GIS技術(shù)在地質(zhì)找礦工作中的應(yīng)用

蔣 濤，李 龍

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)找礦當(dāng)中有數(shù)據(jù)收集、分析、存儲(chǔ)、搜索、仿真模擬和預(yù)測(cè)等多方面的強(qiáng)大功能體系。在地質(zhì)找礦工作中的應(yīng)用的主要問題在于數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確和高質(zhì)量、建成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)、選擇最優(yōu)的分析數(shù)據(jù)的方案、建立一個(gè)便捷的數(shù)據(jù)檢索通道。這些問題在地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)找礦工作中不可避免的，本文就對(duì)這些問題進(jìn)行探討和闡述，能對(duì)地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)找礦當(dāng)中有所幫助。

1 地理信息系統(tǒng)（GIS）是什么

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，即GIS）是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的技術(shù)基礎(chǔ)之下，使用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)[1]。地理信息系統(tǒng)可以制作精確值十分繁雜的地形和地質(zhì)圖，而且可以對(duì)圖形數(shù)據(jù)與各種專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理和空間分析檢索，從而為多源頭信息的集中找礦預(yù)測(cè)提供了較為合適的平臺(tái)。

2 地理信息系統(tǒng)（GIS）在地質(zhì)找礦中的作用

地理信息系統(tǒng)有數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的分析和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的軟件，在地質(zhì)勘測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)方面提供了便捷。地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)找礦有著一些作用：

（1）全面的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GIS），簡(jiǎn)而言之就是處理信息，信息的輸出、輸入和計(jì)算機(jī)信息成像的系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是有信息收集、管理、搜索和集中處理為一體的系統(tǒng)，系統(tǒng)包含了各種APP和地質(zhì)地理學(xué)的數(shù)據(jù)，而且地理信息系統(tǒng)對(duì)實(shí)際地質(zhì)進(jìn)行分析建成模型。在地質(zhì)勘探中，由地質(zhì)學(xué)家輸入地質(zhì)的數(shù)據(jù)，構(gòu)成多種模型，并模擬實(shí)際空間，進(jìn)行地質(zhì)管理和地質(zhì)礦物的可視化預(yù)測(cè)。地質(zhì)學(xué)家可以自由地提取、組裝、傳送地質(zhì)的空間信息，和地質(zhì)實(shí)際地質(zhì)數(shù)據(jù)構(gòu)成的圖片進(jìn)行仿真模型構(gòu)建，來測(cè)算出成礦的位置和地質(zhì)礦物成分。

（2）優(yōu)越的空間分析技術(shù)。地理信息系統(tǒng)空間技術(shù)與傳統(tǒng)的探測(cè)方法相比，地理信息系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)秀的空間分析能力和計(jì)算功能，而且地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)體系的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系可以通過科學(xué)的方式進(jìn)行定量和定性分析。如，地理信息系統(tǒng)的疊加功能廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)礦物資源勘探中，把各種地質(zhì)圖形數(shù)據(jù)信息在地理信息系統(tǒng)中進(jìn)行疊加放置，這樣能夠使地質(zhì)礦產(chǎn)信息得到有效的獲取，而且在成礦物質(zhì)的分析中的信息執(zhí)行嚴(yán)格的分析和計(jì)算，并沒有限制重疊的圖形個(gè)數(shù)，這樣可以使更多的地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以改善計(jì)算的精度。

（3）具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)模擬分析功能。地理信息系統(tǒng)能夠分析和模擬大量數(shù)據(jù)，如：Seismic data processing，remote sensing data processing，geochemical data等數(shù)據(jù)處理[2]。地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)分析涵蓋緩沖區(qū)、數(shù)字地形地貌分析和圖形疊加等，為構(gòu)成全面的設(shè)計(jì)、地貌分析和決策模型提供了科學(xué)的信息處理軟件。

3 地理信息系統(tǒng)（GIS）在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)的預(yù)測(cè)僅能使用在已有充足數(shù)量的已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦床區(qū)，原因在于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦床區(qū)的信息可以證明礦化空間的聯(lián)系。

但是，在工作開發(fā)度底下的已經(jīng)沒有已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦床區(qū)，需要采用地質(zhì)礦化預(yù)先探測(cè)的概念方法，方法涵蓋以下步驟：

（1）建設(shè)知識(shí)庫(kù)。第一，建設(shè)地質(zhì)礦床形成的原因和形成過程的知識(shí)庫(kù)，之后把數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)轉(zhuǎn)化成局域和廣域范圍的地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建規(guī)則。因?yàn)樵S多的礦床區(qū)域的范圍都小于3km2，所以在局域和廣域范圍內(nèi)地質(zhì)找礦工作中不能提供礦床區(qū)的準(zhǔn)確位置。但是，一個(gè)礦床區(qū)是由許多地質(zhì)共同作用而形成的地質(zhì)產(chǎn)物，這樣的礦床區(qū)的形成都是可以在地理信息系統(tǒng)中進(jìn)行呈現(xiàn)。這種建設(shè)知識(shí)庫(kù)的方法需要對(duì)地質(zhì)區(qū)域的每一個(gè)成礦都要進(jìn)行分量，分析其促進(jìn)礦化的因素。

（2）構(gòu)建地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。首先應(yīng)選擇條件較好的成礦地質(zhì)和地質(zhì)資料較多的地區(qū)，或著重勘探區(qū)域先行試驗(yàn)地理信息系統(tǒng)技術(shù)。只能在試驗(yàn)可行性得到確認(rèn)的基礎(chǔ)上，才可以建立一套高度切實(shí)可行的地理信息系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)則，進(jìn)而建立更加合理實(shí)用的地質(zhì)成礦信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并能對(duì)空間信息進(jìn)行集中分析。確定了成礦系統(tǒng)的基礎(chǔ)因素，并且將其轉(zhuǎn)變成成圖規(guī)則之后，還需要構(gòu)建地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心庫(kù)。而且，還可以構(gòu)建一個(gè)以原始的數(shù)據(jù)構(gòu)建起的一個(gè)特別的數(shù)據(jù)庫(kù)來對(duì)成礦進(jìn)行快速的分析。

（3）開發(fā)評(píng)價(jià)成礦質(zhì)量的程序。地理信息系統(tǒng)的這過程涉及到成礦預(yù)測(cè)方法的發(fā)展和提高，澳大利亞地質(zhì)勘查單位一直在ARC/INFOGIS開發(fā)了三個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)模塊：①專用的仿真數(shù)據(jù)模塊。專用仿真模塊事實(shí)上是簡(jiǎn)單的“黑箱”專家系統(tǒng)，它可以讓使用人員隨意選擇一個(gè)特別的礦床類型和研究的地質(zhì)區(qū)域的地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)稱號(hào)，專用仿真數(shù)據(jù)模塊就能對(duì)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心庫(kù)進(jìn)行查詢并且選擇出滿足使用人員要求的礦床預(yù)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域。該模塊的缺乏是：第一，一定要確定礦床類型的特點(diǎn)，因此模塊無法選擇新礦床類型區(qū)域的遠(yuǎn)景區(qū)；第二，它需要精確的建設(shè)區(qū)域數(shù)據(jù)中心庫(kù)，所有項(xiàng)目名稱和屬性一定要與專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心庫(kù)的項(xiàng)目名稱一致。②相互作用的仿真模塊。交互式仿真模塊更加靈活，可以讓地質(zhì)人員在項(xiàng)目中定義一組特定的搜索數(shù)據(jù)從而建立的用戶模型。換言之，地質(zhì)人員可以對(duì)構(gòu)成異常巖石類型和其他類型的未知地質(zhì)特征機(jī)械定義。這個(gè)模塊就需要用戶有廣泛的成礦系統(tǒng)知識(shí)。分析結(jié)束之后，可以運(yùn)用所有已經(jīng)知道的礦床的研究結(jié)果來測(cè)試相互作用模擬的成果。

4 結(jié)語

總結(jié)以上，地理信息系統(tǒng)（GIS）對(duì)傳統(tǒng)的礦產(chǎn)勘探方式正在進(jìn)行改革與變遷，其強(qiáng)大的潛力在實(shí)際應(yīng)用中正在體現(xiàn)。地理信息系統(tǒng)的成礦預(yù)測(cè)的實(shí)際方式與概念方法并不對(duì)立，而是相輔相成互相補(bǔ)充的。地理信息系統(tǒng)可以對(duì)成礦的環(huán)境實(shí)現(xiàn)定量分析，具有較強(qiáng)的成礦規(guī)律和預(yù)測(cè)的能力；地理信息系統(tǒng)可以建立勘探項(xiàng)目的綜合管理系統(tǒng)，可以存儲(chǔ)和探索以前的勘探結(jié)果各種數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)找礦工作中的應(yīng)用有著極大的幫助，并且正在改變其工作的方式。