劉錦秀

(青海省地質(zhì)調(diào)查院 青海省青藏高原北部地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810012)

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地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)中三維地形與二維影像數(shù)據(jù)集成研究

劉錦秀

(青海省地質(zhì)調(diào)查院 青海省青藏高原北部地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810012)

礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用，而地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)的精度和準(zhǔn)確性直接影響到礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)工作?；诖耍瑸榱溯o助地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)工作，結(jié)合實(shí)例分析，提出了一種三維地形與二維影像多源數(shù)據(jù)集成方法，以GIS軟件為基礎(chǔ)，建立地形的三維影響模型，再借助二維影像方法，結(jié)合三維模型與多源數(shù)據(jù)集成，進(jìn)行地質(zhì)解釋，這種方法能夠有效提升地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和勘查精度，對(duì)后期礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)工作有著重要的指導(dǎo)作用。

地質(zhì)找礦；三維地形；二維影像數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)集成

1 三維地形與二維影像數(shù)據(jù)集成技術(shù)路線

1.1數(shù)據(jù)源

本文提出的地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)三維地形與二維影像數(shù)據(jù)集成方法采用的數(shù)據(jù)包括3個(gè)：比例尺為1∶10 000的地形圖；比例尺為1∶10 000的pan 0.6 m數(shù)據(jù)；比例尺為1∶10 000的QB(快鳥(niǎo)數(shù)據(jù))多光譜2.4 m數(shù)據(jù)。

1.2方法及技術(shù)路線

首先，是DEM數(shù)據(jù)的建立；圖像信息的提取；對(duì)QB(快鳥(niǎo)數(shù)據(jù))和DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理，保證兩種數(shù)據(jù)具有投影信息的一致性，以此來(lái)為后期制作三維地形模型奠定基礎(chǔ)；三維影像圖像的生成；形成找礦靶區(qū)。

2 三維模型輔助二維影像遙感地質(zhì)解釋

三維地形模型輔助二維影像遙感進(jìn)行地質(zhì)解釋的過(guò)程中影像遵循以下原則：在地質(zhì)解釋的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)以二維遙感圖像解釋為基礎(chǔ)，利用三維模型能夠?qū)r層特點(diǎn)進(jìn)行直觀的解釋，因此在二維遙感圖像解釋的基礎(chǔ)上加入三維模型，以此來(lái)提升解釋的精準(zhǔn)性，之后與相關(guān)地質(zhì)資料為參考依據(jù)，則可以分析判斷出可能成礦的地區(qū)或區(qū)域，相較于原來(lái)的分析區(qū)域而言，此區(qū)域范圍要更小一些，雖然范圍縮小，但仍不能圈定成礦靶區(qū)，需要進(jìn)行后續(xù)多源數(shù)據(jù)集成工作才能夠?qū)崿F(xiàn)成礦靶區(qū)的圈定。

地質(zhì)解釋主要是對(duì)各個(gè)圖層進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋，在采集各個(gè)圖層數(shù)據(jù)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)保證使用軟件的一致性，只有這樣才能夠保證地質(zhì)解釋過(guò)程中數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和軟件的兼容。主要采集的數(shù)據(jù)包括：巖層底層數(shù)據(jù)采集，不同種類巖性地物在遙感影像上的成像規(guī)律有著一定的差異性，以此為依據(jù)進(jìn)行采集，在影像圖中劃定地質(zhì)界線，利用同一符號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，將符號(hào)標(biāo)識(shí)和地質(zhì)年代作為各個(gè)巖層底層數(shù)據(jù)的屬性值；構(gòu)造數(shù)據(jù)采集，在遙感影像上，不同構(gòu)造在線性、地層空間及環(huán)形線紋理的展布形態(tài)都有著各自特點(diǎn)，以此為依據(jù)可以對(duì)構(gòu)造數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，并賦予其屬性值。

3 多源數(shù)據(jù)集成

多源數(shù)據(jù)集成過(guò)程主要可以分為3個(gè)步驟，具體來(lái)說(shuō)如下：

1) 在遙感圖像中將成礦因素信息提取出來(lái)，對(duì)這些成礦因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分類，以數(shù)據(jù)的差異性為分類標(biāo)準(zhǔn)，將其存儲(chǔ)于不同的圖層中。主要包括3個(gè)方面：a第1圖層即礦源層信息數(shù)據(jù)采集。一般來(lái)說(shuō)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料及礦床成礦的核心信息來(lái)確定數(shù)據(jù)提取的首要任務(wù)，本文假設(shè)核心信息為熱水沉積，因此首先對(duì)礦源層信息數(shù)據(jù)進(jìn)行提??；b第2圖層即構(gòu)造改造信息數(shù)據(jù)的采集。通過(guò)采集和提取構(gòu)造改造信息數(shù)據(jù)能夠?qū)?gòu)造碎裂巖帶進(jìn)行反映和體現(xiàn)，而構(gòu)造碎裂巖帶與地區(qū)成礦有著密不可分的關(guān)系，對(duì)成礦有著重要的控制作用；c第3圖層即變質(zhì)熱液蝕變改造信息的采集。尤其需要注意的是，在一些地區(qū)，變質(zhì)熱液蝕變與成礦是相伴而生的，二者有著密切的關(guān)系，因此對(duì)其數(shù)據(jù)信息的采集至關(guān)重要[1]。

2) 借助GIS軟件中的空間疊加功能，實(shí)現(xiàn)上述3類多源數(shù)據(jù)的空間疊加，以此來(lái)得到地質(zhì)找礦的主要方向。

3) 確定找礦風(fēng)向。在緩沖區(qū)域分析的過(guò)程中，以分析結(jié)果為基礎(chǔ)能夠確定找礦方向，進(jìn)而在可能成礦區(qū)域中圈定地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)靶區(qū)。

4 實(shí)例分析

4.1研究地區(qū)地質(zhì)概況分析

以彝良縣苗寨地區(qū)地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)為例，以該地區(qū)巖石組合為依據(jù)，利用遙感地質(zhì)解釋在遙感圖像中顯示最小可解單元，將最小可解單元作為地質(zhì)解釋工作劃分的巖性及巖性組合基本單元，參考彝良縣苗寨地區(qū)地質(zhì)資料，賦予地質(zhì)年代。彝良縣苗寨地區(qū)大地構(gòu)造在揚(yáng)子板塊西緣，具體位置在康滇隆起帶東側(cè)，從展布特征上來(lái)看，解釋區(qū)巖性單元為褶皺樞紐近似NE-SW向北傾伏的復(fù)試背斜構(gòu)造，整個(gè)構(gòu)造形態(tài)相對(duì)完整，出露的地層主要包括晚古生代泥盆系、二疊系以及中生代三疊系地層，各個(gè)地層在展布上級(jí)構(gòu)造格架上特點(diǎn)一致，在礦源層上層為上石巖統(tǒng)計(jì)上泥盆統(tǒng)[2]。

4.2三維地形與二維影像數(shù)據(jù)集成結(jié)果分析

按照上述技術(shù)流程，在彝良縣苗寨地區(qū)地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)中應(yīng)用三維地形模型與二位影像數(shù)據(jù)集成分析方法，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域解釋信息采集主要包括礦化蝕變信息、構(gòu)造解釋信息及巖性地層信息3個(gè)數(shù)據(jù)，從這3個(gè)方面數(shù)據(jù)著手進(jìn)行多源數(shù)據(jù)集成，具體流程如圖1所示。

通過(guò)多源數(shù)據(jù)集合，最終分析得出了4個(gè)找礦靶區(qū)，具體來(lái)說(shuō)如下：

1) 背斜東翼鉛鋅礦找礦靶區(qū)

在林家坪斷層深部，首先以地球物理探礦方法對(duì)段層下部深部進(jìn)行預(yù)測(cè)，看其是否存在頁(yè)巖巖組、石碳系灰?guī)r及展布空間位置，之后對(duì)深部盲礦體進(jìn)行預(yù)測(cè)，最后預(yù)測(cè)含礦地層地表鉛鋅礦產(chǎn)。

2) 杉樹(shù)灣鉛鋅找礦靶區(qū)

經(jīng)過(guò)三維地形與二維影像數(shù)據(jù)集成分析，圈定了杉樹(shù)灣鉛鋅找礦靶區(qū)，主要位于背斜西翼大伙房，包括頁(yè)巖、石炭系灰?guī)r及白云巖巖組等，主要有白云巖、硅質(zhì)白云巖，遙感解釋硅質(zhì)條帶影像相對(duì)密集，呈現(xiàn)出了脈狀、透鏡狀的強(qiáng)硅化蝕變帶，是找礦的重要標(biāo)志。

圖1 彝良縣苗寨地區(qū)地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)多源數(shù)據(jù)集成流程

3) 閻王橋鉛鋅礦找礦靶區(qū)

此靶區(qū)區(qū)域內(nèi)的主要容礦地層為泥盆系碎屑巖彥祖，包括白云巖及硅質(zhì)白云巖，呈現(xiàn)出北西方向、北北方向及北東方向的斷裂發(fā)育，這些斷裂發(fā)育有著相互交匯的特點(diǎn)，是容礦、倒礦的優(yōu)良構(gòu)造[3]。

4) 麻腳鉛鋅礦找礦靶區(qū)

此靶區(qū)區(qū)域內(nèi)地層為泥盆系白云巖及泥盆系灰?guī)r巖組，在北西方向、北東方向及北東東向等方向上有著線性剪切構(gòu)造，這些構(gòu)造發(fā)育呈現(xiàn)出相互交匯和相互剪切的特點(diǎn)，從而形成了線性的構(gòu)造碎裂巖帶，是良好的鉛鋅礦成礦地帶。

5 結(jié) 論

綜上所述，相較于二維影像來(lái)說(shuō)，建立三維地形模型更有空間感，能夠形象的反映出地質(zhì)地貌自然景觀及不同巖性的特殊性，為地質(zhì)解釋提供了有力依據(jù)，之后通過(guò)三維地形和二維遙感影像解釋的多源數(shù)據(jù)集成能夠圈定找礦靶區(qū)，對(duì)于提升地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)精度和效率有著重要的作用。

[1] 林輝, 何安國(guó), 李際平. 高分辨率遙感及其應(yīng)用[M]. 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社, 2014.

[2] 褚進(jìn)海, 彭鵬, 李鄭, 等. 基于GIS技術(shù)的三維礦山遙感可視化方法研究[J]. 安徽地質(zhì), 2009(2).

[3] 陳越, 許惠平, 陳華根. 地理信息系統(tǒng)中矢量數(shù)據(jù)的三維可視化技術(shù)[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004(9).

AResearchon3DTerrainand2DImageDataIntergrationinGeologicalProspecting

LIU Jingxiu

(QinghaiGeologicalSurveyInstitute,StateKeyLaboratoryofNorthernQinghai-TibetPlateauGeologicalProcessesandMineralResources,Xining,Qinghai810012,China)

The exploitation of mineral resources plays an important role in promoting the development of national economy. The precision and accuracy of the prediction of geological prospecting directly affect the development of mineral resources. Based on this result to assist the geological prospecting work, this paper in analysis, we put forward an integrated method of 3D terrain and 2D image data on GIS software to build 3D terrain model with 2D imaging method, by combining with the 3D model, the integration of multi-source data and geological interpretation. This method can effectively enhance the geological prospecting and exploration, including scientific and accurate precision, as has an important guiding role in development of mineral resources to work late.

Geological prospecting; 3D terrain; 2D image data; Data integration

2016-08-30

劉錦秀(1988-)，女，重慶市人，測(cè)繪工程師，研究方向：GIS建庫(kù)與制圖，手機(jī)：18209717733，E-mail：ljxx0112@126.com.

P627

：Bdoi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.04.012