3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用研究

杜 煜

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊(duì)，貴州 安順 561000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于地質(zhì)資源的需求量逐漸增加，同時(shí)，地質(zhì)資源勘查技術(shù)水平也越來(lái)越高。3S技術(shù)不斷創(chuàng)新突破，為地質(zhì)資源勘查的系統(tǒng)化發(fā)展奠定了有利基礎(chǔ)，比如，在地質(zhì)勘查、模型分析、地圖繪制等方面均需要應(yīng)用3S技術(shù)。因此，對(duì)3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

1 3S技術(shù)應(yīng)用原理

3S技術(shù)是地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）以及全球定位系統(tǒng)（GPS）的總稱，其中，GIS技術(shù)主要被應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析以及處理中，而RS技術(shù)以及GPS技術(shù)則被應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)獲取和監(jiān)測(cè)中。GIS技術(shù)的應(yīng)用需要以計(jì)算機(jī)軟件和硬件作為基礎(chǔ)，可對(duì)空間信息進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析等。通過(guò)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行時(shí)空建模進(jìn)行模擬分析，即可對(duì)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行描述，將復(fù)雜的空間問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榭擅枋龅膯?wèn)題。GPS是一種空間導(dǎo)航系統(tǒng)，其應(yīng)用基礎(chǔ)是無(wú)線電定位系統(tǒng)，是由衛(wèi)星、監(jiān)控站以及其他用戶設(shè)備所組成的，具有全天候、全球性特征。在GPS技術(shù)的應(yīng)用中，可快速、準(zhǔn)確的確定目標(biāo)的空間位置，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行分析，即可測(cè)定出待定點(diǎn)，同時(shí)獲得目標(biāo)空間信息，進(jìn)而構(gòu)建地面高程模型。RS技術(shù)即衛(wèi)星遙感技術(shù)，其運(yùn)載工具類型較多，常見(jiàn)有衛(wèi)星、飛機(jī)。在具體的勘查過(guò)程中，不需要直接接觸目標(biāo)，只需應(yīng)用傳感器，即可收集目標(biāo)的電磁波信息，然后通過(guò)應(yīng)用數(shù)學(xué)分析法、物理法等，確定目標(biāo)的分布情況、性質(zhì)以及動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。有些勘查目標(biāo)面積較大，周邊環(huán)境復(fù)雜，通過(guò)應(yīng)用RS技術(shù)，即可獲得目標(biāo)的各類參數(shù)，準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)。

2 GIS技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用

（1）地質(zhì)資源管理信息系統(tǒng)。在地質(zhì)資源勘查中，基于GIS技術(shù)的地質(zhì)資源管理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為主流技術(shù)類型，其能夠?qū)⒌刭|(zhì)資源規(guī)劃、管理等進(jìn)行有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源勘查利用全自動(dòng)化模式，對(duì)地質(zhì)資源信息進(jìn)行有效管理，提升數(shù)據(jù)處理效率和質(zhì)量[2]。

（2）地質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)。在對(duì)地質(zhì)資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，GIS技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：構(gòu)建基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)資源信息進(jìn)行提取和整合以及對(duì)靶區(qū)進(jìn)行綜合定量圈定和評(píng)價(jià)分析。地質(zhì)資源基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)是由地理數(shù)據(jù)庫(kù)、地球物理數(shù)據(jù)庫(kù)、遙感數(shù)據(jù)庫(kù)等所組成的，在資源信息的提取以及集成中，都需要應(yīng)用空間數(shù)據(jù)庫(kù)，在單獨(dú)提取出地質(zhì)資源信息后，即可對(duì)各類信息進(jìn)行集成化利用。另外，通過(guò)對(duì)靶區(qū)進(jìn)行綜合定量圈定以及評(píng)價(jià)，即可確定地質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)潛力。

（3）資源預(yù)測(cè)。資源預(yù)測(cè)指的是通過(guò)對(duì)多種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定地質(zhì)資源的分布位置以及基本屬性。GIS技術(shù)具有綜合多學(xué)科數(shù)據(jù)處理的功能，可對(duì)任何區(qū)域中的地質(zhì)資源進(jìn)行預(yù)測(cè)分析[1]。另外，GIS技術(shù)還可以對(duì)地質(zhì)資源的各類屬性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、檢索以及查詢，同時(shí)，通過(guò)多種空間模型，可對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，合理預(yù)測(cè)地質(zhì)資源信息。

3 RS技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用

（1）巖石識(shí)別。在巖石類型分析中，為了確定巖石的光譜反射特性以及所產(chǎn)生的影像差異，可通過(guò)遙感影像進(jìn)行解譯分析。巖石是在內(nèi)外因素的共同影像下所形成的，巖石的形狀有很多種，可將此作為識(shí)別巖石類型的標(biāo)識(shí)。另外，在不同巖石上，會(huì)形成不同的植被以及水系，在勘查活動(dòng)中，也可將其作為巖石解譯的標(biāo)志。除此以外，巖石光譜反射率主要受巖石礦物顆粒、表面粗糙度的影響，如果礦物顆粒比較細(xì)，巖石表面光滑，則反射率比較高，反正，則反射率比較低。表面濕度也會(huì)對(duì)巖石反射率產(chǎn)生較大影響，如果巖石表面濕潤(rùn)度比較高，則巖石的顏色會(huì)逐漸加深，反射率也會(huì)隨之降低。

（2）地質(zhì)結(jié)構(gòu)。在遙感技術(shù)的應(yīng)用中，其可準(zhǔn)確反映出地表淺層物質(zhì)的電磁輻射特征，通過(guò)對(duì)這類淺層信息進(jìn)行分析，即可推斷出深部地質(zhì)情況。為了對(duì)各類構(gòu)造成分的形態(tài)特征、分布規(guī)律、組合形式等進(jìn)行分析，要求在遙感圖像上，準(zhǔn)確識(shí)別出各個(gè)構(gòu)造成分，對(duì)地學(xué)資料進(jìn)行綜合分析。另外，還應(yīng)注意，從構(gòu)造的輪廓和區(qū)域構(gòu)造出發(fā)，選擇具有代表性的單個(gè)構(gòu)造，并對(duì)構(gòu)造進(jìn)行分區(qū)分層解釋，最后即可確定各個(gè)構(gòu)造的組合關(guān)系和分布特征。

（3）礦化蝕變與地質(zhì)找礦。在遙感找礦中，需要從大量的遙感數(shù)據(jù)中提取出與成礦圍巖蝕變相關(guān)的信息，根據(jù)蝕變礦物所引起的吸收光譜段變量或者數(shù)據(jù)大小，即可確定信息強(qiáng)度。在確定礦床、礦點(diǎn)的分布區(qū)域后，通過(guò)對(duì)控礦因素進(jìn)行分析和解譯，即可提取出有關(guān)信息，對(duì)于異常信息，可作為建模標(biāo)記，進(jìn)而構(gòu)建三維遙感地質(zhì)找礦模型，為地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用提供可靠依據(jù)。在各類多源遙感數(shù)據(jù)中，ASTER和LandsatETM+/TM的應(yīng)用比較常見(jiàn)，另外，對(duì)于蝕變信息的提取方式也有很多種，包括波譜夾角法、比值法以及主成分分析法等等。

（4）礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)。遙感影像信息分辨率較高，并且具有多時(shí)相以及多光譜的特征，通過(guò)對(duì)遙感影像進(jìn)行分析，即可確定植被的覆蓋范圍，另外，通過(guò)實(shí)地驗(yàn)證分析，可確定地質(zhì)資源分布區(qū)域的地形地貌、地質(zhì)災(zāi)害等等。除此以外，對(duì)于多時(shí)相遙感資料，可進(jìn)行疊合分析，確定地質(zhì)資源的類型以及分布情況。

4 GPS技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用

GPS技術(shù)即空間定位技術(shù)，具有精度高、速度快、操作方式便捷等優(yōu)勢(shì)，主要被應(yīng)用于地形測(cè)量、地籍測(cè)繪以及工程測(cè)量中，同時(shí)還可進(jìn)行三維定位。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，勘查結(jié)果的目標(biāo)比較少，并且數(shù)據(jù)處理方式便捷。在地質(zhì)資源勘查中，GPS技術(shù)可取代傳統(tǒng)的地面測(cè)繪技術(shù)，能夠?qū)ΦV區(qū)進(jìn)行全面細(xì)致的勘查，在地質(zhì)資源勘查區(qū)域地表測(cè)繪、高程測(cè)量等方面均具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可有效減少測(cè)量工作環(huán)節(jié)，降低測(cè)量所需成本，提高測(cè)量工作效率，減輕勘查人員工作強(qiáng)度。GPS測(cè)量技術(shù)可將靜態(tài)測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)測(cè)量，根據(jù)GPS測(cè)量的精度、外界條件等，可分為手持式GPS測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)。需要注意，GPS信號(hào)尚不能到達(dá)井下，因此，為了提高測(cè)量精度，要求妥善解決井口上下一致性的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。在地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)中，需要將地質(zhì)信息作為重要依據(jù)，而野外地質(zhì)勘查是信息采集的重要方式。3S技術(shù)是由GPS技術(shù)、RS技術(shù)以及GIS技術(shù)所組成的，通過(guò)將3S技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)資源勘查中，可快速完成外業(yè)測(cè)量，對(duì)地質(zhì)資料信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理和分析，進(jìn)而為地質(zhì)資源分布區(qū)域的確定提供可靠依據(jù)，對(duì)地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)進(jìn)行合理預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。