GIS 技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

趙 耘

（中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，山東 濟南 250101）

GIS 數(shù)字技術(shù)也叫地理信息系統(tǒng)，它是通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的積累，專業(yè)技術(shù)人員辛勤努力下所貢獻出來的一種科學(xué)的技術(shù)手段。它為地質(zhì)工程測繪提供了強有力的支撐。在我們的傳統(tǒng)地質(zhì)測量中，由于其本身的缺陷問題，礦山地質(zhì)測量中出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象是普遍存在，導(dǎo)致工作效率低下。但GIS 數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，在礦山的測量工作中不但能夠提供真實有效的專業(yè)數(shù)據(jù)，還能確保測量結(jié)果準(zhǔn)確有效。

除此之外，在實際作業(yè)中它還能彌補傳統(tǒng)測量的不足，通過科學(xué)有效的技術(shù)手段，來提高開采的工作效率的同時，為地質(zhì)開采提供相應(yīng)的安全保障，提高開采質(zhì)量。因此，在礦山地質(zhì)測量中對GIS 技術(shù)的應(yīng)用與討論是非常有必要的[1]。

1 GIS技術(shù)概述及特點

1.1 GIS 技術(shù)的概述

所謂的GIS 技術(shù)，簡單的來說就是利用各種數(shù)據(jù)信息為核心而形成的信息系統(tǒng)，這種技術(shù)能夠?qū)⒌乩硇畔⒓夹g(shù)作為基礎(chǔ)，并且在此基礎(chǔ)之上形成了較為科學(xué)的地理信息系統(tǒng)，在一定程度上能夠?qū)Ω鞣矫娴臏y量工作的工作效率和技術(shù)水平進行大幅度的提高。

為了能夠讓施工團隊獲取到更加科學(xué)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在工程項目測量工作的實施過程當(dāng)中可以對GIS 數(shù)字測繪技術(shù)進行充分的應(yīng)用，這樣不僅能夠為施工團隊的正常施工提供科學(xué)的參考依據(jù)，而且還能夠?qū)⒐こ添椖空w的安全質(zhì)量水平進行提高。

另外，GIS 技術(shù)還能夠?qū)⑾嚓P(guān)的數(shù)據(jù)信息與地理圖形信息之間進行有效的轉(zhuǎn)換，所以該技術(shù)在測量領(lǐng)域或者是工程建設(shè)領(lǐng)域都能夠發(fā)揮出巨大的作用。

1.2 GIS 技術(shù)的優(yōu)勢

當(dāng)前我國礦產(chǎn)勘查工作的日益推進，過去的勘查手段與方法已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展需求，以往的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，都是憑借經(jīng)驗，判斷分析區(qū)域地質(zhì)資料以及物化探資料和遙感資料等，前期開展野外調(diào)查工作，了解和掌握研究區(qū)的實際地形地貌數(shù)據(jù)，并科學(xué)的選取相關(guān)樣品，在前期整理和試驗分析結(jié)合下，借助圖紙對預(yù)測靶區(qū)進行確定，這些傳統(tǒng)的勘查方法，存在很大的落后性，很多時候只是處理信息數(shù)據(jù)，不重視處理圖形信息，無法可視化操作研究區(qū)的空間結(jié)構(gòu)以及區(qū)域，地層等相關(guān)信息，造成分析與評價結(jié)果存在不精確的問題。近年來，伴隨GIS 技術(shù)的高速發(fā)展，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程當(dāng)中得到了普遍應(yīng)用，使礦產(chǎn)勘查方法得到了進一步豐富，而且工作優(yōu)勢非常明顯，主要體現(xiàn)在。

（1）GIS 技術(shù)涉及很多學(xué)科，是一種非常先進的技術(shù)手段，不僅涉及地理學(xué)、地圖學(xué)以及信息科學(xué)等相關(guān)知識內(nèi)容，同時，該項技術(shù)當(dāng)中還有效融合了計算機與測量學(xué)等知識內(nèi)容[2]。

（2）其功能非常的強大，可以快速的展開數(shù)據(jù)收集分析與處理，并具有顯示功能，而且還能進行空間數(shù)學(xué)處理與編輯，輸出與應(yīng)用。

（3）利用GIS 技術(shù)能夠?qū)臻g問題進行有效解決，系統(tǒng)完整地開展礦產(chǎn)資源勘查工作，并能有效降低傳統(tǒng)測量工作當(dāng)中繁瑣的程序，可以高效地開展地質(zhì)礦產(chǎn)測量，大大提高了測量精準(zhǔn)度。所以在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作實際GIS 技術(shù)有著非常大的技術(shù)優(yōu)勢，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作帶來了極大的便利性，更保證了工作質(zhì)量。

2 GIS技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

①工作數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度不足，影響了GIS 技術(shù)的全面應(yīng)用。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法在不同系統(tǒng)內(nèi)通用，這就會造成不同數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的工作單位重復(fù)對同一地區(qū)地質(zhì)水文情況進行勘查分析，大幅度降低了工作效率，影響了整體工作的開展。②當(dāng)前大多數(shù)水文地質(zhì)工作隊伍的數(shù)據(jù)分析體系都依托于自身工作體系并結(jié)合相關(guān)的GIS 技術(shù)，導(dǎo)致了在同平臺上不同功能下數(shù)據(jù)無法直接使用，使工作效率變低，不僅無法實現(xiàn)GIS 技術(shù)的效率優(yōu)勢，反而可能降低工作效率。③在數(shù)據(jù)共享方面，還有很大的進步空間。當(dāng)前大多數(shù)地質(zhì)水文單位在進行相關(guān)區(qū)域的勘查分析后，都沒有將相應(yīng)數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)平臺共享，這就導(dǎo)致了很多情況下已經(jīng)進行了相關(guān)研究的區(qū)域在其他工作隊伍開展相應(yīng)工作的過程中，其水文地質(zhì)情況仍然是空白的情況，這不僅讓工作效率變低，而且會大幅度浪費勘查分析過程中的人力物力資源。④平臺搭建的問題。在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)條件下，平臺架構(gòu)是決定數(shù)據(jù)共享以及信息通信的關(guān)鍵。在當(dāng)前水文地質(zhì)工作中，應(yīng)用GIS 技術(shù)構(gòu)建的平臺多數(shù)并不能很好地進行數(shù)據(jù)平行移動?；谏虡I(yè)化平臺提供組件而進行開發(fā)研究，以及直接應(yīng)用商業(yè)化平臺進行開發(fā)研究，是當(dāng)前主要的平臺形式，而這兩者雖然各有優(yōu)勢，但是缺陷也比較明顯。

3 GIS技術(shù)在礦山地質(zhì)測量中的有效應(yīng)用

3.1 對礦山地理信息系統(tǒng)進行科學(xué)的構(gòu)建

就從目前情況看來，礦山地理信息系統(tǒng)也被稱為MGIS 系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是在GIS 技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來的，能夠?qū)ΦV山地理信息、礦山建筑信息數(shù)據(jù)、井礦有關(guān)的地理信息等多方面信息進行有效的收集和處理，這二者之間有些一定的聯(lián)系。除此之外，在我國大多數(shù)礦山資源管理、經(jīng)營管理等工作當(dāng)中可以對礦山地理信息系統(tǒng)進行利用，這樣不僅能夠?qū)ぷ鳟?dāng)中出現(xiàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進行及時的分析和收集，而且還能夠提高工作效率，保證礦山資源開采過程當(dāng)中各項基礎(chǔ)工作可以正常進行。為了能夠讓礦山管理部門對礦山資源進行有效的開采工作，相關(guān)的開采單位要對礦山所處的地理環(huán)境進行充分的分析，根據(jù)實際情況對有關(guān)地質(zhì)信息系統(tǒng)和曲線圖像進行有效的構(gòu)建。各種礦山檢測設(shè)備的功能都能夠在礦山地理信息系統(tǒng)當(dāng)中找到，就好比光電測距經(jīng)緯儀、GPS 信息接收器等這些設(shè)備能夠在實際開采工作當(dāng)中充分發(fā)揮數(shù)據(jù)信息檢測功能，并且能夠?qū)z測的信息及時的傳輸?shù)降V山地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，之后在進行有效的管理工作[3]。

3.2 強大的空間分析技術(shù)

在水文地質(zhì)相關(guān)工作中，需要針對地下水分布情況以及其動態(tài)變化特征對地下水進行具體的數(shù)據(jù)分析，在這種情況下，傳統(tǒng)的平面研究以及當(dāng)前常用的三維模擬技術(shù)都很難完整表現(xiàn)相關(guān)區(qū)域地下水的時空間動態(tài)變化特點，也很難作出準(zhǔn)確的動態(tài)發(fā)展分析。為此，應(yīng)該針對這一問題加強對GIS 技術(shù)中四維數(shù)字模擬技術(shù)的研究，強化思維參數(shù)在數(shù)據(jù)模型構(gòu)建過程中的融入工作，加強對地下水分支分布以及動態(tài)發(fā)展情況的勘查分析工作，以便工作人員對相關(guān)區(qū)域的地下水資源情況有更加詳細(xì)的了解。單純依靠GIS 技術(shù)的現(xiàn)有功能要完整實現(xiàn)四維數(shù)據(jù)模型構(gòu)建也是比較困難的，還要充分分析其他輔助型技術(shù)在該工作中的補足作用，依托GIS 技術(shù)平臺，融入多種可用技術(shù)，充分實現(xiàn)思維模型的構(gòu)建分析[4]。

3.3 基于GIS 技術(shù)的地面沉降研究

近年來，很多的領(lǐng)域中開始嘗試融入GIS 技術(shù)實現(xiàn)更多的功能。尤其是在地面沉降的研究工作中，對于GIS 技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)深入。國內(nèi)外眾多學(xué)者在對“GIS 技術(shù)應(yīng)用到地面沉降的分析工作”進行研究時，經(jīng)常會處于不同的環(huán)境中，根據(jù)實際的環(huán)境情況來建立針對性的模型。在后來的實踐過程中，借助Mapinfo的二次開發(fā)工具Mapbasic 來實現(xiàn)地面沉降，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作。在實際的應(yīng)用過程中，Mapbasic 除了具有可視化處理的優(yōu)勢，還可以對數(shù)據(jù)進行即時查詢和處理。相信在未來科學(xué)不斷發(fā)展的大環(huán)境下，地面沉降分析將會朝著可視化方向發(fā)展，而GIS技術(shù)能夠為其可視化發(fā)展提供基礎(chǔ)的技術(shù)支撐，對于地面沉降研究領(lǐng)域有著重要的意義。

3.4 GIS 在工程地質(zhì)制圖中的應(yīng)用

結(jié)合實踐來看，為了獲取某一勘察場區(qū)關(guān)于巖土條件、地質(zhì)與環(huán)境特征等方面定量與定性結(jié)果的圖表或者是報告，通常需要我們借助于物探、勘探、試驗以及監(jiān)測等技術(shù)手段先獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，隨后在經(jīng)過分析、評價以及編制文件才能得到。而GIS技術(shù)在工程地質(zhì)制圖中地應(yīng)用時，它能夠可視化表達與編制原始數(shù)據(jù)或是應(yīng)用結(jié)果，譬如注記和頁面輸出以及圖面裝飾等關(guān)鍵問題、填充復(fù)雜地層、表達地質(zhì)符合和線型等等。其次，應(yīng)用GIS 桌面組件不但可以封裝頁面與制圖元素等對象，還能將諸如多邊形、直（折）線、標(biāo)注、橢圓、圖片以及復(fù)雜圖框等實體對象創(chuàng)建出來，可以把多個對象組合成復(fù)合對象以及完成多對象移動、復(fù)制、剪切、縮放等一系列操作以剪裁地圖任何區(qū)域。另外，它適配與多種不同類型的繪制儀或者是打印機，這樣一來可以讓我們根據(jù)設(shè)計紙面尺寸大小實現(xiàn)智能分頁打印。由此可見，GIS技術(shù)在工程地質(zhì)制圖中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)眾多便捷功能。此時若是我們要由多個角度反映勘察場區(qū)地質(zhì)狀況時，只需應(yīng)用該技術(shù)獲取到平面圖、剖面圖、柱狀圖、等值線圖四類圖件即可。

4 結(jié)語

GIS 數(shù)字技術(shù)系統(tǒng)不只是單純的數(shù)據(jù)收集與整理，它還能根據(jù)數(shù)據(jù)信息組建礦山開采中所需要的數(shù)據(jù)模型、三維立體模型。能夠充分利用信息，幫助施工人員提升勘測效率提高開采效率。我們必須充分了解GIS 技術(shù)系統(tǒng)在礦山地質(zhì)工程中的重要性，并將其各項技術(shù)進行升級完善，推廣GIS 技術(shù)在施工過程中的使用，是GIS 系統(tǒng)能夠得到充分的利用[5]。