地理信息系統(tǒng)及其在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用探討

張 程

（福建省地質(zhì)測繪院，福建 福州 350000）

地理信息系統(tǒng)又稱為地學(xué)信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS），是基于計算機技術(shù)發(fā)展起來的對整個或者部分地表空間中國有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的系統(tǒng)平臺，是一門綜合性學(xué)科，有機的將計算機科學(xué)、地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感學(xué)和地質(zhì)學(xué)結(jié)合在一起，逐步推動了地質(zhì)學(xué)的信息化發(fā)展和自動化發(fā)展[1]。隨著GIS技術(shù)的快速發(fā)展，逐漸與數(shù)據(jù)庫操作集成在一起，實現(xiàn)了地質(zhì)學(xué)資料的綜合研究目的，同時提高了地質(zhì)礦產(chǎn)資料的綜合利用程度。

1 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

1.1 地理信息系統(tǒng)在資料匯總中的綜合應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的集資料采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述于一體的系統(tǒng)平臺，即該系統(tǒng)具有強大的存儲和分析功能，因此，在礦產(chǎn)勘查資料收集中具有良好的應(yīng)用前景。地理信息系統(tǒng)在資料收集中的綜合應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾個方面：①工作前的準(zhǔn)備工作，如礦區(qū)地球物理資料、地球化學(xué)資料、遙感資料、區(qū)域資料和礦區(qū)資料等的收集，為進(jìn)一步展開資料綜合分析奠定了基礎(chǔ)；②在工作方案編制過程中的應(yīng)用，根據(jù)早期已收集的資料，進(jìn)行綜合整理，提取有用信息，如化探異常、遙感異常、物探異常等信息，與已經(jīng)礦床（點）、礦體和礦化帶等信息疊加，生成各類工作底圖，如找礦靶區(qū)圖等；③在礦產(chǎn)勘查過程中的應(yīng)用，在礦產(chǎn)資源過程中可形成大量的基礎(chǔ)性資料，如地質(zhì)點信息、構(gòu)造信息、礦產(chǎn)信息、探礦工程信息（鉆探、探槽等），GIS是各類資料綜合整理和存儲的平臺；④在成果資料和原始資料匯交中的應(yīng)用，在礦產(chǎn)勘查工作完成之后，需要對早期收集的資料以及工作過程中產(chǎn)生的資料進(jìn)行匯總編制，生成各類附圖、附表等，如地形地質(zhì)圖、地質(zhì)礦產(chǎn)圖、鉆孔柱狀圖、探槽平面圖，資源量估算圖以及資源量計算表、采樣信息統(tǒng)計表等信息，均是以GIS為平臺進(jìn)行顯示的。

圖1 福建某鉛鋅礦床地化剖面模型圖

1.2 地理信息系統(tǒng)在多元方法綜合分析中的應(yīng)用

地質(zhì)找礦過程并不是單一的技術(shù)方法與工作手段，二是多元方法的綜合研究分析過程。因此，礦產(chǎn)勘查工作涉及的方法類型是多樣化的，所分析的數(shù)據(jù)是復(fù)雜的，導(dǎo)致傳統(tǒng)的找礦勘查方法對各類資料的綜合利用受到明顯的限制[2]。將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用至礦產(chǎn)勘查工作中，有效的實現(xiàn)了“無紙化”辦公的缺陷，即實現(xiàn)了不同圖層信息的任意疊加目的，顯著的提升了物化遙信息的綜合應(yīng)用率，如可通過圖層疊加將化探異常與礦化信息疊加，也可將化探異常、物探異常和遙感異常（鐵染異常和羥基異常）等相互疊加，為進(jìn)一步圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)或者分析成礦規(guī)律等提供基礎(chǔ)性圖件；同時，可根據(jù)不同找礦信息圖層的疊加，建立相應(yīng)的找礦模型等（圖1）。

1.3 地理信息系統(tǒng)在探礦工程綜合分析中的應(yīng)用

地質(zhì)找礦過程是多方法的綜合研究過程，在地表地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合地球化學(xué)異常、地球物理異常和遙感異常等信息圈定有利找礦靶區(qū)，此時需要進(jìn)一步展開找礦驗證工程。此時，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用至關(guān)重要，主要體現(xiàn)在各類圖件中探槽、鉆孔的位置以及見礦信息應(yīng)用，探槽、鉆孔、硐探工程等方面。應(yīng)用3Dmine對探礦工程進(jìn)行地理信息三維建模，如今在一些礦山已經(jīng)起到實際效果（圖2）。因此，地理信息系統(tǒng)在探礦工程綜合分析中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①在探槽工作編錄中的應(yīng)用，如探槽心態(tài)、長寬以及揭露的各類地質(zhì)信息等，主要涉及樣品采集位置、地質(zhì)界線位置、構(gòu)造界線位置以及礦化帶位置等信息，是圈定地表礦體和估算資源儲量的基礎(chǔ)依據(jù)；將上述信息存儲至地理信息系統(tǒng)中相應(yīng)的欄目中，能夠?qū)崿F(xiàn)后期綜合分析的隨時提?。虎谠阢@探工程編錄中的應(yīng)用，主要內(nèi)容包括采集鉆孔方位角、天頂角和孔深等信息，采集鉆孔揭露的各類地質(zhì)界線以及在深部的位置，采集樣品信息，通過綜合編錄為圈定深部礦體和估算資源儲量提供基礎(chǔ)性圖件；同時，也是分析成礦過程以及礦床成因、找礦標(biāo)志等的主要途徑；③在探礦工程布設(shè)中的應(yīng)用，將已完成的探槽工程和鉆孔工程投影至相應(yīng)的礦區(qū)地質(zhì)圖中，并賦予不同顏色和子圖號用以區(qū)分見礦工程和未見礦工程，再根據(jù)見礦工程和未見礦工程分布規(guī)律指導(dǎo)下一批探礦工程的布設(shè)位置和方向，能夠有效的提高探礦工程的見礦率。

圖2 德化縣某金礦采空區(qū)、巷道三維模型

1.4 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫建設(shè)是地質(zhì)礦產(chǎn)勘查成果的體現(xiàn)形式之一，數(shù)據(jù)庫建設(shè)具有以下幾點優(yōu)勢：①實現(xiàn)了各類地質(zhì)信息的綜合應(yīng)用，通過不同的屬性結(jié)構(gòu)和圖層表達(dá)，提高了地質(zhì)信息的綜合利用率；②能夠隨時查詢各類基礎(chǔ)信息，如地質(zhì)點描述、坐標(biāo)信息等內(nèi)容，便于資料的綜合分析和整合；③提高了資料的再利用率，方便了不同地質(zhì)勘查隊伍對前期資料的使用率，簡化了資料綜合利用程序和流程，提高了資料使用效率。

地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：①屬性的掛接應(yīng)用，主要指的是不同圖層屬性的掛接問題，如地質(zhì)點應(yīng)包括點位坐標(biāo)、點性、露頭情況、描述內(nèi)容、樣品及編號、照片及編號等信息，是資料綜合分析和再查詢的基礎(chǔ)[3]；②各圖層的分類建設(shè)，按照圖層類容等將其分歸至不同的圖層中，如地質(zhì)界線、巖漿巖、礦產(chǎn)、物探、化探圖層等中，便于不同圖層的疊加分析；③在成礦規(guī)律等綜合型研究中的應(yīng)用，即通過不同圖層在地理信息軟件平臺中的疊加處理等，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)等，進(jìn)而建立找礦模型等，為區(qū)域找礦奠定基礎(chǔ)。通過對這些數(shù)據(jù)庫的信息整合，指導(dǎo)找礦方向，并對礦產(chǎn)開發(fā)有現(xiàn)實意義（圖3）。

圖3 龍巖某鐵礦鉆孔數(shù)據(jù)庫等信息應(yīng)用實例

2 結(jié)束語

綜上所述，地理信息系統(tǒng)是一項以計算機為平臺發(fā)展起來的現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理平臺，涉及地表各個地質(zhì)信息的綜合處理各方面，該系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)采集、存儲、運算和管理能力，在礦產(chǎn)資源勘查中應(yīng)用極為廣泛，尤其是在資料的綜合應(yīng)用方面更具優(yōu)勢。此外，以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)開發(fā)的各種數(shù)據(jù)庫建設(shè)是地質(zhì)信息再利用的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)資料綜合分析的前提。因此，地理信息系統(tǒng)促進(jìn)了地質(zhì)找礦勘查工作的快速發(fā)展，促進(jìn)了地質(zhì)找礦工作向自動化和智能化的發(fā)展。