■鞠霞 姚娟

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院 河南鄭州450001）

剖析GIS技術(shù)成礦預(yù)測方法及應(yīng)用

■鞠霞 姚娟

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院 河南鄭州450001）

面對21世紀對礦產(chǎn)資源需求的嚴峻形勢，礦產(chǎn)預(yù)測研究將面臨新的機遇與挑戰(zhàn)，我國礦產(chǎn)預(yù)測工作的發(fā)展和各種地學(xué)數(shù)據(jù)的急劇增長，GIS在礦產(chǎn)預(yù)測工作中的應(yīng)用研究將隨著地學(xué)信息科學(xué)的發(fā)展日益普及和深化。這一技術(shù)已被引入到成礦預(yù)測工作中，取得了不少成果。本文分析了GIS成礦預(yù)測的方法，提出了基于GIS技術(shù)進行成礦區(qū)預(yù)測的應(yīng)用。

GIS成礦預(yù)測方法應(yīng)用

1　 GIS成礦預(yù)測方法比較

1.1布爾邏輯法

布爾邏輯法是在成礦規(guī)律分析基礎(chǔ)上，根據(jù)各個成礦因素對成礦的有利程度，在GIS軟件中將每個成礦因素（圖層）進行二值化（True，F(xiàn)alse）或（0，1）。對于每個圖層中的單個要素，如果對成礦有利則賦值為1，否則為0。

1.2代數(shù)法

代數(shù)法是布爾邏輯法的擴展。代數(shù)法對于各個成礦因素中的要素不是簡單的賦值1或0，而是根據(jù)一定的規(guī)則對這些數(shù)據(jù)圖層進行一系列的分數(shù)賦值，規(guī)則的確定可以由地質(zhì)專家來評定，也可以按照一定的規(guī)則劃分相應(yīng)的數(shù)據(jù)級別和分數(shù)。在確定圖層內(nèi)的要素數(shù)值的同時，也可以確定圖層間的數(shù)值關(guān)系（權(quán)重），這樣對每個圖層、圖層內(nèi)要素賦值后，就可以開展綜合計算。

1.3模糊邏輯法

在模糊邏輯法中，各個成礦圖層要素能夠進行定量化的連續(xù)賦值。模糊邏輯法是在模糊關(guān)系值基礎(chǔ)上通過模糊代數(shù)運算來實現(xiàn)對多個成礦要素圖層綜合。模糊關(guān)系值則是反應(yīng)模糊集合中各個要素的重要性程度，其位于（0，1）之間，具體數(shù)值的確定可以通過基于模糊關(guān)系的隸屬函數(shù)，也可以通過地質(zhì)專家的主觀判斷給定。在GIS格式的數(shù)據(jù)屬性中，成礦因素圖層的每個數(shù)據(jù)級別都和模糊關(guān)系值相互聯(lián)系，模糊關(guān)系值本質(zhì)上是各個成礦要素的相對重要性和同一個成礦要素內(nèi)不同數(shù)據(jù)之間的相對重要性。

1.4證據(jù)加權(quán)法

證據(jù)加權(quán)法是一種基于貝葉斯規(guī)則和條件概率基礎(chǔ)上的成礦預(yù)測方法。在證據(jù)加權(quán)中，各個成礦預(yù)測因素可以被定量化為反映成礦有利度高低的數(shù)值。證據(jù)加權(quán)法進行金礦成礦預(yù)測一般包括四個步驟：①各證據(jù)因子的二值化處理；②先驗概率估算；③計算證據(jù)因子的權(quán)重值；④計算預(yù)測圖。

1.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

在成礦預(yù)測中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是分類的工具，其過程是先建立一個與金礦成礦有關(guān)的成礦要素圖層，然后將這些先驗的成礦信息輸入，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，建立未知區(qū)域與已知礦床區(qū)域的關(guān)聯(lián)，一旦經(jīng)過訓(xùn)練，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以用于確定研究區(qū)任何一點的有利程度。

2　 GIS在成礦預(yù)測中的應(yīng)用過程

基于GIS綜合信息礦產(chǎn)預(yù)測是本文主要采用的預(yù)測方法。具體步驟如下：

（1）資料的收集和準備：搜集研究區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的地、物、化、遙等資料。如有可能，在缺乏資料的地區(qū)補充采集資料。包括已開采礦區(qū)和預(yù)測工作區(qū)的文字資料和圖形影像資料等。

（2）數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)庫的建立：通過對數(shù)據(jù)進行分析整理進行合理分層，對地質(zhì)、物探、化探、遙感信息進行詳細分析，并根據(jù)需要利用GIS工具對數(shù)據(jù)做相應(yīng)的分析和處理（如物化探異常的圈定，遙感數(shù)據(jù)的解譯等），利用GIS工具（如ARCGIS，MAPGIS）建立空間數(shù)據(jù)庫，并對屬性數(shù)據(jù)用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行管理，建庫時要解決現(xiàn)存數(shù)據(jù)的集成問題：比例尺、定位與投影方式、數(shù)據(jù)精度與格式等。

（3）控礦因素的分析及找礦模型的建立：在分析區(qū)域的成礦規(guī)律基礎(chǔ)上，確定控礦因素，建立礦床的描述性模型，列出所有的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、遙感等找礦標志。

（4）模型的定量化與轉(zhuǎn)換：從每一個描述性模型中選擇出能確定該類型礦床存在與否的重要標志和一般性標志，并將其定量化，包括單個空間關(guān)系的確定和量化以及多個空間關(guān)系集成的量化，確定空間分析的方法并轉(zhuǎn)換成GIS可以表示和處理的形式。

（5）預(yù)測GIS系統(tǒng)的開發(fā)及成礦預(yù)測：組建二次開發(fā)GIS預(yù)測系統(tǒng)，利用GIS提供的可視化空間分析功能，進行礦產(chǎn)資源綜合分析與評價，利用總結(jié)的成礦因素進行多源信息成礦預(yù)測并圈定預(yù)測靶區(qū)。

3　 GIS在成礦預(yù)測中的實現(xiàn)方法

在礦的勘測過程中，巖石的碎屑中伴隨著一定數(shù)量的磁性礦物的富集。通過對對異常進行化極處理，磁異常的弱信息進行增強在數(shù)據(jù)窗口內(nèi)計算磁場的水平梯度和垂直梯度（即一階水平導(dǎo)數(shù)與垂直導(dǎo)數(shù)）的乘，構(gòu)成濾波器。計算每一測點的濾波系數(shù)Mj。

Mj給出的是總信號功率的量，，具有增強弱信號的作用。從而突出弱異常，壓制干擾背景。通過對鈾礦化區(qū)磁異常航磁化極異常到航磁剩余異常增強的應(yīng)用，分離了背景值和成礦異常值之間的信息，突出了鈾礦異常區(qū)范圍，縮小了預(yù)測的成礦遠景。從而降低勘探風(fēng)險，有助于提高找礦的成功率

4　小結(jié)

地理信息系統(tǒng)（GIS）是綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的一種計算機軟硬件技術(shù)系統(tǒng)。借助地理信息系統(tǒng)能實現(xiàn)空間（幾何）數(shù)據(jù)和屬性（非幾何）數(shù)據(jù)的輸入、存儲、更新、檢索、查詢、編輯、修改、運算、分析處理、圖形顯示、輸出等工作。綜合信息成礦預(yù)測就其本質(zhì)而言，是空間分析問題，它研究的是點（礦床、礦點）、線（斷層、構(gòu)造線）、面（地層、巖體、各種物化探異常）之間的空間關(guān)系。地理信息系統(tǒng)正是研究點、線、面（區(qū)）空間系統(tǒng)的有力工具。因此地理信息系統(tǒng)（GIS）為綜合信息成礦預(yù)測提供了強有力的技術(shù)支撐。地理信息系統(tǒng)（GIS）支撐下的綜合信息成礦預(yù)測，在成礦信息的提取、成礦信息的綜合關(guān)聯(lián)分析、預(yù)測過程及預(yù)測結(jié)果的可視化等方面均具有許多常規(guī)地質(zhì)方法不可比擬的優(yōu)點，不但可以極大地提高工作效率，而且在建立研究區(qū)空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進行動態(tài)、定量預(yù)測，促進成礦預(yù)測工作的科學(xué)化，是今后成礦預(yù)測的一個重要發(fā)展方向，必將把傳統(tǒng)的成礦預(yù)測工作推進到一個嶄新的階段。

[1]鄧勇，邱瑞山，羅鑫.基于證據(jù)權(quán)重法的成礦預(yù)測 [J].地質(zhì)通報，2007，26（9）.

[2]楊茂森，黎清華，張淑珍.GIS技術(shù)在山東膠東地區(qū)金礦預(yù)測中的應(yīng)用 [J].山東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005，20（3）：52～55.

F416.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-201-1