地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用及發(fā)展

丁禮江

摘 要：進(jìn)入到21世紀(jì)，隨著地質(zhì)調(diào)查工作的快速發(fā)展，地質(zhì)調(diào)查工作信息量迅速增加，對(duì)地質(zhì)調(diào)查工作的速度及精度的要求也更高。而傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查工作的信息化程度較低，缺乏可視性，對(duì)海量數(shù)據(jù)分析、處理及決策支持能力較差。因此，提高地質(zhì)調(diào)查工作決策的科學(xué)性、可視性和信息化程度非常必要。隨著地質(zhì)工作要求的不斷提高，GIS與其的聯(lián)系必將更緊密。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

地理信息系統(tǒng)（GIS）是融合計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫與一體，用來存儲(chǔ)和處理空間信息的高新技術(shù)。它把地理位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來，根據(jù)用戶的需要將空間信息及其屬性信息準(zhǔn)確真實(shí)、圖文并茂地輸出給用戶，滿足城市建設(shè)、企業(yè)管理、居民生活對(duì)空間信息的要求。借助其獨(dú)有的空間分析功能和可視化表達(dá)功能，可進(jìn)行各種輔助決策。

1 地理信息系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域

GIS是采集、存貯、分析、再現(xiàn)空間信息的信息系統(tǒng)，它不僅利用屬性數(shù)據(jù)，更重要的是空間數(shù)據(jù)。它具有以下特征：（1）具有采集、管理、分析和輸出多種地學(xué)空間信息的能力，具有空間性和動(dòng)態(tài)性；（2）以地學(xué)研究和地學(xué)決策為目的，以地學(xué)模型方法為手段，具有區(qū)域空間分析、多要素綜合和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)能力，產(chǎn)生高層次高質(zhì)量的地學(xué)派生信息；（3）由計(jì)算機(jī)支持進(jìn)行空間數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地學(xué)分析方法或模型，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，快速、準(zhǔn)確地提供科學(xué)決策依據(jù)。其成功的應(yīng)用在很多國(guó)家的很多領(lǐng)域里，極大地提高了應(yīng)用領(lǐng)域的工作水平，顯示了其處理復(fù)雜問題的強(qiáng)大的信息處理和輔助決策能力。

2 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

2.1GIS在礦山地質(zhì)中的應(yīng)用

一個(gè)開采的礦山包括巖層、斷裂、礦床等各種地質(zhì)體，同時(shí)還包括斜井、豎井、平硐、水平巷道、采空區(qū)、通風(fēng)大巷、運(yùn)輸大巷、礦車鐵道、電力及通訊線路、排水道、安全與休息工作區(qū)、勘探線等許多礦山勘探與開采的人工設(shè)施。對(duì)于井下動(dòng)態(tài)開采、地面開采沉陷治理、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和礦山的可持續(xù)發(fā)展等，在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，需要一個(gè)可視化技術(shù)將各種勘探手段得來的信息融和在一起，以直觀的三維圖形動(dòng)態(tài)地表現(xiàn)出來，為處理這些海量的、復(fù)雜的、尤其是深部的地質(zhì)信息提供一種方便的分析工具。面向GIS的三維空間數(shù)據(jù)模型反映了現(xiàn)實(shí)世界中空間實(shí)體及實(shí)體間的相互聯(lián)系，是描述空間數(shù)據(jù)組織的概念集合，包括對(duì)大量空間實(shí)體和空間關(guān)系的歸納。將它運(yùn)用于礦山，就能將礦山上所有與采礦有關(guān)的地質(zhì)體、人工設(shè)施以其固有的狀態(tài)展現(xiàn)在人們面前，為礦山管理人員、技術(shù)人員提供有效的管理工具，并為礦山的持續(xù)發(fā)展提供了可能。但就目前狀況而言，三維GIS在礦山上的應(yīng)用還未成熟，這需要GIS工作者與地質(zhì)工作者的共同努力，建立完善的基于礦山的真三維GIS，使其真正服務(wù)于礦山管理和礦山的可持續(xù)發(fā)展。

2.2GIS在礦產(chǎn)資源規(guī)劃與管理中的應(yīng)用

據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，我國(guó)現(xiàn)在大約有l(wèi)/2的礦產(chǎn)資源緊張，21世紀(jì)中期可能全面緊張。因此，開發(fā)礦業(yè)任重道遠(yuǎn)，必須大力發(fā)展地礦事業(yè)，加強(qiáng)合理開發(fā)礦產(chǎn)資源力度；同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源進(jìn)行綜合利用，合理地規(guī)劃與管理。GIS作為一種應(yīng)用技術(shù)在礦產(chǎn)資源規(guī)劃與管理方面，能用數(shù)字化手段統(tǒng)一管理自然資源，最大限度地利用信息資源。隨時(shí)可以得到礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀的最新資料，隨時(shí)為國(guó)土資源部門提供礦產(chǎn)資源利用的狀況信息，真正體現(xiàn)礦產(chǎn)信息的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)管理，體現(xiàn)資料信息的現(xiàn)勢(shì)性。目前，遼寧省開創(chuàng)了該項(xiàng)技術(shù)的先河，建立了“遼寧礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理信息系統(tǒng)”，有效地改善了礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理效率，促進(jìn)了科學(xué)決策和快速反應(yīng)能力，為礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理部門提供了一種全新的宏觀管理和決策支持的手段和依據(jù)；宏觀上調(diào)控了資源開發(fā)總量，優(yōu)化了資源利用結(jié)構(gòu)和布局；最大化的保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

3 地理信息系統(tǒng)發(fā)展

3.1高分辨率遙感與GIS的結(jié)合

現(xiàn)在，高分辨率的遙感影像已逐漸應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域中，其最高精度可以達(dá)到lm左右。高分辨率遙感影像，意味著人們?cè)跀?shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)更新上的一場(chǎng)革命。以GIS為核心的高分辨率遙感影像與GIS、GPS（全球定位系統(tǒng)）的集成，使得人們能夠?qū)崟r(shí)地采集數(shù)據(jù)、處理信息、更新數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)。GIS已發(fā)展成為具有多媒體網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及數(shù)據(jù)可視化的強(qiáng)大空間數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)系統(tǒng)。高分辨率遙感影像是實(shí)時(shí)獲取、動(dòng)態(tài)處理空間信息對(duì)地觀測(cè)、分析的先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)，是為GIS提供準(zhǔn)確可靠的信息源和實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)的重要保證。GPS主要是為遙感實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)定位提供空間坐標(biāo)，以建立事實(shí)數(shù)據(jù)庫。

3.2GIS協(xié)助海量數(shù)據(jù)管理

GIS技術(shù)的瓶頸之一就是如何解決海量空間數(shù)據(jù)管理問題，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)城市級(jí)的GIS系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)量極其巨大，一般可達(dá)到GB的數(shù)據(jù)量級(jí)。傳統(tǒng)的基于文件的管理方式顯然不能處理這些問題，而利用面向?qū)ο蟮拇笮蛿?shù)據(jù)庫技術(shù)則能夠有效地解決這一問題。在面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫中，海量地圖數(shù)據(jù)的使用變得更加簡(jiǎn)單：只需建立單一圖層，不必再進(jìn)行分幅處理。如果用戶原來的數(shù)據(jù)源是分幅的，可將其全部存儲(chǔ)到一個(gè)圖層中，數(shù)據(jù)庫將自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行拼接和索引處理，即可形成一個(gè)完整的圖層。在應(yīng)用時(shí)，客戶端只需極少量的編程，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫里數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。數(shù)據(jù)庫會(huì)根據(jù)當(dāng)前地圖客戶端的顯示視野，自動(dòng)將此范圍內(nèi)的圖形檢索出來，并送到客戶端顯示。因此，即使服務(wù)器端的數(shù)據(jù)是GB級(jí)的，在客戶端的數(shù)據(jù)量卻僅是幾十到上百KB，大大減輕了客戶端系統(tǒng)的配置需求，并減輕了網(wǎng)絡(luò)流量。

4 結(jié)論

GIS技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查工作中的應(yīng)用就是信息的調(diào)查獲取以及整合，在今后的應(yīng)用中要注意新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合，相信隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，GIS技術(shù)在我國(guó)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用將會(huì)更加的廣泛和可靠。

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