3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用探析

吳 鋒

（山東省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 泰安 271000）

經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展使國家對(duì)地質(zhì)資源的需求量不斷增加，在這種形勢(shì)下，相應(yīng)的地質(zhì)資源勘探技術(shù)也得到了創(chuàng)新。3S技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步為地質(zhì)資源勘探的系統(tǒng)化提供了堅(jiān)實(shí)的保障，表現(xiàn)在地質(zhì)勘探，模型分析，地圖繪制等多方面。

1 3S技術(shù)

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。地理信息系統(tǒng)的有效應(yīng)用基于計(jì)算機(jī)軟件和硬件，可以查詢，存儲(chǔ)和處理空間數(shù)據(jù)。全球定位系統(tǒng)必須通過無線定位系統(tǒng)作為空間導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)揮作用[1]。用于衛(wèi)星遙感技術(shù)的運(yùn)輸工具多種多樣，比較常見的是衛(wèi)星，飛機(jī)。在實(shí)際的探查中，不能直接接觸探查目標(biāo)。傳感器可以完全收集目標(biāo)電磁波信息。通過數(shù)值解析法，物理法等，明確目標(biāo)的具體分布，性質(zhì)的特征，動(dòng)態(tài)變化等。特別是，對(duì)于部分面積大的探測目標(biāo)，由于其周邊環(huán)境復(fù)雜，因此可以利用衛(wèi)星遙感技術(shù)準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)參數(shù)，并有效地識(shí)別目標(biāo)參數(shù)。

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[2]。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 3S技術(shù)發(fā)展

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。中國自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RS技術(shù)的應(yīng)用也處于當(dāng)今世界的先進(jìn)水平。

3 3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的意義

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)[3]。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。

4 3S技術(shù)在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用

（1）GIS技術(shù)。GIS是一種地理信息管理軟件系統(tǒng)，用于分類和科學(xué)地管理多個(gè)地理信息。該技術(shù)具有“可視化”功能，利用電腦畫面在現(xiàn)實(shí)地圖上顯示所有的信息，以視覺狀態(tài)顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，信息。GIS技術(shù)在地質(zhì)資源勘探中的應(yīng)用主要包括以下方面：第一，地質(zhì)資源管理信息系統(tǒng)。通過地質(zhì)資源規(guī)劃，管理的有效結(jié)合，推動(dòng)地質(zhì)資源勘探向全自動(dòng)方向發(fā)展。保證地質(zhì)資源信息的全面管理，從而提高數(shù)據(jù)處理效率和質(zhì)量，為下一步工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。第二，地質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)。這一環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，資源信息的分析，定量估計(jì)和評(píng)價(jià)等方面。

其中地質(zhì)資源基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫主要由地理數(shù)據(jù)庫，地球物理數(shù)據(jù)庫和遙感數(shù)據(jù)庫組成，有利于提取有效的資源信息。完成這些任務(wù)后，信息將集成并可供使用。綜合定量的主要目的是評(píng)價(jià)地質(zhì)資源的開發(fā)潛力。

（2）RS技術(shù)。RS技術(shù)是指，從高空接收地球表層物體發(fā)射的電磁波的信息，同時(shí)利用各種技術(shù)等進(jìn)行測量，識(shí)別地表的各種地質(zhì)和現(xiàn)象的技術(shù)。在不與物體直接接觸的前提下，利用光學(xué)設(shè)備接收地面物體的電磁波信號(hào)，記錄下來，經(jīng)過處理、分析，可為資源勘探，動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供有效參考。在巖石類型分析過程中，RS技術(shù)的應(yīng)用可以揭示巖石的光譜反射特性和相應(yīng)圖像的差異。巖石因條件不同而形成的形狀也不同，因此有必要利用RS技術(shù)有效地識(shí)別巖石類型。RS技術(shù)有助于職工正確獲得地表淺層物質(zhì)的特征，進(jìn)行合理分析，獲得較深的地質(zhì)狀況。遙感圖像通過有效地識(shí)別各個(gè)結(jié)構(gòu)分量來確保形態(tài)特征和分布規(guī)律分析的準(zhǔn)確性。以構(gòu)造簡介和領(lǐng)域構(gòu)造為基礎(chǔ)，尋求著眼于構(gòu)造的代表性的階層解釋。在礦區(qū)的環(huán)境監(jiān)測中也同樣涉及到了該技術(shù)的使用。遙感圖像信息一般具有較高的分辨率，作業(yè)人員可以根據(jù)遙感圖像中的對(duì)應(yīng)信息確定植被覆蓋位置。地質(zhì)資源分為地域的各種信息，例如地形，地質(zhì)災(zāi)害等。RS技術(shù)也被應(yīng)用于地質(zhì)勘探。利用該技術(shù)從大量數(shù)據(jù)信息中準(zhǔn)確提取所使用的數(shù)據(jù)，并根據(jù)腐蝕性礦物的不同數(shù)據(jù)變化確定信息強(qiáng)度。提取有關(guān)特定礦床分布的重要信息。在此過程中發(fā)現(xiàn)異常信息數(shù)據(jù)后，可采用建模標(biāo)記方式，利用三維遙感地質(zhì)勘探模型促進(jìn)后續(xù)地質(zhì)資源的開發(fā)。

（3）GPS技術(shù)。GPS系統(tǒng)主要由三部分組成：空間，地板控制和用戶設(shè)備。我國地質(zhì)資源勘探中常見的定位系統(tǒng)包括GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，主要由控制段，空間段，用戶段組成。與其他定位技術(shù)相比，衛(wèi)星定位系統(tǒng)不受天氣因素的影響，在數(shù)據(jù)獲取方面更準(zhǔn)確，更有時(shí)效。利用該技術(shù)，實(shí)時(shí)定位作業(yè)人員的具體位置，地質(zhì)資源的位置，結(jié)合其他技術(shù)手段使用，將地質(zhì)資源分布區(qū)域的相關(guān)信息轉(zhuǎn)發(fā)給指揮中心，方便作業(yè)人員制定防災(zāi)減災(zāi)措施。與以往的測量技術(shù)相比，GPS技術(shù)的測量結(jié)果目標(biāo)少，對(duì)數(shù)據(jù)處理方便。GPS技術(shù)的調(diào)查范圍很廣，最終得到的調(diào)查結(jié)果比較全面，減少了測量工作的一環(huán)，控制了成本和費(fèi)用。通過利用該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)從以往的靜態(tài)測量向動(dòng)態(tài)測量的轉(zhuǎn)換。根據(jù)精度，外界條件進(jìn)行分類的話，GPS技術(shù)被分類為掌上電腦測量技術(shù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)。在此過程中，工作人員注意到GPS信號(hào)無法到達(dá)井下，要求采取措施保證測量結(jié)果的正確性。

5 結(jié)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。