不同單位根據(jù)不同目的、采用不同方法獲取并存儲的，必然導(dǎo)致同一地區(qū)數(shù)據(jù)存在某些方面的不同，如存儲格式，給數(shù)據(jù)集成管理和數(shù)據(jù)分析帶來困難。

因此，實際應(yīng)用GIS技術(shù)之前，必須采用多種方法先對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如格式轉(zhuǎn)換等。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備占據(jù)了基于GIS礦產(chǎn)資源評價的大部分工作內(nèi)容。

3.2 多源地學(xué)有效信息的集成管理

應(yīng)用GIS進(jìn)行礦產(chǎn)資源評價的效率很大程度上取決于所建數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量。預(yù)測中極易出現(xiàn)問題，如缺乏地質(zhì)知識及數(shù)據(jù)庫設(shè)計不合理等。因此，基于GIS的數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則為具備最大查詢能力。

對地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價的多源信息的管理有兩種方式：①建立區(qū)域綜合信息系統(tǒng)，檢索出所需的全部信息，然后在GIS中進(jìn)行空間分析；②評價項目通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫并管理綜合地學(xué)信息[4]。

3.3 基于GIS的空間分析方法

空間信息綜合分析方法決定了GIS在礦產(chǎn)資源評價中的應(yīng)用水平。對礦產(chǎn)資源能否預(yù)測成功，很大程度上取決于預(yù)測模型的建立。根據(jù)研究區(qū)工作程度的差別可將礦產(chǎn)資源空間分析方法分為兩類，即經(jīng)驗分析法和理論分析法。經(jīng)驗分析法借助已知礦床，理論分析法利用的是礦床及成因模型。

在數(shù)據(jù)豐富的地區(qū)，可采用數(shù)據(jù)驅(qū)動法；在礦床未知或已知很少的情況下，相關(guān)信息由遙感、地球物理等數(shù)據(jù)進(jìn)行推斷，數(shù)據(jù)驅(qū)動法不可用。

4 結(jié)語

對礦產(chǎn)資源評價很大程度上依賴地質(zhì)學(xué)家對數(shù)據(jù)的獲取、存儲、分析和解釋等的能力。隨著對預(yù)測方法的深入研究及GIS軟件功能的不斷增強和完善，GIS必將在礦產(chǎn)資源評價工作中發(fā)揮巨大作用。雖然就目前的技術(shù)水平來看，該技術(shù)在礦產(chǎn)資源評價領(lǐng)域仍有很多待解決的問題，但是該技術(shù)發(fā)展應(yīng)用前景十分廣闊，比如開發(fā)預(yù)測礦產(chǎn)資源專用系統(tǒng)、提高基于GIS的礦床空間定位準(zhǔn)確率、多維礦產(chǎn)資源評價模型的建立等都依賴于GIS技術(shù)水平的發(fā)展。

[1]馬闖，林子瑜.GIS技術(shù)體系及其在礦產(chǎn)資源評價中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2008，22：117～119.

[2]劉 波，鄒時林，谷 珊.GIS在礦產(chǎn)資源評價中的應(yīng)用[J].金屬礦山，2010，02：128～132.

[3]徐翠玲，錢壯志，梁婷.GIS在礦產(chǎn)資源評價中的應(yīng)用[J].西安文理學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，04：104～107.

[4]吳景勤.GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價中的應(yīng)用[J].地礦測繪，2003，04：42～45.

P208

A

1004-7344（2016）32-0202-02

2016-10-27

張智寬（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事地質(zhì)研究工作。