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        GIS用于地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的實(shí)踐效果評(píng)價(jià)

        2016-07-12 13:05:58張智寬
        大科技 2016年32期
        關(guān)鍵詞:空間信息礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)

        張智寬

        (廣西壯族自治區(qū)第三地質(zhì)隊(duì) 廣西欽州 535000)

        GIS用于地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的實(shí)踐效果評(píng)價(jià)

        張智寬

        (廣西壯族自治區(qū)第三地質(zhì)隊(duì) 廣西欽州 535000)

        本文詳細(xì)論述了GIS技術(shù)研究方向和主要類型,針對(duì)其在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)越性及可行性分析,重點(diǎn)介紹了GIS評(píng)價(jià)步驟及需要注意的關(guān)鍵問題。

        GIS;地質(zhì)礦產(chǎn)資源;評(píng)價(jià);效果

        GIS中文名稱地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System),是一種空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),主要由計(jì)算機(jī)硬件和軟件設(shè)計(jì)而成,用于地理信息的采集、管理、分析和建模等過程。該系統(tǒng)綜合性極強(qiáng),涉及地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多門學(xué)科,在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中發(fā)揮極其重要的作用,受到國(guó)內(nèi)外科技工作者的廣泛關(guān)注和研究。目前世界上常用的GIS軟件多達(dá)數(shù)百種。

        在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)領(lǐng)域,GIS軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理下,能對(duì)地質(zhì)、地球物理和化學(xué)、遙感等多元信息進(jìn)行集成,管理并分析有效信息,成功改善了傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)方法,在實(shí)踐應(yīng)用中總體評(píng)價(jià)效果較好。

        1 GIS主要研究方向及類型

        1.1 萬(wàn)維網(wǎng)GIS

        萬(wàn)維網(wǎng)GIS又稱Web GIS或者Internet GIS,是一種開放式地理信息系統(tǒng),通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境進(jìn)行擴(kuò)展,以實(shí)現(xiàn)交互操作。用戶只需要利用WWW瀏覽GIS中的空間數(shù)據(jù)并進(jìn)行修改、編輯和圖形制作,還能進(jìn)行空間和模型分析,也可發(fā)布信息[1]。

        Web GIS優(yōu)勢(shì)在于適應(yīng)性強(qiáng)、易維護(hù)、操作簡(jiǎn)單、高時(shí)效性等,該系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的成本低,代表產(chǎn)品ESRI公司的MapObjects IMS和國(guó)家遙感工程中心GeoBeans地網(wǎng)等。

        1.2 3D GIS

        3D GIS能對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行較好的還原,并能分析、操作三維空間,3D GIS與傳統(tǒng)的2D GIS功能相比,還具有可視化2.5維和3維對(duì)象的能力,對(duì)三維空間DBMS進(jìn)行管理和空間分析,能及時(shí)吸納現(xiàn)代數(shù)據(jù)獲取技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的精髓。3D GIS已經(jīng)在城市規(guī)劃、決策管理、服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

        1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)GIS

        虛擬現(xiàn)實(shí)GIS是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GIS技術(shù)的某些功能相結(jié)合產(chǎn)生的一種地理信息系統(tǒng),簡(jiǎn)稱RV GIS。該技術(shù)綜合性強(qiáng),通過視、聽等感知與三維虛擬鏡像進(jìn)行交互。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)地學(xué)研究及地理空間可視化等功能,因此對(duì)數(shù)字化城市和地球的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展非常有益。

        2 GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

        在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中,GIS技術(shù)能對(duì)地質(zhì)地理、遙感和地球物理化學(xué)等多元化信息進(jìn)行采集、管理和分析,將這些信息綜合運(yùn)用到地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、礦石形成、空間演化規(guī)律和礦床找礦標(biāo)志等地質(zhì)礦產(chǎn)資源的評(píng)價(jià)活動(dòng)中。因此,GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源系列過程中扮演重要角色。

        2.1 GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的優(yōu)越性和可行性分析

        GIS具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和空間分析能力,成功解決了傳統(tǒng)技術(shù)遇到的諸多難題,如地質(zhì)數(shù)據(jù)的龐雜性和時(shí)空性,在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)表現(xiàn)出眾多優(yōu)勢(shì)。

        2.1.1 實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)和圖件

        因GIS具備數(shù)據(jù)庫(kù)和圖庫(kù)管理功能,這使得相關(guān)地質(zhì)圖件和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存及修改變?yōu)榭赡堋8鶕?jù)GIS相關(guān)功能建立各種模型導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫(kù),通過圖層方便、有序地管理礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)空間數(shù)據(jù)庫(kù)。而GIS“獨(dú)立條件圖層”能夠提取多源地學(xué)數(shù)據(jù)(如地、物、化、遙的屬性及空間信息)而生成中間圖層,這些圖層有利于進(jìn)行礦產(chǎn)定量預(yù)測(cè)[2]。

        2.1.2 多源信息疊加分析

        GIS具備專題圖層管理功能,可將多學(xué)科、多層次的圖形快速疊加并按自己的構(gòu)思自由組合,同時(shí)方便建立模型和對(duì)空間的模擬分析,使數(shù)據(jù)分析更高效、定量化。

        2.1.3 快捷完成空間信息查詢和檢索

        利用GIS在對(duì)空間信息進(jìn)行查詢和檢索時(shí),既可以根據(jù)專題屬性如地質(zhì)圖層檢索巖漿、巖地質(zhì)體,又可實(shí)現(xiàn)不同專題數(shù)據(jù)空間交互的查詢。

        2.1.4 空間分析能力強(qiáng)大

        強(qiáng)大的空間分析能是GIS區(qū)別于傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的最大特點(diǎn),尤其是在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)過程中顯得格外重要。GIS空間分析能力包括空間的疊加、相鄰關(guān)系、緩沖區(qū)及地形分析等功能,還能進(jìn)行空間信息如面積、距離等的計(jì)算,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種地質(zhì)體、多種空間關(guān)系的定量計(jì)算和分析。

        2.1.5 可視化與反復(fù)檢驗(yàn)

        利用DEM、TIN等模型能有效實(shí)現(xiàn)各類空間測(cè)量的可視化,從而將GIS可視化功能與成礦信息數(shù)據(jù)相結(jié)合。同時(shí),GIS能保證成礦預(yù)測(cè)可視化和資源評(píng)價(jià)工作可反復(fù)檢驗(yàn)等。

        2.1.6 提供高質(zhì)量預(yù)測(cè)成果圖件

        GIS可對(duì)各種控礦因素進(jìn)行疊加、統(tǒng)計(jì)分析,通過生成高視覺效果的統(tǒng)計(jì)圖表,再結(jié)合研究區(qū)域地質(zhì)背景,分析其區(qū)域特征及在成礦預(yù)測(cè)中的有利程度。

        2.2 利用GIS進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的六大步驟

        (1)建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)

        收集研究范圍內(nèi)的各種地學(xué)數(shù)據(jù),如地、物、化、遙的屬性及空間信息等,將信息預(yù)處理后建立多元信息空間數(shù)據(jù)庫(kù),將各類圖件進(jìn)行數(shù)字化處理。

        (2)提取有效信息并用GIS處理

        對(duì)收集到的多元信息進(jìn)行分析并提取其中有意義的部分,并利用GIS強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析功能處理這些數(shù)據(jù)。

        (3)圈定化探異常和航磁異常,并對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的解釋[3]。

        (4)建立找礦模型

        利用多源信息數(shù)據(jù)庫(kù),利用GIS提取和生成專題圖層,并根據(jù)確定的地質(zhì)評(píng)價(jià)因子,分析成礦規(guī)律后建立綜合找礦模型。

        (5)結(jié)合研究范圍內(nèi)的實(shí)際情況,確定找礦標(biāo)志。

        (6)確定靶區(qū)

        利用GIS具備的可視化功能,反映出找礦標(biāo)志的空間關(guān)系,并據(jù)此進(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)工作,確定出靶區(qū),最終編制并輸出成果圖件。

        利用GIS進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的六大步驟概括起來(lái)即建立待測(cè)區(qū)資料數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)模型確定找礦標(biāo)志,圈定預(yù)測(cè)區(qū)。其中,應(yīng)重點(diǎn)在多元地學(xué)信息資料分析基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)礦床模型的研究。

        3 應(yīng)用GIS進(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的關(guān)鍵問題

        GIS技術(shù)能否成功進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)取決于對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)成礦實(shí)際認(rèn)識(shí)程度、所建數(shù)據(jù)庫(kù)靈活性及空間分析方法是否合理等,具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

        3.1 高質(zhì)量的空間與非空間數(shù)據(jù)集成

        在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中,不可避免要涉及對(duì)現(xiàn)存數(shù)據(jù)的利用問題。而現(xiàn)存數(shù)據(jù)是不同單位根據(jù)不同目的、采用不同方法獲取并存儲(chǔ)的,必然導(dǎo)致同一地區(qū)數(shù)據(jù)存在某些方面的不同,如存儲(chǔ)格式,給數(shù)據(jù)集成管理和數(shù)據(jù)分析帶來(lái)困難。

        因此,實(shí)際應(yīng)用GIS技術(shù)之前,必須采用多種方法先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,如格式轉(zhuǎn)換等。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備占據(jù)了基于GIS礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的大部分工作內(nèi)容。

        3.2 多源地學(xué)有效信息的集成管理

        應(yīng)用GIS進(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的效率很大程度上取決于所建數(shù)據(jù)庫(kù)的質(zhì)量。預(yù)測(cè)中極易出現(xiàn)問題,如缺乏地質(zhì)知識(shí)及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)不合理等。因此,基于GIS的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則為具備最大查詢能力。

        對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的多源信息的管理有兩種方式:①建立區(qū)域綜合信息系統(tǒng),檢索出所需的全部信息,然后在GIS中進(jìn)行空間分析;②評(píng)價(jià)項(xiàng)目通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)并管理綜合地學(xué)信息[4]。

        3.3 基于GIS的空間分析方法

        空間信息綜合分析方法決定了GIS在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用水平。對(duì)礦產(chǎn)資源能否預(yù)測(cè)成功,很大程度上取決于預(yù)測(cè)模型的建立。根據(jù)研究區(qū)工作程度的差別可將礦產(chǎn)資源空間分析方法分為兩類,即經(jīng)驗(yàn)分析法和理論分析法。經(jīng)驗(yàn)分析法借助已知礦床,理論分析法利用的是礦床及成因模型。

        在數(shù)據(jù)豐富的地區(qū),可采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法;在礦床未知或已知很少的情況下,相關(guān)信息由遙感、地球物理等數(shù)據(jù)進(jìn)行推斷,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法不可用。

        4 結(jié)語(yǔ)

        對(duì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)很大程度上依賴地質(zhì)學(xué)家對(duì)數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、分析和解釋等的能力。隨著對(duì)預(yù)測(cè)方法的深入研究及GIS軟件功能的不斷增強(qiáng)和完善,GIS必將在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)工作中發(fā)揮巨大作用。雖然就目前的技術(shù)水平來(lái)看,該技術(shù)在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)領(lǐng)域仍有很多待解決的問題,但是該技術(shù)發(fā)展應(yīng)用前景十分廣闊,比如開發(fā)預(yù)測(cè)礦產(chǎn)資源專用系統(tǒng)、提高基于GIS的礦床空間定位準(zhǔn)確率、多維礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)模型的建立等都依賴于GIS技術(shù)水平的發(fā)展。

        [1]馬闖,林子瑜.GIS技術(shù)體系及其在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息,2008,22:117~119.

        [2]劉 波,鄒時(shí)林,谷 珊.GIS在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].金屬礦山,2010,02:128~132.

        [3]徐翠玲,錢壯志,梁婷.GIS在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,04:104~107.

        [4]吳景勤.GIS在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].地礦測(cè)繪,2003,04:42~45.

        P208

        A

        1004-7344(2016)32-0202-02

        2016-10-27

        張智寬(1989-),男,助理工程師,本科,主要從事地質(zhì)研究工作。

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