GlS技術(shù)在綠色物探勘查中的應(yīng)用
——基于ArcGlS平臺

董晴晴，馮欣欣

（山東黃金（北京）產(chǎn)業(yè)投資有限公司，北京 100032）

傳統(tǒng)的物探測點放樣，采用“GPS+紙質(zhì)圖（坐標(biāo)紙）”對坐標(biāo)的方式進(jìn)行定位，會出現(xiàn)定位速度較慢，精度上人為參與成分高[1]，導(dǎo)航位置不準(zhǔn)確，點線號易記錯等問題。本文以在內(nèi)蒙古草原地區(qū)進(jìn)行物探勘查為例，通過GIS技術(shù)在物探勘查中實現(xiàn)測點可視化及智能標(biāo)注的功能，很好的解決傳統(tǒng)方法中出現(xiàn)的各種問題。

同時，依據(jù)綠色生態(tài)找礦的原則，在區(qū)內(nèi)選取最優(yōu)路徑進(jìn)行激電中梯法發(fā)射系統(tǒng)的布設(shè)，達(dá)到省時、省力的目的，提高了工作效率。

1 GIS技術(shù)

1.1 GIS

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）是對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)[2]。

ArcGIS軟件是在此基礎(chǔ)上由美國Esri公司開發(fā)研制的，是當(dāng)前主流的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用平臺之一。該公司40年以來一直引領(lǐng)全球GIS行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，并在地理信息系統(tǒng)理念創(chuàng)新上走在業(yè)內(nèi)前列。

隨著科技的快速發(fā)展，GIS技術(shù)已滲透至地質(zhì)、物探勘查等各個領(lǐng)域，并得到廣泛應(yīng)用。例如：ArcGIS軟件在大型礦集區(qū)識別與預(yù)測中的應(yīng)用[3]；在GIS軟件平臺編制1：25萬地球物理系列圖件[4]；以及采用ArcObject組件實現(xiàn)ArcGIS與Surfer格網(wǎng)文件轉(zhuǎn)換[5]等。

1.2 移動GIS

移動GIS是衛(wèi)星定位技術(shù)、移動通信技術(shù)、GIS、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的綜合性數(shù)字化信息系統(tǒng)[6]。

ArcPad軟件是由Esri公司專門為野外用戶設(shè)計的一款移動GIS軟件，與ArcGIS平臺有很好的交互性。通過“移動設(shè)備+移動GIS+空間數(shù)據(jù)（圖件）”的方式來實現(xiàn)GPS導(dǎo)航、路線追蹤、實時定點、數(shù)據(jù)信息采集及輸入等功能[7]，大大提高了野外數(shù)據(jù)的可用性和有效性。

2 實施方案

依托ArcGIS軟件平臺，在ArcMap界面下設(shè)計物探測網(wǎng)：通過編輯功能模塊，可完成測網(wǎng)繪制；通過空間分析功能模塊，可快速生成測點[8]；通過數(shù)據(jù)管理功能模塊，可批量添加測點坐標(biāo)；通過智能標(biāo)注功能模塊，可生成任意方位及大小的標(biāo)注。

設(shè)計完成后，將數(shù)據(jù)信息通過ArcPad功能模塊轉(zhuǎn)換成其默認(rèn)的數(shù)據(jù)格式.apm文件，導(dǎo)入手持GPS中進(jìn)行導(dǎo)航，定位及路線追蹤。然后將記錄的路線文件導(dǎo)入電腦，并依據(jù)綠色生態(tài)找礦勘查的原則，室內(nèi)設(shè)計最優(yōu)路徑進(jìn)行激電中梯法發(fā)射系統(tǒng)的布設(shè)，將布設(shè)路線轉(zhuǎn)換成.apm文件，再導(dǎo)入手持GPS中進(jìn)行導(dǎo)航。

具體流程見圖1。

3 實例應(yīng)用

以內(nèi)蒙古自治區(qū)西烏珠穆沁旗布金黑礦區(qū)為例，采用ArcGIS軟件進(jìn)行室內(nèi)物探測網(wǎng)設(shè)計，使用ArcPAD軟件進(jìn)行導(dǎo)航及布極工作。

3.1 礦區(qū)地質(zhì)背景及地理概況

地質(zhì)背景：位于走向北東～北北東的華力西褶皺帶的北部邊緣地帶，即哈爾楚魯圖～拜仁達(dá)壩～沙布楞山多金屬成礦帶中。

圖1 實施方案流程圖

區(qū)內(nèi)西北及東南大部為二疊系下統(tǒng)壽山溝組（P1s），巖性為變質(zhì)雜砂巖、變質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾凝灰質(zhì)板巖、砂礫巖等，系海陸交替相及淺海相沉積。西北角出露侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組（J3mn），巖性為安山質(zhì)英安巖，角礫凝灰?guī)r、英安質(zhì)火山角礫巖，不整合覆于壽山溝組下段砂板巖之上。其余地區(qū)均為第四系覆蓋。

地理概況：本區(qū)位于大興安嶺南段西坡，屬低山區(qū)。少數(shù)蒙古族牧民在此居住，區(qū)內(nèi)為牧民圈定的草場，僅草場之間有土道可通行車輛。

依據(jù)綠色生態(tài)找礦的原則，在車輛不碾壓草場的基礎(chǔ)上，采用ArcGIS、ArcPad軟件相結(jié)合進(jìn)行激電中梯野外布極工作。

3.2 室內(nèi)設(shè)計及野外踏勘

依據(jù)設(shè)計書要求，采用ArcGIS軟件在礦區(qū)面積29.22km2范圍內(nèi)設(shè)計了45個激電中梯排列，網(wǎng)度100m×40m，見圖2。其中AB距1600m，觀測范圍為裝置的中部1000m，最大旁測線距250m（即1個排列觀測6條1000m測線）。

將設(shè)計好的測網(wǎng)及AB極點轉(zhuǎn)換成.apm文件，導(dǎo)入手持GPS合眾思壯MG758中，打開ArcPad10軟件連接衛(wèi)星后進(jìn)行野外踏勘。

在踏勘過程中，不僅要觀察礦區(qū)的地質(zhì)情況、施工環(huán)境以及設(shè)計的排列相對位置，同時也將車輛行進(jìn)的路線進(jìn)行了追蹤。追蹤方式如下：

在ArcPad界面下新建線的.shp文件，命名為路線，添加至導(dǎo)航界面中。在“Drawing Tools”下選擇“路線”線文件，再選擇“折線”、“捕獲頂點”，進(jìn)入路線追蹤模式。將礦區(qū)所有能通車輛的道路全部記錄后，保存。

圖2 設(shè)計激電中梯排列及路線圖

圖3 設(shè)計發(fā)射站及AB極路線圖

踏勘完畢后，室內(nèi)將記錄的路線.shp文件拷貝到電腦里，添加至ArcMap中。根據(jù)激電中梯排列與路線間的就近原則，在圖中路線上選擇最佳的1處作為發(fā)射站（將發(fā)射機(jī)、整流源、發(fā)電機(jī)放置該處），進(jìn)行標(biāo)注。為確保1天完成兩個排列，以發(fā)射站為中心，分別向南北方向各放1條共用供電線，再根據(jù)線圈長短，分別向兩個排列的AB極各放1個線圈，保證完成一個排列后進(jìn)行換極時，只需收取AB端的1個線圈的供電線，放置到下一個排列的AB極即可。同時，通過“Measure”或線屬性觀測該線長度，從而確定AB端供電線的長度范圍，合理分配施工人員及供電線，見圖3。

最終將設(shè)計好的發(fā)射站及到AB端的路線轉(zhuǎn)換成.apm文件，導(dǎo)入手持GPS中，根據(jù)最優(yōu)路線進(jìn)行導(dǎo)航，大大節(jié)省了時間和人力、物力，提高了工作效率。

在實際施工過程中，嚴(yán)格按照最優(yōu)路徑進(jìn)行放線導(dǎo)航，減少人為踩踏對草皮的破壞。對于不極化電極極坑，測量結(jié)束后將隨身攜帶的草種播撒進(jìn)去，及時將挖出的草皮進(jìn)行回填及澆水，將對環(huán)境的破壞降至最小，達(dá)到綠色勘查的目的。

4 結(jié)論及注意事項

4.1 結(jié)論

（1）在物探勘查中，將ArcGIS與ArcPAD軟件緊密結(jié)合，通過野外踏勘，做好前期準(zhǔn)備工作，選取最優(yōu)路徑，大大的節(jié)省了時間和人力、物力，提高了工作效率。

（2）從綠色生態(tài)找礦的角度出發(fā)，在內(nèi)蒙古地區(qū)，采用該方法避免了車輛對草場的破壞，同時，在施工過程中，對極坑播撒草種、回填及澆水，降低了草原的沙漠化，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，真正達(dá)到了綠色勘查的目的。

（3）該方法不僅在物探勘查中得到應(yīng)用，也可在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、環(huán)境勘查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等方面進(jìn)行應(yīng)用。

4.2 注意事項

采用ArcGIS軟件進(jìn)行物探測網(wǎng)設(shè)計時，應(yīng)注意layers（圖層）坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇，根據(jù)設(shè)計書提供的是北京54或者西安80的坐標(biāo)拐點，選擇相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。同時，還應(yīng)根據(jù)提供的坐標(biāo)帶號來確定是3度帶還是6度帶。