空間地質(zhì)測繪的GIS信息分類技術研究

王克明

（青海省有色第二地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810000）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)越來越受國家重視，工業(yè)資源需求量不斷增加，而礦資源作為工業(yè)最重要的資源之一，占據(jù)著不可忽視的重要地位，對礦山地質(zhì)的勘探，對礦資源的開采，已經(jīng)成為工業(yè)首要工作。但是礦山資源較為復雜，在開采礦山時，必須考慮地質(zhì)構造、礦石結構、巖石性質(zhì)等因素，工作內(nèi)容相對繁雜[1]。面對這些情況，礦山地質(zhì)測量必須高度精準，進行全面的空間地質(zhì)測繪。近年來，GIS技術大規(guī)模應用于地質(zhì)測繪。GIS技術是多種學科交叉的產(chǎn)物，以地理空間為基礎，采用地理模型分析方法，實時提供多種空間和動態(tài)的地理信息的空間信息分析技術[2]。但是傳統(tǒng)的GIS技術進行空間地質(zhì)測繪時，不能完整的記錄下空間地質(zhì)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)信息進行分類和存儲，為此研究空間地質(zhì)測繪的GIS信息分類技術，從而可以完整記錄勘探出的礦山地質(zhì)情況，進行礦山開采工作，確保礦山開采作業(yè)的安全，避免對礦山環(huán)境造成大規(guī)模破壞。

1 研究空間地質(zhì)測繪的GIS信息分類技術

1.1 建立空間可視化模型

建立GIS信息分類技術模型，應用于礦山地質(zhì)測量中，實現(xiàn)空間可視化?？梢詫⒌V山看成一個方格網(wǎng)，方格網(wǎng)大小為40m*40m。方格網(wǎng)的布設，采用坐標軸法，縱向主軸線應設在網(wǎng)格中心線上，橫向主軸線應垂直于網(wǎng)格中心線，礦山中的數(shù)據(jù)看成坐標系中的矢量，其主要參數(shù)如表1所示，每一個矢量都代表礦山的空間實體的屬性、幾何位置和相互關系，從而構成礦山可視化模型。設礦山幾何位置點的矢量為P ，則位置坐標為P = (x1， y1)；標量為Q ，則位置坐標為Q = (x2， y2)。那么礦山的幾合位置可以用矢量叉積定義為(0 ,0)、P1、P2和P1+ P2，則有：

通過（1）式，可以計算出礦山幾何位置距離。將(1)式中的P1、P2設置為礦山幾何位置點Q的線段，則有：

通過（2）式，可以確定點的位置，方格點位實地放樣后，測出該點的高程值，并進行角度與距離的復測，檢驗其精度是否滿足模型建立要求，從而建立礦山可視化模型。礦山可視化模型能清晰觀察礦山的外形輪廓，對礦山特有特點可視化，從而掌握礦山的屬性特征，設置出更加健全的方案[3]。

表1 方格網(wǎng)模型參數(shù)

1.2 數(shù)據(jù)信息收集處理

通過GIS可視化模型，對被測物進行真實的模擬，有效的體現(xiàn)出礦山的空間地質(zhì)信息，從而對礦山空間地質(zhì)進行分析，按照模擬的情況來觀測物體的不同情況，實現(xiàn)對于物體的等比例縮放，將抽象的礦山土地利用資料、礦山地質(zhì)地形圖以及與礦山有關的相關建筑資料等多方面的信息收集，對實時采集到開采過程中出現(xiàn)的地理信息變化，進行整合與記錄，便于管理人員進行相關信息的查看[4]。

1.3 GIS數(shù)據(jù)庫

處理好的信息會儲存到GIS數(shù)據(jù)庫中，具有對各個信息對應的空間位置進行儲存功能，在存儲信息數(shù)據(jù)之后，會對礦山信息進行詳細的描述、研究和評估，并對這些信息按照不同的空間位置來進行劃分，落實存儲工作，得到更加完整、健全的礦山空間地質(zhì)信息圖[5]。從而給測量工作人員提供可靠保障，順利地開展空間分析工作。

1.4 空間信息轉(zhuǎn)化

GIS存儲到數(shù)據(jù)庫的礦山空間地質(zhì)信息可分為基本地質(zhì)信息（G）、水文基本信息（H）、資源和儲量基本信息（R）、圖幅基本信息（P），從而形成礦山空間地質(zhì)測繪信息分類編碼，形態(tài)表示碼用數(shù)字1、2、3表示，其中1為點狀，2為線狀，3為面狀，如表2所示。使用礦山空間地質(zhì)測繪信息分類編碼測繪礦山空間地質(zhì)時，需要先對地形圖、背景地質(zhì)圖進行過濾，并選出小同的線型將剖面線、場區(qū)邊界描述出來，最后在圖中填充礦山空間地質(zhì)測繪信息分類編碼，從而完成礦山空間地質(zhì)測繪。

表2 礦山空間地質(zhì)測繪信息分類編碼

1.5 空間可視化

將GIS測繪技術應用在礦山地質(zhì)測量中，能夠?qū)崿F(xiàn)空間可視化，首先將清晰的了解事物的外形輪廓，通過GIS測繪技術的數(shù)據(jù)庫，利用模型對空間實體進行分析，并進行比例縮放模型，從而構建相應的空間模型，這樣人們就能夠更加直觀的了解空間事物的形態(tài)。

另外，GIS測繪技術還能實現(xiàn)屬性特征的可視化，GIS測繪技術能將空間信息資源和地理信息完美結合，從而更加清晰的掌握被測物體的屬性特征。

2 實驗論證分析

為保證本文研究的GIS信息分類技術的有效性，設計如下對比實驗。采用相同區(qū)域的同一礦山空間地質(zhì)測繪作為實驗對象，分別使用兩種技術測繪礦山空間地質(zhì)，在控制變量單一的前提下，分別記錄礦山空間地質(zhì)測繪的完整度。為保證實驗的公平性，兩種技術測繪礦山空間地質(zhì)條件一致，參數(shù)一致。

礦山空間地質(zhì)測繪完整度對比，兩種技術同時對礦山空間地質(zhì)測繪完整度進行實驗，分別記錄隨著測繪時間的增加，測繪信息與實際情況的差異。為避免突發(fā)事件對實驗結果造成干擾，兩種技術測繪礦山空間地質(zhì)處理參數(shù)相同，在測繪過程中兩種方法互不干擾，具體結果如圖1所示。

圖1 礦山空間地質(zhì)測繪完整度對比圖

從圖1中可以看出，本文提出的空間地質(zhì)測繪GIS信息分類技術對礦山空間地質(zhì)測繪的完整度保持在80%～100%之間，有兩次實驗中測繪的完整度完全重合，完整度達到94%，更是在第三次實驗中，完整度高達98%，幾近于100%，最低完整度也達到了88%，完整度最大差為0.1，測繪結果相對穩(wěn)定；而傳統(tǒng)地質(zhì)測繪技術對礦山空間地質(zhì)測繪的完整度保持在70%～90%之間，最高完整度也不過85%，最低完整度卻達到了70%，完整度最大差為0.15。由此可見，本文提出的空間地質(zhì)測繪GIS信息分類技術比傳統(tǒng)地質(zhì)測繪技術對礦山空間地質(zhì)測繪的完整度完整度高而穩(wěn)定，可以全面測繪出礦山的空間地質(zhì)。

3 結語

綜上所述，隨著工業(yè)的發(fā)展，礦山勘查已經(jīng)成為工業(yè)行業(yè)首要工作，因此本文提出的空間地質(zhì)測繪的GIS信息分類技術研究這一課題具有十分重要的意義。研究空間地質(zhì)測繪的GIS信息分類技術可以實時采集礦山數(shù)據(jù)信息，勘探礦山完整的空間地質(zhì)情況，對空間地質(zhì)進行測繪，從而確保礦山開采作業(yè)的安全，避免對礦山環(huán)境造成大規(guī)模破壞。GIS測繪技術具有測量精度高、測量效果好、測量時間短等特點，將其應用在礦山地質(zhì)測量中，能有效地提高礦山地質(zhì)測量質(zhì)量，因此，在實際工作中，測量人員要合理的應用GIS測繪技術，從而為礦山地質(zhì)測量結果的準確性提供保障。但是本文對空間地質(zhì)測繪的GIS信息分類技術研究并不全面，還有很大的改進空間。因為礦資源是當前工業(yè)最為重要的資源之一，所以還需不斷深入研究空間地質(zhì)測繪技術，勘探礦山地質(zhì)環(huán)境，從而安全、科學地開采礦資源。