3S技術在地質(zhì)資源勘查中的應用探析

韓 飛

（中鋼集團山東礦業(yè)有限公司，山東 臨沂 276000）

隨著全球經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們對礦產(chǎn)資源方面的需求不斷增大。在地質(zhì)資源勘查系統(tǒng)化發(fā)展過程中，隨著地質(zhì)資源勘查技術、裝備水平的不斷提高，3S技術也不斷創(chuàng)新突破，這為地質(zhì)勘查工作奠定了非常堅實的基礎，比如在地圖繪制、地質(zhì)勘查以及模型分析等方面都廣泛運用了3S技術。因此，必須要更進一步深入研究3S技術在地質(zhì)資源勘查中的應用。

1 3S技術

3S技術的基本構成包括：全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS及衛(wèi)星遙感技術RS，它們在動態(tài)分析以及空間信息采集等多個方面各有自身獨特的特點。在基于計算機硬件和軟件的空間數(shù)據(jù)查詢處理和存儲過程中，有著對地理信息系統(tǒng)GIS較為普遍的應用[1]。然而，必須借助于無線定位系統(tǒng)才能夠使全球定位系統(tǒng)GPS能夠被作為空間導航系統(tǒng)來進行運用；在衛(wèi)星遙感技術RS運用過程中，會擁有比較豐富多樣的運輸工具的運用，比如飛機、衛(wèi)星等一些較為常見的工具。而在GPS定位系統(tǒng)的實際探查中，絕大部分時候是不能夠?qū)崿F(xiàn)對探查目標的直接接觸，而只能夠借助于傳感器對探查目標的電直播信息進行全面的收集，并且結(jié)合物理法以及數(shù)值解析法等方法，來了解到被探查目標的動態(tài)變化、具體分布以及各方面性質(zhì)特征，尤其是針對一些被探測的目標面積較大、周邊環(huán)境較為復雜的情形。在獲取被探測目標參數(shù)的工作中，可以充分的利用衛(wèi)星遙感技術來進行準確的獲取，并對被探查目標的參數(shù)進行有效的識別。

在空間信息采集、動態(tài)目標的分析過程中，3S技術的特征優(yōu)勢各不相同，各個技術之間存在較強的互補性特征，帶動了3S技術的集成化發(fā)展與變化[2]。在某種程度而言，3S技術的合理應用不僅能直觀反映出空間信息技術和環(huán)境科學的發(fā)展趨勢，還能更好的實現(xiàn)環(huán)境資源保護，在有效進行資源開發(fā)的過程中，預防環(huán)境污染等多個問題。其中，GPS技術的主要發(fā)展方向就是完成對定位物體空間的實時分析，進一步明確不同物體在地表邊界的覆蓋效果和情況。RS技術的應用在于迅速完成分析對象信息的捕捉，在分析對應環(huán)境信息后，完成對地表信息變化的監(jiān)視，進一步帶動GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更新調(diào)整。

2 3S技術發(fā)展

在科技不斷發(fā)展過程中，3S技術有了更加密切的運用，而3S技術的融合運用，使得他們的應用前景更為廣闊。通過GPS、RS以及GIS來進行融合，實現(xiàn)具有綜合性的技術體系的構建，可以使環(huán)境信息和空間信息能夠更加快速正確的實現(xiàn)整理和收集以及更新。自20世紀80年代以來，在現(xiàn)代化發(fā)展進程中，信息資源開發(fā)已經(jīng)成為了其中一個非常重要的部分，獲得了國家有關部門的有力的推動和支持，使信息技術在發(fā)展過程中有了更多的幫助，并且在我國的九五科技計劃里面，將3S技術納入進來，作為高新技術項目來發(fā)展[3]。在我國正式啟動對信息高速公路的規(guī)劃建設之后，3S技術迅速發(fā)展、成熟，并在各個領域得到普遍應用，特別是GPS技術，幾乎是全民都在運用的技術，而全世界范圍內(nèi)我國的RS技術應用已經(jīng)達到了非常先進的水平。

3 地質(zhì)資源勘察簡述

3.1 地質(zhì)資源勘察概念與現(xiàn)狀

地質(zhì)資源勘察的主要意義在于利用地質(zhì)科學理論為基礎，在不斷開展的實地勘察工作中，實現(xiàn)對各種資料的收集分析，在專業(yè)處理過程中，借助不同手段實現(xiàn)對地質(zhì)測量手段和測量方法的調(diào)整，只有這樣才能獲取更為全面和有效的信息資源，并為后續(xù)資源獲取提供更健全的數(shù)據(jù)資料。

當前我國地質(zhì)勘察工作已經(jīng)取得了較大進步與突破，有效保障了國民經(jīng)濟和資源供給。但整體角度而言，仍然存在很多發(fā)展問題，無論是勘察技術還是理念都需要不斷優(yōu)化和暗戰(zhàn)。在當前技術水平全面提升背景下，很多勘察技術仍然無法滿足我國飛速發(fā)展的地質(zhì)勘察要求，因此工作人員更需要探究和應用合理的工作方法，為技術水平的穩(wěn)定提升奠定良好基礎。地質(zhì)資源勘察工作的主要核心在于對工程施工范圍內(nèi)的資源分布現(xiàn)狀進行勘察，從而對其進行資源評估和管理，為后續(xù)資源開發(fā)和應用提供更為精準的數(shù)據(jù)信息，保證資源開采工作的順利發(fā)展[4]。此外，地質(zhì)資源勘測質(zhì)量還將關系著施工造價成本，不僅影響著后續(xù)工作的判定方向，還將直接關聯(lián)著項目工程的整體發(fā)展。

3.2 地質(zhì)資源勘察的方法

按照不同地質(zhì)資源勘察方式和手段的差異，在工作中也要利用不同勘察方法進行勘察處理，從而獲取更精準的信息數(shù)據(jù)。當前地質(zhì)資源勘察的方法已經(jīng)實現(xiàn)了多樣化發(fā)展，但是縱觀多種方法，仍然存在明顯的技術局限性問題，這就要求工作人員利用不同地質(zhì)環(huán)境和實踐情況進行地質(zhì)勘察方法的創(chuàng)新，為后續(xù)勘察工作的開展奠定良好基礎。當前比較常見的勘察方法分為以下幾種：其一，地質(zhì)填圖法。此種勘察方法是當前地質(zhì)資源勘查中最常見的基礎手段，此方法在理論知識引導下，可以完成對地質(zhì)資源的有效收集，從而在專業(yè)分析研究中，加以信息正確性判斷，并制定科學的勘察方案和工作計劃，幫助工作人員準確掌握區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況，精準獲取區(qū)域內(nèi)資源的基本特點。其二，礫石找礦法。這種方法的應用主要是幫助工作人員進一步確定礦源。技術人員按照礦礫分布情況，進一步分析水流、重力和冰川特點，在分布范圍內(nèi)進行原理分析，從而在結(jié)合地貌實際情況的同時，進行區(qū)域范圍內(nèi)探索，從而獲取豐富的礦產(chǎn)資源。但此種勘察方式需要技術人員精準掌握地理知識，在豐富的勘察經(jīng)驗作用下，獲取資源信息。其三，則重礫找礦法。這種方法主要是在地質(zhì)勘察人員專業(yè)技術指引下在疏松沉積物中獲取自然砂礫的分析，從而精準判斷原生礦和礦礫的方法。和其他技術手段相比，此種技術對勘察人員的專業(yè)性要求和觀察能力要求極高，不僅需要在沉積物中獲取大量信息，還要及時進行判斷，只有這樣才能進一步明確后續(xù)地質(zhì)勘察的工作方向。

4 地質(zhì)資源勘查中3S技術的意義

通過有機結(jié)合GPS技術、GIS技術以及RS技術，使得3S技術形成了互補的統(tǒng)一體，相互獨立，但在實際運用中卻又有著緊密聯(lián)系。對各種數(shù)據(jù)樣本的獲取主要是借助于RS技術，對數(shù)據(jù)信息的多方面分析則運用的是GIS技術，再通過一定的處理、分析、核對以及整合之后，對這些信息再進行篩選。而對于資源的分布和位置的獲取則需要用到GPS技術，來確保有正確的目標定位，在地質(zhì)資源勘探中這三項技術的緊密結(jié)合應用，可以獲取到較為可靠的依據(jù)，使地質(zhì)勘探的效率和質(zhì)量得到顯著的提升，對于地質(zhì)資源的開發(fā)利用是非常有方便的，可以有效的避免各種不合理的開采而引發(fā)的資源浪費問題的出現(xiàn)。尤其是最近幾年，科技進步較為明顯，3S技術的革新速度也在不斷的加快，現(xiàn)階段的研發(fā)人員，他們的技術操作流程已經(jīng)較以往更加的規(guī)范和明確。因此，在整體的實用性和利用率上，3S技術有了顯著的提升，使地質(zhì)資源勘探更加的合理和科學。

5 地質(zhì)資源勘查中3S技術的應用

地質(zhì)資源勘查工作的開展主要是對區(qū)域內(nèi)地層構造形式、巖石分布狀態(tài)和地下水分布情況的調(diào)查過程，在當前技術水平穩(wěn)定發(fā)展背景下，地質(zhì)勘察技術也實現(xiàn)了穩(wěn)定發(fā)展和進步，特別是新技術和新理論的發(fā)展實現(xiàn)了資源利用效率的提升，為我國社會資源的保障起到了重要幫助。通過對現(xiàn)有情況的分析發(fā)現(xiàn)，我國大部分資源仍然集中分布在地質(zhì)環(huán)境惡劣的山區(qū)和荒漠，在組織人力資源進行勘察操作的過程中，不僅有著較高工作難度，工作效果也并不樂觀。而3S技術的應用則能充分解決相關問題。

5.1 GIS技術

GIS是一種地理信息管理軟件系統(tǒng)，用于分類和科學地管理多個地理信息。該技術具有“可視化”功能，利用電腦畫面在現(xiàn)實地圖上顯示所有的信息，以視覺狀態(tài)顯示對應的數(shù)據(jù)信息。基于該技術本身兼具了空間分析、動態(tài)預測和綜合信息的多種能力，所以在該技術發(fā)展中也逐漸成為了我國地質(zhì)礦產(chǎn)和其他行業(yè)勘察的關鍵手段[5]。地理信息技術主要涵蓋了數(shù)據(jù)管理、傳輸、分析等多個環(huán)節(jié)，該技術在勘察工作中的資源分析和減災預防中都有著十分重要的影響。在地質(zhì)資源勘查中，現(xiàn)階段所擁有的主流技術類型，地質(zhì)資源管理信息系統(tǒng)是基于GIS技術而建立起來的，這個系統(tǒng)使得地質(zhì)資源的管理和規(guī)劃得以更加有效的結(jié)合，因此實現(xiàn)了全自動化模式的地質(zhì)資源勘查利用，高效的管理了各種地質(zhì)資源信息，并且與過去相比數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和效率都有了顯著的提升。除此之外，在對地質(zhì)資源的綜合評價過程中，有以下三個方面較為重要的GIS技術應用的體現(xiàn)，其中包括綜合定量的對靶區(qū)進行評價和確定分析，構建基礎空間數(shù)據(jù)庫以及整合和提取資源信息。對于地質(zhì)資源基礎空間數(shù)據(jù)庫來說，它更多的是由遙感數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫以及地球物理數(shù)據(jù)庫這三個方面所組成。在集成和提取地址資源信息的過程中，空間數(shù)據(jù)庫的應用非常普遍，在地質(zhì)資源信息被單獨的提取出來之后，就能夠?qū)崿F(xiàn)集成化的對各類信息的利用。除此之外，通過對靶區(qū)進行綜合評價和圈定確定，就可以充分的了解各種地質(zhì)資源的開發(fā)潛力，通過多種數(shù)據(jù)的分析，將地質(zhì)資源的基本屬性和分布位置確定下來，這就是所謂的資源預測。GIS技術它擁有非常強大的多學科綜合數(shù)據(jù)處理功能，對任何區(qū)域里面的地質(zhì)資源都能夠?qū)崿F(xiàn)最為準確的預測分析，除此之外，GIS技術對地質(zhì)資源的各類屬性還可以進行查詢、統(tǒng)計以及檢索，同時可以對多元數(shù)據(jù)運用多種空間模型來開展空間分析，實現(xiàn)對地質(zhì)資源信息的合理預測。

5.2 RS技術

RS技術是指，從高空接收地球表層物體發(fā)射的電磁波的信息，同時利用各種技術等進行測量，識別地表的各種地質(zhì)和現(xiàn)象的技術。在不與物體直接接觸的前提下，利用光學設備接收電磁波信號，經(jīng)過處理、分析可為動態(tài)監(jiān)測、資源勘探提供有效的參考。在巖石類型分析中為了能夠?qū)r石的光譜反射特性以及所具有的影像差異確定下來，可以借助于遙感影像來實現(xiàn)準確的解譯分析，巖石的形狀多種多樣，它是在復雜的內(nèi)外因素共同作用下所形成的，因此，可以將這些因素作為對巖石類型進行識別的標識。除此之外，對于不同的巖石，可以形成具有差異的水系以及植被，在地質(zhì)勘查工作中，也能夠從這一方面來實現(xiàn)對巖石解譯的標志。另外巖石表面粗糙度、巖石礦物顆粒影響了巖石的光譜反射率，對于反射率比較高的巖石來說，通常情況下它的表面較為光滑，有比較細的礦物顆粒，而對于反射率比較低的巖石來說，大部分情況下巖石的表面就較為粗糙。同時，也擁有相對較大的礦物顆粒，巖石的反射率也會在很大程度上受到表面濕度的影響，如果擁有比較高的巖石表面濕潤度，那么巖石就會擁有逐漸加深的顏色，這種情況下也會逐步降低反射率，地表淺層物質(zhì)可以借助于遙感技術的應用，來準確的了解其電磁輻射特征，通過對淺層信息的分析，就能夠?qū)⑸畈康刭|(zhì)情況進一步推斷出來，為了實現(xiàn)對各類構造成分的組合形式、形態(tài)特征以及分布規(guī)律進行準確的分析，要求基于遙感圖像，對各個構造成分進行準確的識別，綜合分析相關地學資料。此外，更多的應該關注基于區(qū)域構造以及構造的輪廓，來挑選較為具有代表性的單個構造，并且對其開展分層分區(qū)的解釋，最終將各個構造的分布特征以及組合關系確定下來。在借助于遙感技術來尋找礦物資源的過程中，必須要基于大量遙感來將與成礦圍巖蝕變有緊密聯(lián)系的信息提取出來，根據(jù)蝕變礦物所引起的數(shù)據(jù)大小以及吸收光譜斷變量，就能夠?qū)⑿畔姸却_定下來，再將礦點分布區(qū)域確定之后，通過對控礦因素的解釋和分析，就能夠?qū)⒂嘘P信息提取出來，而對于獲取到的一些異常信息，就可以作為新的建模標記，從而實現(xiàn)地質(zhì)找礦模型的三維遙感模型構建，這樣就可以提供比較可靠的對地質(zhì)資源開發(fā)利用的依據(jù)。除此之外，也擁有著非常豐富的各種對蝕變信息提取的方式，其中包括主成分分析法、波普夾角法、比值法等等，遙感影像信息分辨率通常情況下是比較高的，同時擁有多光譜以及多實像的特征，在具體分析過程中，可以借助于遙感影像，來將植被的覆蓋范圍確定下來，再結(jié)合一些實地驗證分析，就可以將地質(zhì)資源分布區(qū)域的地質(zhì)災害、地形地貌等等信息確定下來。

5.3 GPS技術

GPS系統(tǒng)主要由地板控制、空間和用戶設備組成。我國地質(zhì)資源勘探中比較常用的定位系統(tǒng)就是北斗星定位系統(tǒng)和GPS定位系統(tǒng)。和其他定位技術對比可知，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的優(yōu)勢更為顯著，不會受到天氣、環(huán)境等負面因素的干預，不僅可以獲取精準數(shù)據(jù)，同時具備較強時效性特點。在該技術應用過程中，可以更精準的定位工作人員的工作區(qū)域，在地質(zhì)資源位置和其他手段聯(lián)合使用過程中，為工作人員制定更符合實際情況的工作方案和問題處理預案。和傳統(tǒng)測量技術對比，GPS技術的測量結(jié)果對象更為精準，有助于工作人員處理數(shù)據(jù)。

換言之，在地質(zhì)資源勘查中，過去所使用的地面測繪技術基本上被GPS技術所取代，如高程測量、地表測繪等，GPS具有更加顯著的應用優(yōu)勢，不僅減輕了勘查人員的工作強度，而且測量成本也節(jié)省很多。借助于GPS測量技術，能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)測量向?qū)崟r動態(tài)測量的轉(zhuǎn)變，但對于井下作業(yè)由于無法接收到GPS信號，須對井上、井下位置進行較下，才能使測量精度達到要求。

5.4 3S技術的應用發(fā)展前景

在我國地質(zhì)勘探和技術發(fā)展過程中,人們不斷創(chuàng)新和探索了多種地質(zhì)現(xiàn)象的方法和處理手段,但受到傳統(tǒng)發(fā)展理念的制約，技術的關聯(lián)性特點并沒有引起專業(yè)領域的關注和重視。但經(jīng)過上文的研究和論述可知，RS、GPS、GS技術的聯(lián)合應用與勘探發(fā)展為后續(xù)地質(zhì)資源勘探工作的開展提供了更為健全和穩(wěn)定的技術支撐。

在實際技術融合發(fā)展中，不僅能幫助工作人員精準實現(xiàn)地質(zhì)信息的采集管理,還能在不斷的技術發(fā)展和疊加過程中獲取技術發(fā)展規(guī)律，最終在多個領域中實現(xiàn)技術的專業(yè)性發(fā)展。

6 結(jié)語

本文詳細地分析了3S技術在地質(zhì)資源勘查中的應用。在實際的地質(zhì)資源開發(fā)中，3S技術的應用能夠快速實現(xiàn)對地質(zhì)資料信息的分析收集、處理和存儲，從而為地質(zhì)資源分布區(qū)域的確定提供較為可靠的依據(jù)，最終實現(xiàn)對地質(zhì)資源開發(fā)的合理預測與評價。