地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用研究

張渝旋 劉濮睿

遼寧省礦產(chǎn)勘查院有限責(zé)任公司（110031）

1 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)，亦被稱(chēng)為地學(xué)信息系統(tǒng)，是特定形式下的空間信息系統(tǒng)，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下發(fā)展而來(lái)的，可以對(duì)地面表層、地理空間的地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理、分析、描述等。地理信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，尤其是其中的GIS技術(shù)，能夠?qū)Φ刭|(zhì)礦產(chǎn)空間信息進(jìn)行成圖和分析，極大地提升了地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的有效性和科學(xué)性[1]。

2 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 完善數(shù)據(jù)管理工作

當(dāng)前階段，在地理信息系統(tǒng)中應(yīng)用較為成熟的是GIS技術(shù)，GIS技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理等功能，滿(mǎn)足地質(zhì)礦產(chǎn)勘查要求。各類(lèi)數(shù)據(jù)信息保存在云系統(tǒng)中，能夠隨時(shí)使用和傳遞，保證地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息的完整性。同時(shí)，GIS技術(shù)的不斷成熟，可以在信息錄入的基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，對(duì)現(xiàn)實(shí)操作與管理目標(biāo)進(jìn)行模擬，以預(yù)測(cè)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查結(jié)果，為勘查工作提供科學(xué)借鑒和參考。

2.2 促進(jìn)圖形處理靈活化

地理信息系統(tǒng)支持圖形的多種存在形式，并能夠?qū)Σ煌问较碌膱D形進(jìn)行處理和顯示。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)包含著諸多的圖形、圖像信息，是地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的基礎(chǔ)。其包含的圖形算法可以快速完成圖形的可視化操作，從而將圖形轉(zhuǎn)化為空間信息，對(duì)空間情況進(jìn)行精準(zhǔn)繪制。通過(guò)對(duì)空間繪制結(jié)果的分析，能夠充分了解成礦、地質(zhì)巖層結(jié)構(gòu)等，將復(fù)雜的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查可視化，有助于提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的精準(zhǔn)度。

2.3 實(shí)現(xiàn)全面綜合分析

地理信息系統(tǒng)具有建模的功能，能夠根據(jù)現(xiàn)有信息，快速篩選適用的模型，通過(guò)構(gòu)建模型，對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)[2]。預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)信息能夠提供科學(xué)參考，便利了相關(guān)工作的順利開(kāi)展。同時(shí)，地理信息系統(tǒng)可以對(duì)多元信息進(jìn)行處理，如遙感數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)等，幾乎滲透到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的方方面面。

3 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的具體應(yīng)用

3.1 管理勘查信息

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息的整理與管理是一項(xiàng)十分重要的工作內(nèi)容，是其他工作得以有序進(jìn)行的基礎(chǔ)?？辈樾畔⒐芾聿坏轿?、不規(guī)范，極易導(dǎo)致地質(zhì)礦產(chǎn)勘查失誤的問(wèn)題，對(duì)相關(guān)工作帶來(lái)不利影響。目前，地理信息系統(tǒng)包含有信息業(yè)務(wù)版塊，可以對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的資料進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)篩選和審查，保障勘查工作的順利進(jìn)行。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)跟蹤和更新數(shù)據(jù)信息，將其應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，能夠提升決策的有效性。此外，地理信息系統(tǒng)兼具數(shù)據(jù)處理功能，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，然后應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，能夠起到積極作用。

3.2 繪制地質(zhì)圖像

地質(zhì)圖像在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中占據(jù)著重要地位，發(fā)揮著領(lǐng)導(dǎo)核心作用。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查需要根據(jù)地質(zhì)圖像來(lái)把握地形結(jié)構(gòu)、所含成分等，從而制訂地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方案。地理信息系統(tǒng)能夠在數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，對(duì)管轄下的數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工，通過(guò)充足的整理與分析，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查人員的測(cè)繪工作提供信息支撐，從而提高地質(zhì)圖像繪制的準(zhǔn)確度。必要時(shí)，可能需要地理信息系統(tǒng)統(tǒng)籌數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)管理的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步解析，從而挖掘出隱藏的地質(zhì)信息，提升所繪制地質(zhì)圖像的精度。

3.3 構(gòu)建資源數(shù)據(jù)庫(kù)

地理信息系統(tǒng)是一個(gè)空間容量大、數(shù)據(jù)層級(jí)多的系統(tǒng)類(lèi)型，應(yīng)用的技術(shù)豐富且先進(jìn)，支撐著數(shù)據(jù)信息的一體化管理[3]。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的前期階段，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)使用現(xiàn)狀、地質(zhì)條件、存儲(chǔ)含量等信息的全面收集。通過(guò)對(duì)這些信息的分類(lèi)和錄入，可以構(gòu)建不同類(lèi)型的資源數(shù)據(jù)庫(kù)，反映地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的各類(lèi)信息。在資源數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建完成后，基本可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人工資源管理的完全替代，既克服了人工管理中可能存在的失真、缺損等不足，又大量節(jié)約了人力資本，提高了資源管理效率。

3.4 預(yù)測(cè)異常情況

地理信息系統(tǒng)對(duì)異常情況的預(yù)測(cè)是基于數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)的。在對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查完成初步分析后，地理信息系統(tǒng)能夠描述出地質(zhì)中礦產(chǎn)的位置分布和成分屬性，并運(yùn)用符號(hào)加以標(biāo)記。這一過(guò)程中，主要應(yīng)用到空間模擬、空間疊加等功能，通過(guò)標(biāo)記來(lái)建立空間模式，判斷各項(xiàng)信息在空間分布上的相互關(guān)系，最終確定礦產(chǎn)位置。這里需要指出的是，確定礦產(chǎn)位置是不斷篩選的過(guò)程，地理信息系統(tǒng)將本階段判斷出的礦產(chǎn)位置結(jié)果與新錄入的信息進(jìn)行再次融合，在多次疊加處理后進(jìn)行全體信息的匹配，最終排除信息匹配中的異常情況，確定礦產(chǎn)位置。

3.5 評(píng)價(jià)工作流程

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，地理信息系統(tǒng)的運(yùn)行流程主要包含一下三個(gè)方面。一是充分收集和分析現(xiàn)場(chǎng)信息，對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)和管理，從而構(gòu)建特定空間有關(guān)的資源庫(kù)。二是通過(guò)建立模型，進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)的空間分析，同地質(zhì)礦產(chǎn)、成礦規(guī)律等現(xiàn)實(shí)進(jìn)行比對(duì)，深入挖掘表面信息的內(nèi)涵，并進(jìn)行深入分析，從而促進(jìn)現(xiàn)有信息實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化和可視化。三是根據(jù)數(shù)據(jù)源信息構(gòu)建不同的圖層，通過(guò)分類(lèi)和疊加功能，對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息進(jìn)行全面綜合分析，提高礦產(chǎn)靶區(qū)圈定范圍的準(zhǔn)確度和精度。

4 優(yōu)化地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用策略

4.1 構(gòu)建和完善地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)

地理信息系統(tǒng)在對(duì)各項(xiàng)信息進(jìn)行分析時(shí)，是基于數(shù)據(jù)展開(kāi)的。因此，要在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中完善地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用，需要以數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建為前提，不斷完善數(shù)據(jù)庫(kù)的版塊設(shè)計(jì)，豐富地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，關(guān)于基本情況描述、主要參數(shù)、處理結(jié)果等信息，需要根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)格有選擇性地錄入和存儲(chǔ)，以保證有效信息科學(xué)地收集和整理。因此，要構(gòu)建專(zhuān)業(yè)化的信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，增強(qiáng)信息的一致性和規(guī)范性。地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)需要伴隨著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查進(jìn)行持續(xù)的更新、細(xì)化和拓展，既不能一蹴而就，也不會(huì)一勞永逸，要根據(jù)業(yè)務(wù)需要而發(fā)展，以保證數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的有效性。

4.2 加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)融合應(yīng)用

伴隨著科技的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)中可以應(yīng)用到的技術(shù)也愈發(fā)廣泛，諸如激光雷達(dá)、室內(nèi)定位、立體攝像、點(diǎn)云處理技術(shù)等逐漸滲透到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中。新時(shí)期的地理信息系統(tǒng)是在多技術(shù)融合支撐下才能更好發(fā)揮勘查效能的體系，要加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的融合使用。一方面，要借助云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)支撐建設(shè)云平臺(tái)，搭建云工作站，將業(yè)務(wù)工作模塊化，提高業(yè)務(wù)效率和質(zhì)量。另一方面，應(yīng)用GIS技術(shù)加強(qiáng)對(duì)圖形信息的管理工作，細(xì)化存儲(chǔ)、處理、分類(lèi)等，優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用結(jié)果。此外，加強(qiáng)IT技術(shù)在各類(lèi)技術(shù)應(yīng)用中的滲透，IT技術(shù)可以為其他類(lèi)型技術(shù)的升級(jí)和拓展提供有力支撐和拓展渠道，以?xún)?yōu)化地理信息系統(tǒng)的工作模式。

4.3 對(duì)外吸引高端人才和技術(shù)

地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展離不開(kāi)軟件環(huán)境和硬件環(huán)境的支撐。軟條件方面，主要包含技術(shù)和人才。其中，人才是技術(shù)得以使用的前提。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，要重視對(duì)優(yōu)秀人才的“培”“引”工作，優(yōu)化人才管理機(jī)制，支持和引導(dǎo)人才的培育和引進(jìn)工作，創(chuàng)設(shè)良好的人才發(fā)展環(huán)境。在硬條件方面，主要是指設(shè)備的更新?lián)Q代，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查相關(guān)單位需要高度重視設(shè)備的升級(jí)，科學(xué)安排設(shè)備的資金投入，盡可能提高設(shè)備更新的頻率，以保證所使用的設(shè)備始終處于專(zhuān)業(yè)前沿，提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語(yǔ)

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查具有重要的價(jià)值。地理信息系統(tǒng)作為綜合化、現(xiàn)代化、技術(shù)化的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，具有優(yōu)秀的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、管理等能力，應(yīng)用范圍愈發(fā)廣泛，應(yīng)用價(jià)值日漸提升，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。深入落實(shí)地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中各方面的應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的效率和質(zhì)量，促進(jìn)礦產(chǎn)行業(yè)的良性發(fā)展。