GIS用于地質礦產資源評價的實踐效果評價

張智寬

（廣西壯族自治區第三地質隊 廣西欽州 535000）

GIS用于地質礦產資源評價的實踐效果評價

張智寬

（廣西壯族自治區第三地質隊 廣西欽州 535000）

本文詳細論述了GIS技術研究方向和主要類型，針對其在礦產資源評價中的應用進行了優越性及可行性分析，重點介紹了GIS評價步驟及需要注意的關鍵問題。

GIS；地質礦產資源；評價；效果

GIS中文名稱地理信息系統（Geographic Information System），是一種空間數據管理系統，主要由計算機硬件和軟件設計而成，用于地理信息的采集、管理、分析和建模等過程。該系統綜合性極強，涉及地理學、測繪學、統計學和計算機科學等多門學科，在地質礦產資源評價中發揮極其重要的作用，受到國內外科技工作者的廣泛關注和研究。目前世界上常用的GIS軟件多達數百種。

在地質礦產資源評價領域，GIS軟件在計算機系統管理下，能對地質、地球物理和化學、遙感等多元信息進行集成，管理并分析有效信息，成功改善了傳統地質礦產資源評價方法，在實踐應用中總體評價效果較好。

1 GIS主要研究方向及類型

1.1 萬維網GIS

萬維網GIS又稱Web GIS或者Internet GIS，是一種開放式地理信息系統，通過互聯網技術環境進行擴展，以實現交互操作。用戶只需要利用WWW瀏覽GIS中的空間數據并進行修改、編輯和圖形制作，還能進行空間和模型分析，也可發布信息[1]。

Web GIS優勢在于適應性強、易維護、操作簡單、高時效性等，該系統開發和應用的成本低，代表產品ESRI公司的MapObjects IMS和國家遙感工程中心GeoBeans地網等。

1.2 3D GIS

3D GIS能對現實世界進行較好的還原，并能分析、操作三維空間，3D GIS與傳統的2D GIS功能相比，還具有可視化2.5維和3維對象的能力，對三維空間DBMS進行管理和空間分析，能及時吸納現代數據獲取技術和大數據處理技術的精髓。3D GIS已經在城市規劃、決策管理、服務業等領域得到廣泛應用。

1.3 虛擬現實GIS

虛擬現實GIS是將虛擬現實技術與GIS技術的某些功能相結合產生的一種地理信息系統，簡稱RV GIS。該技術綜合性強，通過視、聽等感知與三維虛擬鏡像進行交互。該技術可實現地學研究及地理空間可視化等功能，因此對數字化城市和地球的實現和發展非常有益。

2 GIS在地質礦產資源評價中的應用

在地質礦產資源評價中，GIS技術能對地質地理、遙感和地球物理化學等多元化信息進行采集、管理和分析，將這些信息綜合運用到地質構造運動、巖漿活動、礦石形成、空間演化規律和礦床找礦標志等地質礦產資源的評價活動中。因此，GIS在地質礦產資源系列過程中扮演重要角色。

2.1 GIS在地質礦產資源評價的優越性和可行性分析

GIS具備強大的數據庫管理和空間分析能力，成功解決了傳統技術遇到的諸多難題，如地質數據的龐雜性和時空性，在地質礦產資源評價表現出眾多優勢。

2.1.1 實現長期保存數據和圖件

因GIS具備數據庫和圖庫管理功能，這使得相關地質圖件和數據的長期保存及修改變為可能。根據GIS相關功能建立各種模型導出數據庫，通過圖層方便、有序地管理礦產資源評價空間數據庫。而GIS“獨立條件圖層”能夠提取多源地學數據（如地、物、化、遙的屬性及空間信息）而生成中間圖層，這些圖層有利于進行礦產定量預測[2]。

2.1.2 多源信息疊加分析

GIS具備專題圖層管理功能，可將多學科、多層次的圖形快速疊加并按自己的構思自由組合，同時方便建立模型和對空間的模擬分析，使數據分析更高效、定量化。

2.1.3 快捷完成空間信息查詢和檢索

利用GIS在對空間信息進行查詢和檢索時，既可以根據專題屬性如地質圖層檢索巖漿、巖地質體，又可實現不同專題數據空間交互的查詢。

2.1.4 空間分析能力強大

強大的空間分析能是GIS區別于傳統地理信息系統的最大特點，尤其是在礦產資源評價過程中顯得格外重要。GIS空間分析能力包括空間的疊加、相鄰關系、緩沖區及地形分析等功能，還能進行空間信息如面積、距離等的計算，實現對各種地質體、多種空間關系的定量計算和分析。

2.1.5 可視化與反復檢驗

利用DEM、TIN等模型能有效實現各類空間測量的可視化，從而將GIS可視化功能與成礦信息數據相結合。同時，GIS能保證成礦預測可視化和資源評價工作可反復檢驗等。

2.1.6 提供高質量預測成果圖件

GIS可對各種控礦因素進行疊加、統計分析，通過生成高視覺效果的統計圖表，再結合研究區域地質背景，分析其區域特征及在成礦預測中的有利程度。

2.2 利用GIS進行地質礦產資源評價的六大步驟

（1）建立空間數據庫

收集研究范圍內的各種地學數據，如地、物、化、遙的屬性及空間信息等，將信息預處理后建立多元信息空間數據庫，將各類圖件進行數字化處理。

（2）提取有效信息并用GIS處理

對收集到的多元信息進行分析并提取其中有意義的部分，并利用GIS強大的統計分析功能處理這些數據。

（3）圈定化探異常和航磁異常，并對遙感數據進行必要的解釋[3]。

（4）建立找礦模型

利用多源信息數據庫，利用GIS提取和生成專題圖層，并根據確定的地質評價因子，分析成礦規律后建立綜合找礦模型。

（5）結合研究范圍內的實際情況，確定找礦標志。

（6）確定靶區

利用GIS具備的可視化功能，反映出找礦標志的空間關系，并據此進行礦產資源評價工作，確定出靶區，最終編制并輸出成果圖件。

利用GIS進行地質礦產資源評價的六大步驟概括起來即建立待測區資料數據庫，根據模型確定找礦標志，圈定預測區。其中，應重點在多元地學信息資料分析基礎上加強對礦床模型的研究。

3 應用GIS進行礦產資源評價的關鍵問題

GIS技術能否成功進行地質礦產資源評價取決于對預測區成礦實際認識程度、所建數據庫靈活性及空間分析方法是否合理等，具體表現在以下三個方面：

3.1 高質量的空間與非空間數據集成

在礦產資源評價中，不可避免要涉及對現存數據的利用問題。而現存數據是不同單位根據不同目的、采用不同方法獲取并存儲的，必然導致同一地區數據存在某些方面的不同，如存儲格式，給數據集成管理和數據分析帶來困難。

因此，實際應用GIS技術之前，必須采用多種方法先對數據進行預處理，如格式轉換等。數據準備占據了基于GIS礦產資源評價的大部分工作內容。

3.2 多源地學有效信息的集成管理

應用GIS進行礦產資源評價的效率很大程度上取決于所建數據庫的質量。預測中極易出現問題，如缺乏地質知識及數據庫設計不合理等。因此，基于GIS的數據庫設計原則為具備最大查詢能力。

對地質礦產資源評價的多源信息的管理有兩種方式：①建立區域綜合信息系統，檢索出所需的全部信息，然后在GIS中進行空間分析；②評價項目通過建立相應的數據庫并管理綜合地學信息[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在礦產資源評價中的應用水平。對礦產資源能否預測成功，很大程度上取決于預測模型的建立。根據研究區工作程度的差別可將礦產資源空間分析方法分為兩類，即經驗分析法和理論分析法。經驗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。

在數據豐富的地區，可采用數據驅動法；在礦床未知或已知很少的情況下，相關信息由遙感、地球物理等數據進行推斷，數據驅動法不可用。

4 結語

對礦產資源評價很大程度上依賴地質學家對數據的獲取、存儲、分析和解釋等的能力。隨著對預測方法的深入研究及GIS軟件功能的不斷增強和完善，GIS必將在礦產資源評價工作中發揮巨大作用。雖然就目前的技術水平來看，該技術在礦產資源評價領域仍有很多待解決的問題，但是該技術發展應用前景十分廣闊，比如開發預測礦產資源專用系統、提高基于GIS的礦床空間定位準確率、多維礦產資源評價模型的建立等都依賴于GIS技術水平的發展。

[1]馬闖，林子瑜.GIS技術體系及其在礦產資源評價中的應用[J].中國科技信息，2008，22：117～119.

[2]劉 波，鄒時林，谷 珊.GIS在礦產資源評價中的應用[J].金屬礦山，2010，02：128～132.

[3]徐翠玲，錢壯志，梁婷.GIS在礦產資源評價中的應用[J].西安文理學院學報（自然科學版），2006，04：104～107.

[4]吳景勤.GIS在地質礦產資源評價中的應用[J].地礦測繪，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，主要從事地質研究工作。