基于GlS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析

韋柳春，劉 波

（四川省冶金地質(zhì)勘查局水文工程大隊，四川 成都 610000）

我國是礦產(chǎn)資源消耗大國，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量的礦產(chǎn)資源，在礦產(chǎn)資源開采之前，必須要對該礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查，通過勘查來確定開采方案，避免錯誤的開采決策造成經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)，同時也保證了開采工作人員的生命安全。基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)作為一種先進(jìn)的地理空間勘查技術(shù)，不但可以確保礦產(chǎn)資源的勘查質(zhì)量，還能對礦產(chǎn)資源的質(zhì)量進(jìn)行有效的評估，提高開采的經(jīng)濟(jì)效益。

1 基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查工作機(jī)理

GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查工作機(jī)理是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集，通過計算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)，將所有采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、管理、編輯，使得采集的數(shù)據(jù)以空間形式展現(xiàn)出來。在礦產(chǎn)資源勘查過程中，基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查技`術(shù)將礦產(chǎn)資源中的金屬部分與非金屬部分以不同的數(shù)據(jù)類型表現(xiàn)出來，用等高線來表示礦產(chǎn)資源的實際地理位置，形成礦產(chǎn)資源開采圖例，同時借助計算機(jī)技術(shù)將礦產(chǎn)資源的實際情況以三維形態(tài)完整地表現(xiàn)出來。通過呈現(xiàn)的三維形態(tài)圖，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行質(zhì)量評估，為開采方案研究和決策服務(wù)提供空間和動態(tài)的參考依據(jù)。

2 基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析工作流程

基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析工作流程，首先是應(yīng)用遙感和GPS對礦產(chǎn)資源進(jìn)行測量，然后將GPS測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，接下來對數(shù)據(jù)有效管理繪制礦產(chǎn)資源三維形態(tài)圖，最后根據(jù)三維形態(tài)圖，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行可視化處理，完成評估分析。

（1）礦產(chǎn)資源空間信息的獲取。基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)通過應(yīng)用遙感和GPS對礦產(chǎn)資源進(jìn)行全方位測量，獲取礦產(chǎn)資源三維空間中的全部數(shù)據(jù)。

應(yīng)用GPS對礦產(chǎn)資源進(jìn)行測量時，首先記錄衛(wèi)星信號傳播到被測量礦產(chǎn)資源所經(jīng)歷的時間，然后將記錄的時間與光速相乘，完成礦產(chǎn)資源位置標(biāo)記，同時成功獲取礦產(chǎn)資源的三維數(shù)據(jù)。由于礦產(chǎn)資源實地測量記錄的時間與GPS衛(wèi)星的時間可能存在偏差，因此引入Δt作為二者的時間差，在Δt的基礎(chǔ)上建立x、y、z周三維大地直角坐標(biāo)系，然后應(yīng)用方程組計算出Δt的具體數(shù)值。想要確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要2臺以上接收機(jī)，4個衛(wèi)星信號設(shè)備，依托差分定位機(jī)理來完成礦產(chǎn)資源測量，其工作機(jī)理示意圖如圖1所示。

圖1 GPS測量技術(shù)工作機(jī)理示意圖

（2）繪制礦產(chǎn)資源三維形態(tài)圖。經(jīng)過空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)庫處理的礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)是精確可靠的，所有處理后的地圖數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行精細(xì)化建模，結(jié)合CAD計算機(jī)輔助制圖系統(tǒng)繪制礦產(chǎn)資源三維立體圖。

繪制的礦產(chǎn)資源三維立體圖以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)，從礦產(chǎn)資源整體到局部，層層建立三維立體圖。

三維立體圖繪制計算過程如下：

式中，yc為礦產(chǎn)資源整體到局部的高度，yt為礦產(chǎn)資源到基準(zhǔn)站的距離，Td為衛(wèi)星信號從礦產(chǎn)資源到移動站所用的時間，R為基準(zhǔn)站與移動站之間的距離。通過計算礦產(chǎn)資源整體到局部各項數(shù)據(jù)，完成礦產(chǎn)資源三維形態(tài)圖的繪制。

（3）可視化評估分析?？梢暬u估分析是將礦產(chǎn)資源三維形態(tài)圖中的每一個數(shù)據(jù)項，用單個圖元元素表示，將其構(gòu)成數(shù)據(jù)圖像，同時賦予不同屬性值，通過從不同的維度觀察數(shù)據(jù)，從而對礦產(chǎn)資源進(jìn)行質(zhì)量和收益評估。對礦產(chǎn)資源進(jìn)行收益評估，計算公式如下：

公式中，Wp為礦業(yè)權(quán)評估價值；CI為年現(xiàn)金入流量；CO為年現(xiàn)金出流量；r為折現(xiàn)率；i為年序號，通過計算完成礦產(chǎn)資源收益評估。

通過對礦產(chǎn)資源地質(zhì)的質(zhì)量評估能使在對礦山開采的過程中，有效減少開采效率低下以及礦廠產(chǎn)能嚴(yán)重下降等問題的發(fā)生。

3 實例分析

為了對本文提出的基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析有效性進(jìn)行校驗，進(jìn)行實例分析。選取遼寧省阜新市某礦山，對其進(jìn)行基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析，以原有的礦產(chǎn)資源評估資料為對照標(biāo)準(zhǔn)，對本文提出的技術(shù)進(jìn)行有效性驗證。將實驗結(jié)果繪制成準(zhǔn)確性對比圖，如圖2所示。

圖2 基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析結(jié)果與原有資料的偏差

由圖2可知，基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析結(jié)果與原有資料幾乎無偏差，具有較高的有效性，可應(yīng)用在礦產(chǎn)資源實際勘查評估中。

4 結(jié)語

本文提出了基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析，通過了解基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查工作機(jī)理，依托其工作流程的分析，完成了本文的研究。實例分析證明，在礦產(chǎn)資源開采前應(yīng)用基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源勘查評估分析技術(shù)，能夠使得礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展。