GlS技術在綠色物探勘查中的應用
——基于ArcGlS平臺

董晴晴，馮欣欣

（山東黃金（北京）產業投資有限公司，北京 100032）

傳統的物探測點放樣，采用“GPS+紙質圖（坐標紙）”對坐標的方式進行定位，會出現定位速度較慢，精度上人為參與成分高[1]，導航位置不準確，點線號易記錯等問題。本文以在內蒙古草原地區進行物探勘查為例，通過GIS技術在物探勘查中實現測點可視化及智能標注的功能，很好的解決傳統方法中出現的各種問題。

同時，依據綠色生態找礦的原則，在區內選取最優路徑進行激電中梯法發射系統的布設，達到省時、省力的目的，提高了工作效率。

1 GIS技術

1.1 GIS

地理信息系統（Geographic Information System）是對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的計算機技術系統[2]。

ArcGIS軟件是在此基礎上由美國Esri公司開發研制的，是當前主流的地理信息系統應用平臺之一。該公司40年以來一直引領全球GIS行業技術進步，并在地理信息系統理念創新上走在業內前列。

隨著科技的快速發展，GIS技術已滲透至地質、物探勘查等各個領域，并得到廣泛應用。例如：ArcGIS軟件在大型礦集區識別與預測中的應用[3]；在GIS軟件平臺編制1：25萬地球物理系列圖件[4]；以及采用ArcObject組件實現ArcGIS與Surfer格網文件轉換[5]等。

1.2 移動GIS

移動GIS是衛星定位技術、移動通信技術、GIS、互聯網等技術的綜合性數字化信息系統[6]。

ArcPad軟件是由Esri公司專門為野外用戶設計的一款移動GIS軟件，與ArcGIS平臺有很好的交互性。通過“移動設備+移動GIS+空間數據（圖件）”的方式來實現GPS導航、路線追蹤、實時定點、數據信息采集及輸入等功能[7]，大大提高了野外數據的可用性和有效性。

2 實施方案

依托ArcGIS軟件平臺，在ArcMap界面下設計物探測網：通過編輯功能模塊，可完成測網繪制；通過空間分析功能模塊，可快速生成測點[8]；通過數據管理功能模塊，可批量添加測點坐標；通過智能標注功能模塊，可生成任意方位及大小的標注。

設計完成后，將數據信息通過ArcPad功能模塊轉換成其默認的數據格式.apm文件，導入手持GPS中進行導航，定位及路線追蹤。然后將記錄的路線文件導入電腦，并依據綠色生態找礦勘查的原則，室內設計最優路徑進行激電中梯法發射系統的布設，將布設路線轉換成.apm文件，再導入手持GPS中進行導航。

具體流程見圖1。

3 實例應用

以內蒙古自治區西烏珠穆沁旗布金黑礦區為例，采用ArcGIS軟件進行室內物探測網設計，使用ArcPAD軟件進行導航及布極工作。

3.1 礦區地質背景及地理概況

地質背景：位于走向北東～北北東的華力西褶皺帶的北部邊緣地帶，即哈爾楚魯圖～拜仁達壩～沙布楞山多金屬成礦帶中。

圖1 實施方案流程圖

區內西北及東南大部為二疊系下統壽山溝組（P1s），巖性為變質雜砂巖、變質粉砂巖、粉砂質泥巖夾凝灰質板巖、砂礫巖等，系海陸交替相及淺海相沉積。西北角出露侏羅系上統瑪尼吐組（J3mn），巖性為安山質英安巖，角礫凝灰巖、英安質火山角礫巖，不整合覆于壽山溝組下段砂板巖之上。其余地區均為第四系覆蓋。

地理概況：本區位于大興安嶺南段西坡，屬低山區。少數蒙古族牧民在此居住，區內為牧民圈定的草場，僅草場之間有土道可通行車輛。

依據綠色生態找礦的原則，在車輛不碾壓草場的基礎上，采用ArcGIS、ArcPad軟件相結合進行激電中梯野外布極工作。

3.2 室內設計及野外踏勘

依據設計書要求，采用ArcGIS軟件在礦區面積29.22km2范圍內設計了45個激電中梯排列，網度100m×40m，見圖2。其中AB距1600m，觀測范圍為裝置的中部1000m，最大旁測線距250m（即1個排列觀測6條1000m測線）。

將設計好的測網及AB極點轉換成.apm文件，導入手持GPS合眾思壯MG758中，打開ArcPad10軟件連接衛星后進行野外踏勘。

在踏勘過程中，不僅要觀察礦區的地質情況、施工環境以及設計的排列相對位置，同時也將車輛行進的路線進行了追蹤。追蹤方式如下：

在ArcPad界面下新建線的.shp文件，命名為路線，添加至導航界面中。在“Drawing Tools”下選擇“路線”線文件，再選擇“折線”、“捕獲頂點”，進入路線追蹤模式。將礦區所有能通車輛的道路全部記錄后，保存。

圖2 設計激電中梯排列及路線圖

圖3 設計發射站及AB極路線圖

踏勘完畢后，室內將記錄的路線.shp文件拷貝到電腦里，添加至ArcMap中。根據激電中梯排列與路線間的就近原則，在圖中路線上選擇最佳的1處作為發射站（將發射機、整流源、發電機放置該處），進行標注。為確保1天完成兩個排列，以發射站為中心，分別向南北方向各放1條共用供電線，再根據線圈長短，分別向兩個排列的AB極各放1個線圈，保證完成一個排列后進行換極時，只需收取AB端的1個線圈的供電線，放置到下一個排列的AB極即可。同時，通過“Measure”或線屬性觀測該線長度，從而確定AB端供電線的長度范圍，合理分配施工人員及供電線，見圖3。

最終將設計好的發射站及到AB端的路線轉換成.apm文件，導入手持GPS中，根據最優路線進行導航，大大節省了時間和人力、物力，提高了工作效率。

在實際施工過程中，嚴格按照最優路徑進行放線導航，減少人為踩踏對草皮的破壞。對于不極化電極極坑，測量結束后將隨身攜帶的草種播撒進去，及時將挖出的草皮進行回填及澆水，將對環境的破壞降至最小，達到綠色勘查的目的。

4 結論及注意事項

4.1 結論

（1）在物探勘查中，將ArcGIS與ArcPAD軟件緊密結合，通過野外踏勘，做好前期準備工作，選取最優路徑，大大的節省了時間和人力、物力，提高了工作效率。

（2）從綠色生態找礦的角度出發，在內蒙古地區，采用該方法避免了車輛對草場的破壞，同時，在施工過程中，對極坑播撒草種、回填及澆水，降低了草原的沙漠化，保護了生態環境，真正達到了綠色勘查的目的。

（3）該方法不僅在物探勘查中得到應用，也可在地質礦產勘查、環境勘查、地質災害監測等方面進行應用。

4.2 注意事項

采用ArcGIS軟件進行物探測網設計時，應注意layers（圖層）坐標系統的選擇，根據設計書提供的是北京54或者西安80的坐標拐點，選擇相應的坐標系統。同時，還應根據提供的坐標帶號來確定是3度帶還是6度帶。