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

繆建普 鄧佳

摘要：我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量呈現(xiàn)明顯增加的趨勢(shì)，對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)資源的開發(fā)和建設(shè)提出了更高的要求。地質(zhì)勘查是一項(xiàng)重要的工作，GIS技術(shù)的運(yùn)用可以更好地對(duì)地質(zhì)空間環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存、分析和處理，并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息處理的準(zhǔn)確性與合理性。當(dāng)前，GIS技術(shù)已經(jīng)在地面沉降研究、工程地質(zhì)制圖以及地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中得到應(yīng)用?；诖?，本文從GIS技術(shù)的基本原理出發(fā)，對(duì)GIS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分析與研究，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；地質(zhì)礦產(chǎn)勘查；數(shù)據(jù)處理；應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；應(yīng)用領(lǐng)域

1.引言

GIS技術(shù)的主要作用是服務(wù)于國(guó)土資源的開發(fā)與利用。當(dāng)前，在國(guó)土資源利用率不斷提高的情況下，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的作用需要得到進(jìn)一步發(fā)揮。為了解決這一問(wèn)題，建設(shè)人員試圖將GIS這一現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，促進(jìn)地質(zhì)信息化與現(xiàn)代化建設(shè)。但是當(dāng)前GIS技術(shù)所應(yīng)用的領(lǐng)域并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效融合。由于GIS技術(shù)應(yīng)用控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，是一項(xiàng)基礎(chǔ)性和持續(xù)性的工作。在這個(gè)過(guò)程中，建設(shè)人員不僅需要明確系統(tǒng)作用的具體對(duì)象和目標(biāo)，同時(shí)還需要結(jié)合技術(shù)用戶的實(shí)際需求開展設(shè)計(jì)控制工作。

2. GIS技術(shù)概述

2.1 GIS技術(shù)的內(nèi)涵

GIS技術(shù)的中文名稱為地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合了多個(gè)學(xué)科的技術(shù)。它以地理空間作為基礎(chǔ)，對(duì)地理模型進(jìn)行分析，為用戶提供不同空間狀態(tài)下的地理要素信息，為用戶進(jìn)行地理空間研究和地理決策提供服務(wù)。在應(yīng)用的過(guò)程中，GIS技術(shù)最大的功能是對(duì)表格化的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為地圖圖形，為用戶的瀏覽、操作以及分析提供方便。經(jīng)過(guò)GIS技術(shù)的轉(zhuǎn)化，無(wú)論是洲際地圖還是街區(qū)地圖，都能夠?qū)⑾嚓P(guān)疆域的整體地理信息呈現(xiàn)出來(lái)，甚至還可以將其中的人口分布、交通路線等更為細(xì)致的信息展示出來(lái)。GIS技術(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的結(jié)果，它從整體或局部出發(fā)，對(duì)地球表層空間的地理要素信息進(jìn)行收集整理和處理分析，進(jìn)而計(jì)算和顯示出來(lái)。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中運(yùn)用GIS技術(shù)可以提供技術(shù)上的支持，使勘查人員獲得及時(shí)有效的數(shù)據(jù)和信息支持，進(jìn)而提高工作效率和工作的準(zhǔn)確性。

2.2地理信息系統(tǒng)開發(fā)工具

在GIS技術(shù)應(yīng)用率不斷提高和應(yīng)用范圍不斷拓展的背景下，系統(tǒng)當(dāng)中相關(guān)的開發(fā)工具和軟件也在更新?lián)Q代，呈現(xiàn)出了以下幾個(gè)發(fā)展特點(diǎn)。第一是開發(fā)工具和軟件在性能上正在不斷的優(yōu)化與發(fā)展，開發(fā)商增強(qiáng)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)GIS技術(shù)的開發(fā)力度。第二是系統(tǒng)的開發(fā)語(yǔ)言和開發(fā)模式都在發(fā)生改變，已經(jīng)與Windows NT平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了融合。第三，在數(shù)據(jù)庫(kù)管理的過(guò)程中，GIS技術(shù)正在向著客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的方向不斷發(fā)展，未來(lái)有望建成完善的體系結(jié)構(gòu)。第四，除了能夠?yàn)橛脩籼峁┗镜男畔⒅?，GIS技術(shù)所提供的圖形數(shù)據(jù)也變得越來(lái)越多，在其中融入了三維和四維技術(shù)。第五，地理信息系統(tǒng)當(dāng)中數(shù)據(jù)的共享和交換成了重要的發(fā)展目標(biāo)，當(dāng)前很多國(guó)家都在積極探索相關(guān)技術(shù)，為GIS技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展提供動(dòng)力。

3. GIS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1擁有完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過(guò)程當(dāng)中，對(duì)采礦信息和采礦數(shù)據(jù)的處理都需要結(jié)合GIS技術(shù)，這可以依托于GIS技術(shù)完善的礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在信息收集的同時(shí)，GIS技術(shù)可以將相關(guān)的信息和勘查過(guò)程中得到的結(jié)論儲(chǔ)存在資料庫(kù)當(dāng)中。該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不僅可以將這些資料和信息進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)還支持信息的綜合分析和檢索，對(duì)信息的功能進(jìn)行管理。由此可見，GIS技術(shù)的應(yīng)用使地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的資料更為完整，為實(shí)踐活動(dòng)提供技術(shù)上的保障。與此同時(shí)，GIS技術(shù)所容納的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息更多，通過(guò)三維立體化的方式將礦區(qū)的空間地質(zhì)特征反映出來(lái)。使相關(guān)人員更加直觀地了解礦區(qū)的特征，在這個(gè)基礎(chǔ)上運(yùn)用模擬預(yù)測(cè)的方式判斷礦產(chǎn)開采結(jié)論，加強(qiáng)礦產(chǎn)資源管理的效果。

比如在調(diào)取礦產(chǎn)特征信息的時(shí)候，運(yùn)用GIS技術(shù)可以將各個(gè)礦區(qū)的各類地質(zhì)信息更為準(zhǔn)確地劃分出來(lái)，運(yùn)用成礦信息預(yù)測(cè)法將地質(zhì)成礦的總體演化規(guī)律表示出來(lái)，將相應(yīng)的地質(zhì)成礦信息傳輸?shù)叫枰I(lǐng)域。在模擬仿真技術(shù)的支持下，GIS技術(shù)可以正確預(yù)測(cè)礦區(qū)成礦規(guī)律和巖土成分特征，進(jìn)而有效提升找礦技術(shù)運(yùn)用的準(zhǔn)確性。

3.2具有成熟的空間分析技術(shù)

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的GIS技術(shù)能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，這得益于其強(qiáng)大的空間分析技術(shù)。在過(guò)去，數(shù)據(jù)分析主要是依靠人工手段完成，隨著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的發(fā)展，礦產(chǎn)勘測(cè)數(shù)據(jù)信息變得越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜，人工分析手段已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際要求，需要結(jié)合GIS技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)資源空間數(shù)據(jù)進(jìn)行立體化分析。通過(guò)這種方式，將那些重疊狀態(tài)的信息進(jìn)行全面準(zhǔn)確的特性預(yù)測(cè)與判斷。

比如在對(duì)礦區(qū)疊加礦場(chǎng)分布信息進(jìn)行推斷和分析的時(shí)候，疊加視覺(jué)效果對(duì)礦產(chǎn)開采的實(shí)施過(guò)程產(chǎn)生影響。而運(yùn)用空間疊加功能可以將礦區(qū)疊加礦產(chǎn)的分布信息推斷出來(lái)，能夠有效避免這些影響，進(jìn)而為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的順利實(shí)施提供有效的輔助。

3.3具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)模擬功能

GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)模擬功能比較強(qiáng)大，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)采集的過(guò)程達(dá)到更加準(zhǔn)確的效果。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，它可以通過(guò)直觀模擬的方式將各個(gè)礦區(qū)的整體地質(zhì)特征顯示出來(lái)，為各個(gè)勘查環(huán)節(jié)的實(shí)施提供有效的指導(dǎo)。與此同時(shí)，從數(shù)據(jù)模擬的角度，GIS技術(shù)的運(yùn)用還可以將礦區(qū)成礦的過(guò)程進(jìn)行演示出來(lái)，進(jìn)而為地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查方向和勘查方法提供引導(dǎo)。除此之外，勘查人員還可以基于GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)模擬功能來(lái)繪制礦區(qū)的成礦地質(zhì)圖示，進(jìn)而為后期地質(zhì)采礦的順利進(jìn)行提供幫助。

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

4.1預(yù)測(cè)成礦模式

礦產(chǎn)的形成經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中有一定的成礦規(guī)律，與時(shí)間、空間、物質(zhì)來(lái)源以及物質(zhì)共生等元素具有直接的關(guān)系。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的過(guò)程當(dāng)中，技術(shù)人員不僅需要對(duì)各個(gè)時(shí)期地殼運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行分析，同時(shí)還需要了解不同成礦元素在三維空間內(nèi)的相互轉(zhuǎn)移規(guī)律，只有這樣才能準(zhǔn)確地得出礦產(chǎn)的具體分布位置，了解不同地區(qū)礦產(chǎn)資源的分布數(shù)量及其理化性質(zhì)，進(jìn)而總結(jié)成礦模式，這對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作具有重要的意義。而GIS技術(shù)可以對(duì)空間信息進(jìn)行分析，在環(huán)境與資源領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮了重要的作用。

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作當(dāng)中，運(yùn)用該技術(shù)可以將空間內(nèi)部的資源、環(huán)境以及地理信息收集起來(lái)，并使用這些信息形成一個(gè)整體化和細(xì)節(jié)化的地理信息系統(tǒng)。再運(yùn)用GIS技術(shù)進(jìn)行空間采樣，通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)和時(shí)空分析等方法對(duì)地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的變化情況進(jìn)行分析。在這個(gè)基礎(chǔ)上，GIS技術(shù)還可以對(duì)該礦區(qū)的具體成礦情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，為勘查人員的工作提供有效的指導(dǎo)。當(dāng)前，運(yùn)用GIS技術(shù)預(yù)測(cè)成礦模式已經(jīng)在世界多個(gè)國(guó)家得到了應(yīng)用，在多個(gè)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查基地當(dāng)中發(fā)揮了重要作用，目前已經(jīng)形成了古含水層、沉積型薩布哈等多種成礦模式，推動(dòng)了世界地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和礦產(chǎn)資源采集工作的進(jìn)展。

4.2預(yù)測(cè)成礦異常點(diǎn)

在研究發(fā)現(xiàn)，礦產(chǎn)資源的形成往往伴隨著地質(zhì)環(huán)境的異常，比如地質(zhì)環(huán)境在發(fā)展的過(guò)程中出現(xiàn)地層斷裂、產(chǎn)生巖漿層以及發(fā)生物化異常問(wèn)題，這可能預(yù)示著該區(qū)域會(huì)出現(xiàn)礦產(chǎn)資源。因此，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作開展的過(guò)程中，技術(shù)人員往往會(huì)通過(guò)對(duì)這些異常點(diǎn)進(jìn)行分析來(lái)探知區(qū)域中的礦產(chǎn)資源，結(jié)合成礦模式的計(jì)算，進(jìn)而預(yù)測(cè)出周圍出現(xiàn)礦產(chǎn)資源的可能性。對(duì)成礦異常點(diǎn)進(jìn)行勘查的過(guò)程中，需要GIS技術(shù)的輔助。

GIS技術(shù)根據(jù)自身功能對(duì)存在異常的地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行全面化分析，進(jìn)而圈定可能成礦的區(qū)域，縮小地質(zhì)礦產(chǎn)勘查人員的工作范圍。與此同時(shí)，GIS技術(shù)還可以通過(guò)對(duì)地質(zhì)異常點(diǎn)和礦床關(guān)系進(jìn)行分析，對(duì)地質(zhì)斷裂影響帶的半徑進(jìn)行計(jì)算，對(duì)空間的相關(guān)性進(jìn)行研究。在預(yù)測(cè)成礦異常點(diǎn)的過(guò)程中，GIS技術(shù)的疊加功能可以發(fā)揮作用，可以對(duì)勘查信息與礦產(chǎn)信息進(jìn)行整合與分析，將二者相互匹配之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，形成一個(gè)新的數(shù)據(jù)層。在這之后，只需要結(jié)合成礦模式當(dāng)中的圖表以及公式等信息就可以圈定地質(zhì)礦產(chǎn)資源的位置，提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的效率和質(zhì)量。

4.3完善儲(chǔ)量信息

除了對(duì)成礦模式進(jìn)行預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)成礦異常點(diǎn)之外，GIS技術(shù)的應(yīng)用還可以對(duì)相關(guān)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息進(jìn)行歸納總結(jié)和分析。

具體來(lái)說(shuō)，GIS具有完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它可以將過(guò)去已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源信息進(jìn)行收集和存儲(chǔ)，將礦產(chǎn)所在地區(qū)、礦產(chǎn)資源的性質(zhì)、資源的預(yù)估體量等信息進(jìn)行篩選和分類。隨著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的進(jìn)展，這些信息變得越來(lái)越多，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也變得更為豐富，最終形成一個(gè)專門的礦產(chǎn)資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其中包含了全國(guó)各地的地質(zhì)礦產(chǎn)信息，為各個(gè)地區(qū)礦產(chǎn)資源的勘查和開采工作的順利進(jìn)行提供信息，為礦產(chǎn)開采工作的順利進(jìn)行提供輔助，有效促進(jìn)資源的開發(fā)和利用。地質(zhì)礦產(chǎn)資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的完善還可以為國(guó)家在未來(lái)的發(fā)展提供充足的資源儲(chǔ)量，同時(shí)為環(huán)保部門以及資源開發(fā)部門工作的開展提供依據(jù)。避免因?yàn)榈V產(chǎn)資源反復(fù)勘探而造成的資源浪費(fèi)問(wèn)題，提高資源開發(fā)的準(zhǔn)確性、降低對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的污染與破壞。

4.4實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)再利用

在過(guò)去，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)只是被儲(chǔ)存到特定的信息數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，這些資源只是被收集了起來(lái)，沒(méi)有得到妥善的處理與應(yīng)用，也沒(méi)有發(fā)揮其潛在的價(jià)值。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的保存之后，這些數(shù)據(jù)逐漸失去意義。而GIS技術(shù)的運(yùn)用可以有效解決這一問(wèn)題，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、與遙感技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)的應(yīng)用，在信息妥善存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上進(jìn)行篩選和分析，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作提供理論依據(jù)。

在GIS技術(shù)的支持下，這些信息可以被用到礦產(chǎn)資源地圖繪制上和地質(zhì)實(shí)踐勘測(cè)上，為技術(shù)人員的工作提供輔助力量。與此同時(shí)，根據(jù)這些信息所建立起來(lái)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)還支持多種便捷功能，比如自動(dòng)化地生成某個(gè)地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)圖，為專項(xiàng)地圖的繪制提供圖像支持。通過(guò)對(duì)這些存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行再利用的方式，增強(qiáng)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查地圖繪制的完整程度，同時(shí)還可以提高繪制的精準(zhǔn)度。在再利用這些數(shù)據(jù)的過(guò)程當(dāng)中，無(wú)論是功能開發(fā)還是信息使用，都要注意數(shù)據(jù)庫(kù)的加密，避免發(fā)生重要礦產(chǎn)資源信息泄露或更改。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GIS技術(shù)不僅可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的收集與整理，同時(shí)還可以根據(jù)數(shù)據(jù)信息建立地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息模型，通過(guò)三維立體化的方式將該模型展示出來(lái)，促進(jìn)信息的高效利用，幫助勘查人員提高工作效率。在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，GIS技術(shù)與多種現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合，目前已經(jīng)擁有了完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、成熟的空間分析技術(shù)以及較強(qiáng)的數(shù)據(jù)模擬功能。在這些功能的支持下，GIS技術(shù)可以預(yù)測(cè)成礦模式和成礦的異常點(diǎn)，完善礦區(qū)礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量信息，在及時(shí)搜集和妥善儲(chǔ)存這些信息的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)再利用。在未來(lái)，GIS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查當(dāng)中的利用率還將進(jìn)一步提高，多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域也將得到進(jìn)一步融合。

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