3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的實(shí)踐應(yīng)用

張德生 阮炳才 李功智

摘 要：伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前3S技術(shù)已廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，其中在地質(zhì)資源勘查工作中更是發(fā)揮了巨大作用，大幅度提高勘探的效率，推動(dòng)該行業(yè)的進(jìn)步。本文結(jié)合筆者多年的研究實(shí)踐，探討3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的實(shí)踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù);地質(zhì)資源勘查;實(shí)踐應(yīng)用

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，人們對(duì)地質(zhì)資源的需求量大增，相應(yīng)的地質(zhì)資源勘查技術(shù)也逐漸多樣化，先進(jìn)化，并在地質(zhì)資源勘查工作中發(fā)揮重要作用。3S技術(shù)是現(xiàn)代化地質(zhì)資源勘查技術(shù)的一種，持續(xù)為地質(zhì)資源勘查系統(tǒng)化提供了基礎(chǔ)與保障。

1.? 3 S技術(shù)簡(jiǎn)述

3S技術(shù)的基本構(gòu)成為地理信息系統(tǒng)（DIS），衛(wèi)星遙感技術(shù)（RS），全球定位系統(tǒng)（GPS），是三種技術(shù)的總稱。3S技術(shù)在空間信息采集，動(dòng)態(tài)分析等方面各有特點(diǎn)，互補(bǔ)性強(qiáng)，開始使3S技術(shù)向集成化方向發(fā)展。該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用在一定程度上反映了空間信息技術(shù)和環(huán)境科學(xué)的基本方向，體現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)，資源開發(fā)和利用，環(huán)境污染防治等方面。其中，GPS技術(shù)的主要應(yīng)用方向是實(shí)時(shí)定位物體空間，確定不同物體覆蓋地表邊界的情況[1]。RS技術(shù)通常用于迅速切斷捕捉對(duì)象本身及其對(duì)應(yīng)的環(huán)境信息，監(jiān)視地表發(fā)生的多種變化，及時(shí)更新GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

2.? 3 S技術(shù)的發(fā)展及其在地質(zhì)資源勘查中應(yīng)用的意義

2.1 3S技術(shù)的發(fā)展分析

隨著科技的發(fā)展，DIS、RS和GPS技術(shù)在應(yīng)用中緊密結(jié)合，形成了“3S”，整體存在的應(yīng)用方式的前景更加廣闊。以RS、GIS、GPS技術(shù)為基礎(chǔ)連接相關(guān)部分，通過構(gòu)筑綜合性的技術(shù)體系，可以迅速且正確地收集、整理、更新空間信息和環(huán)境信息。我國(guó)自20世紀(jì)80年代以來，將信息資源開發(fā)作為現(xiàn)代化建設(shè)的一部分，國(guó)家有關(guān)部門也通過大力支持和推動(dòng)，為信息技術(shù)的發(fā)展提供了更多幫助，并將3S技術(shù)作為九五科技計(jì)劃重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)項(xiàng)目。我國(guó)信息高速公路建設(shè)規(guī)劃正式啟動(dòng)后，3S技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步加快，現(xiàn)階段已廣泛應(yīng)用于民間和商業(yè)領(lǐng)域，尤其是GPS技術(shù)，我國(guó)RS技術(shù)的應(yīng)用也處于當(dāng)今世界的先進(jìn)水平[2]。

2.2 3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用意義

經(jīng)過GIS、RS、GPS技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，正在形成互補(bǔ)的統(tǒng)一體。實(shí)際使用起來，3種技術(shù)相互獨(dú)立，但有數(shù)千種聯(lián)系。RS技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)數(shù)據(jù)樣本的完全提取，GIS技術(shù)對(duì)提取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面分析。進(jìn)行核對(duì)、整合、處理分析后，進(jìn)行信息篩選。GPS技術(shù)保證了目標(biāo)的正確定位，明確了地質(zhì)資源的位置和分布情況。三項(xiàng)技術(shù)的科學(xué)融合為地質(zhì)資源勘探提供了可靠的依據(jù)。3S技術(shù)的應(yīng)用可切實(shí)提高地質(zhì)資源勘探的質(zhì)量和效率，方便地質(zhì)資源的開發(fā)利用，防止不適當(dāng)開采等地質(zhì)資源浪費(fèi)。特別是近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的顯著進(jìn)步，GIS、RS、GPS技術(shù)正在不斷地被革新。研發(fā)人員制定了明確的技術(shù)操作流程，從而提高了整體3S技術(shù)的利用率和實(shí)用性，開展了科學(xué)合理的地質(zhì)資源勘探。

3.? S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1? GIS技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用

首先是地質(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。其次是地質(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)資源的開發(fā)潛力。最后是資源預(yù)測(cè)。資源預(yù)測(cè)指的是通過對(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[3]。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。

3.2 RS技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用

首先是巖石識(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。其次是地質(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[4]。還要注意，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。再者是礦化蝕變與地質(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，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。

3.3 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。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題。

結(jié)束語

綜上所述，在地質(zhì)資源勘探中應(yīng)用3S技術(shù)，不僅可以保證勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可以大大減少作業(yè)人員的負(fù)擔(dān)，提高地質(zhì)資源勘探的質(zhì)量。有關(guān)人員對(duì)3S技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新，提高地質(zhì)資源勘探的質(zhì)量。

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