GIS在成礦預測中的應用及相關問題研究

梁 敏

(湖南省核工業地質調查院，湖南 長沙 410011)

GIS在成礦預測中的應用及相關問題研究

梁 敏

(湖南省核工業地質調查院，湖南 長沙 410011)

GIS技術即地理信息系統，被廣泛運用于工程施工以及成礦工程的地理信息預測中。將GIS技術在成礦預測中進行運用，不僅能夠有效準確發現礦床的位置，同時也能夠對礦床的規模等基礎信息進行了解。主要針對GIS技術在成礦預測中的應用以及相關問題進行了分析，為我國采礦行業的發展提供了有效的價值支持。

GIS；成礦預測；礦床；空間科學

地理信息系統，即GIS技術，是一種位于信息科學、空間科學以及地球科學三者之間的交叉性質學科，該技術將計算機技術、遙感技術、信息工程以及現代地學等有關技術進行了融合。GIS的運用，主要是為了采集、儲存、管理空間信息以及制圖等。當前階段，在信息技術的基礎上，GIS除了可以對一些要求比較嚴格的高質量圖解進行繪制之外，也可以對各個圖形實體描述性數據進行整理，利用計算機系統詳細的分析地理系統。所以，GIS在成礦預測中運用，是準確得知礦床規模、位置最為有效的技術，但是在實際運用的過程中，依然存在一些不足，影響整體成礦預測效果，基于此文章重點對其進行了分析。

1 成礦預測手段與有關問題

成礦預測是以礦產資源為地質實體，在其根本成因的基礎上對礦床形成分布規律進行研究，利用成礦地質條件的研究結果，對找礦標志進行評價，以了解某一區域或是地段中的未知礦產資源情況與空間位置等[1]。近年來，在地質科學發展的影響下，全新的理論與技術逐漸得到普遍的運用，而成礦預測也歷經了從簡單到復雜的過程，這主要體現為以下幾個方面，例如由單純定性預測向定性和定量預測的轉變，由傳統發展模式轉變至類比與多元統計等預測。

另外，在地質科學發展的影響下，對于成礦規律的研究以及找礦標志的認知也在進行轉變，并且在現如今這個社會，有關人員的成礦預測觀念也逐漸形成，需要出于不同程度對礦產以及相關地質因素、標志聯系進行研究，以此預測找礦的大概方向。

2 GIS在成礦預測中的應用

將GIS應用于成礦預測中，其本身有固定的流程，下文主要對實際應用流程進行了分析。

2.1 資料采集

進行成礦預測的過程中，資料采集是必不可少的階段，其中涵蓋了對文字、圖片、遙感以及數字等多個方面資料的收集，也是日后找礦工作順利進行的前提。

2.2 分析地質與物化探情況

這一環節主要是成礦預測的過程中，對于一些必要背景材料的介紹，一般包含以下幾個方面：1)地質情況。對地質情況的分析，重點需要了解地層出露狀況、地層和成礦聯系、區構造狀況以及構造控礦規律等；2)地球物理情況。分析這一內容時，需要簡單扼要的對重力、磁法、地震以及放射性測量等異常進行介紹，并且明確和成礦之間的區別；3)地球化學特點。分析收集的元素，尤其是對異常的分析，且要注重元素之間的密切關系。

2.3 建立數據庫

針對一些已經完成搜集的文字、圖片、遙感以及物化探等資料，要對其進行處理，在這一過程中，需要對數據庫的結構進行明確，并將其劃分為不同的圖層，以此為前提建立數據庫，隨后將數據進行分類并輸入數據庫[2]。一般情況下，描述性數據可直接輸入，但是圖形數據則要用到數字化設備實現圖形線、點的數字化，或是利用掃描儀將圖片整體輸入到計算機中，然后再進行數字化處理。對于不同類型的數據都可以利用數據轉化軟件進行轉換，以此與空間檢索、分析需求相適應。

2.4 控礦因素

對控礦因素進行分析時，編制單元層是其中最為有效的一種渠道。所謂單元層，即和主題有關的一組數據，其中主要涵蓋了圖形數據與屬性數據。構成單元層的前提是要對數據重新分類，重點凸顯其中的某個因素和成礦之間的聯系。如，在實際分析時，判斷深大斷裂是其中一個控礦因素，通過GIS所具備的數據查詢分析功能，在全部斷層屬性數據內，選擇一個深大斷裂屬性的數據，隨后再使用GIS內單元層程序構成深大斷層單元層，并進行圖和斷層屬性表的建立。除此之外，利用GIS所具備的疊加功能也能夠構建深大斷裂和已知礦床綜合性單元層，通過這一過程重新進行數據的分類。上述一種方法除了可以對控礦因素有關數據進行分類之外，也能夠用于物探、化探、地質以及遙感相關數據的分類。

2.5 確定變量建立找礦預測模型

相關數據信息因為自身的多元化特點，致使地質變量逐漸呈現多樣化的特征，但是地質變量也是受時間、空間影響而出現變化，為了能夠獲得最真實、準確的成礦預測信息，必須要對變量進行詳細的篩選，通過變量個數的減少，以凸顯與成礦關系較為密切的變量，以此獲得變量最佳組合[3]。為了達到這一目標，一方面可以利用分析控礦因素獲得，另一方面則可以利用變量空間關系定量化的變量篩選進行明確。

當前階段，定量化操作的方式主要有以下幾種，即證據權法、模糊邏輯法、相關系數法、找礦信息量法等。以找礦信息量法為例進行分析，對這一方法進行設計主要是為了鉆研某一種地質變量在成礦、找礦工作中發揮的價值意義，進而明確這一變量在綜合評價內所占地位。

在這個公式中，IAjB代表A標志j狀態的存在能夠對成礦作用形成的信息量，若IAjB>0，則代表這一標志處于該狀態下對于找礦標志是有利的；若IAjB<0，則代表這一標志處于該狀態對于找礦標志不利。

本原理GIS應用的操作流程如下：1)搭建統計單元；2)對有A標志j狀態其包含礦的單元數Nj進行統計，含礦單元總數N同時又有Aj標志單元數，該區域內的單元總數為S；3)根據公式對各個單元信息量進行計算；4)綜合信息排序各個找礦標志，并將組合信息量生成。

利用這一類定量化計算方式,能夠對多種地質變量權系數、信息量計算計算并排序，從中選擇一個與之相適應的臨界值,選擇一個最為合適的地質變量，以此為接下來的成礦預測地質變量提供支持[4]。以礦床地質模型以及找礦標志等相關知識進行了解的前提下，能夠明確最為合適的找礦搭配,進而建立成礦預測模型，為礦床位置的確定提供了有效的方向。

2.6 空間檢索及分析

在明確控礦因素、控礦因素和礦體空間之間的聯系之后，便要實施空間檢索及分析操作，為空間與地質賦予含義。在這其中，空間檢索與查詢的執行，是以數據空間條件為前提的，是將與給定條件相符合的數據進行查找的過程,主要有屬性數據查詢以及幾何數據查詢兩種形式；對空間進行分析，則主要是為了在現有空間信息內形成全新且帶有附加價值的空間信息。這種方法是在兩層地圖要素中疊加一個全新的要素，并對其進行分析，所得結果也之前要素被分割、套合、重新生成的全新要素，這種全新的要素同時具備兩層要素全部的屬性。

2.7 提取及合并特征

上述幾個過程的分析，其本質也是提取、合并地質特征與信息的過程。在這一過程中，需要重新建立、存儲全新的信息層特征子集，以此構成新信息層。構建新信息層的方法主要有以下兩種：其一是將某一空間區域當作截取范圍,在這一范圍內提取信息層；其二則是通過信息層內特征屬性和給定邏輯表達式進行搭配，以此便可以明確保留或是刪除信息層中的子集。若鄰近的幾個多邊形某一指定項數值一致，便可將這些多邊形合并，將圖層特征進行簡化。

2.8 生成預測圖

完成以上幾個環節的操作之后，便是要對已經生成的初期成礦預測圖進行生成。因為GIS數據存儲與再現功能并非是一體，可能要分別進行數據的處理與成圖，正因為如此，可以按照主觀意愿對思路進行糾正，以此修正結果[5-7]。GIS不僅可以輸出普通地圖，同時也能智能繪制等值線圖和三維顯示圖等，有些GIS也可以對趨勢面進行分析。針對一些已經完成的預測成果，要相應的給予地質解釋，為地質人員的理解提供支持，也為日后成礦工作奠定基礎。

2.9 輸出預測成果

在保證成礦預測圖準確無誤且有完善的地質解釋之后，便要輸出成礦預測成果，其中主要包含圖形輸出以及文字報告輸出兩種，之后便可以進行接下來的工作。

3 結 語

綜上所述，GIS運用于成礦預測中，不僅能夠進一步確定礦床的地理位置，同時也為預測圖的繪制與輸出帶來了方便，大力應用地理信息系統，能夠為我國日后找礦工作提供更多有效的支持。

[1] 妙超. 新疆博格達南緣多元信息應用及成礦預測[J]. 西部探礦工程, 2017(1): 116-119.

[2] 王春女, 韓振哲, 陳建平. 基于GIS的福建省湖雷地區鉬礦成礦預測[J]. 地理信息世界, 2016(1): 46-52.

[3] 姚娟, 毛金彪, 王麗娜, 等. 基于GIS和證據權重法在豫西南東山洼地區成礦預測中的應用[J]. 世界有色金屬, 2016(4): 102-105.

[4] 李培, 廖時理. 基于GIS證據權重法的白銀廠礦區及小外圍的成礦預測[J]. 地質找礦論叢, 2016(1): 36-41.

[5] 蔡進福, 劉寶山, 王賢孝. 基于GIS技術的青海區域多金屬成礦預測研究[J]. 自動化與儀器儀表, 2016(6): 102-103.

[6] 劉波, 吳學群. GIS在土地利用規劃設計中的應用[J]. 中國錳業, 2016, 34(6): 169-171.

[7] 劉樹林, 馬德君, 鄧立中, 等. 基于GIS的表層巖溶泉出露條件研究[J]. 中國錳業, 2017, 35(1): 167-170.

An Application of GIS in Metallogenic Prediction Research and Related Problems

LIANG Min

(NuclearIndustryGeologicalSurveyInstituteofHunanProvince,Hunan,Changsha410011,China)

GIS geographic information system is widely used in engineering construction and metallogenic engineering geographic information forecast. Applying GIS technology in metallogenic prediction, it not only can effectively find the position of the ore deposit, at the same time, but also bring about basic information such as size of ore deposit. The article focuses on GIS technology with its applications in metallogenic predictio. After some related problems are analyzed, we think it will provide for the value of the mining industry development in effective support.

GIS; Metallogenic prediction; Deposit; Space science

2017-05-19

梁敏(1965-)，男，廣西隆安人，高級工程師，研究方向：礦產資源勘查與預測，手機：15084984319，E-mail：1429505641@qq.com.

P612;P208

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.04.041