空間地質(zhì)測(cè)繪的GIS信息分類技術(shù)研究

王克明

（青海省有色第二地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)越來(lái)越受?chē)?guó)家重視，工業(yè)資源需求量不斷增加，而礦資源作為工業(yè)最重要的資源之一，占據(jù)著不可忽視的重要地位，對(duì)礦山地質(zhì)的勘探，對(duì)礦資源的開(kāi)采，已經(jīng)成為工業(yè)首要工作。但是礦山資源較為復(fù)雜，在開(kāi)采礦山時(shí)，必須考慮地質(zhì)構(gòu)造、礦石結(jié)構(gòu)、巖石性質(zhì)等因素，工作內(nèi)容相對(duì)繁雜[1]。面對(duì)這些情況，礦山地質(zhì)測(cè)量必須高度精準(zhǔn)，進(jìn)行全面的空間地質(zhì)測(cè)繪。近年來(lái)，GIS技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于地質(zhì)測(cè)繪。GIS技術(shù)是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物，以地理空間為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，實(shí)時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息的空間信息分析技術(shù)[2]。但是傳統(tǒng)的GIS技術(shù)進(jìn)行空間地質(zhì)測(cè)繪時(shí)，不能完整的記錄下空間地質(zhì)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類和存儲(chǔ)，為此研究空間地質(zhì)測(cè)繪的GIS信息分類技術(shù)，從而可以完整記錄勘探出的礦山地質(zhì)情況，進(jìn)行礦山開(kāi)采工作，確保礦山開(kāi)采作業(yè)的安全，避免對(duì)礦山環(huán)境造成大規(guī)模破壞。

1 研究空間地質(zhì)測(cè)繪的GIS信息分類技術(shù)

1.1 建立空間可視化模型

建立GIS信息分類技術(shù)模型，應(yīng)用于礦山地質(zhì)測(cè)量中，實(shí)現(xiàn)空間可視化。可以將礦山看成一個(gè)方格網(wǎng)，方格網(wǎng)大小為40m*40m。方格網(wǎng)的布設(shè)，采用坐標(biāo)軸法，縱向主軸線應(yīng)設(shè)在網(wǎng)格中心線上，橫向主軸線應(yīng)垂直于網(wǎng)格中心線，礦山中的數(shù)據(jù)看成坐標(biāo)系中的矢量，其主要參數(shù)如表1所示，每一個(gè)矢量都代表礦山的空間實(shí)體的屬性、幾何位置和相互關(guān)系，從而構(gòu)成礦山可視化模型。設(shè)礦山幾何位置點(diǎn)的矢量為P ，則位置坐標(biāo)為P = (x1， y1)；標(biāo)量為Q ，則位置坐標(biāo)為Q = (x2， y2)。那么礦山的幾合位置可以用矢量叉積定義為(0 ,0)、P1、P2和P1+ P2，則有：

通過(guò)（1）式，可以計(jì)算出礦山幾何位置距離。將(1)式中的P1、P2設(shè)置為礦山幾何位置點(diǎn)Q的線段，則有：

通過(guò)（2）式，可以確定點(diǎn)的位置，方格點(diǎn)位實(shí)地放樣后，測(cè)出該點(diǎn)的高程值，并進(jìn)行角度與距離的復(fù)測(cè)，檢驗(yàn)其精度是否滿足模型建立要求，從而建立礦山可視化模型。礦山可視化模型能清晰觀察礦山的外形輪廓，對(duì)礦山特有特點(diǎn)可視化，從而掌握礦山的屬性特征，設(shè)置出更加健全的方案[3]。

表1 方格網(wǎng)模型參數(shù)

1.2 數(shù)據(jù)信息收集處理

通過(guò)GIS可視化模型，對(duì)被測(cè)物進(jìn)行真實(shí)的模擬，有效的體現(xiàn)出礦山的空間地質(zhì)信息，從而對(duì)礦山空間地質(zhì)進(jìn)行分析，按照模擬的情況來(lái)觀測(cè)物體的不同情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)于物體的等比例縮放，將抽象的礦山土地利用資料、礦山地質(zhì)地形圖以及與礦山有關(guān)的相關(guān)建筑資料等多方面的信息收集，對(duì)實(shí)時(shí)采集到開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的地理信息變化，進(jìn)行整合與記錄，便于管理人員進(jìn)行相關(guān)信息的查看[4]。

1.3 GIS數(shù)據(jù)庫(kù)

處理好的信息會(huì)儲(chǔ)存到GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中，具有對(duì)各個(gè)信息對(duì)應(yīng)的空間位置進(jìn)行儲(chǔ)存功能，在存儲(chǔ)信息數(shù)據(jù)之后，會(huì)對(duì)礦山信息進(jìn)行詳細(xì)的描述、研究和評(píng)估，并對(duì)這些信息按照不同的空間位置來(lái)進(jìn)行劃分，落實(shí)存儲(chǔ)工作，得到更加完整、健全的礦山空間地質(zhì)信息圖[5]。從而給測(cè)量工作人員提供可靠保障，順利地開(kāi)展空間分析工作。

1.4 空間信息轉(zhuǎn)化

GIS存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的礦山空間地質(zhì)信息可分為基本地質(zhì)信息（G）、水文基本信息（H）、資源和儲(chǔ)量基本信息（R）、圖幅基本信息（P），從而形成礦山空間地質(zhì)測(cè)繪信息分類編碼，形態(tài)表示碼用數(shù)字1、2、3表示，其中1為點(diǎn)狀，2為線狀，3為面狀，如表2所示。使用礦山空間地質(zhì)測(cè)繪信息分類編碼測(cè)繪礦山空間地質(zhì)時(shí)，需要先對(duì)地形圖、背景地質(zhì)圖進(jìn)行過(guò)濾，并選出小同的線型將剖面線、場(chǎng)區(qū)邊界描述出來(lái)，最后在圖中填充礦山空間地質(zhì)測(cè)繪信息分類編碼，從而完成礦山空間地質(zhì)測(cè)繪。

表2 礦山空間地質(zhì)測(cè)繪信息分類編碼

1.5 空間可視化

將GIS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用在礦山地質(zhì)測(cè)量中，能夠?qū)崿F(xiàn)空間可視化，首先將清晰的了解事物的外形輪廓，通過(guò)GIS測(cè)繪技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，利用模型對(duì)空間實(shí)體進(jìn)行分析，并進(jìn)行比例縮放模型，從而構(gòu)建相應(yīng)的空間模型，這樣人們就能夠更加直觀的了解空間事物的形態(tài)。

另外，GIS測(cè)繪技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)屬性特征的可視化，GIS測(cè)繪技術(shù)能將空間信息資源和地理信息完美結(jié)合，從而更加清晰的掌握被測(cè)物體的屬性特征。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

為保證本文研究的GIS信息分類技術(shù)的有效性，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。采用相同區(qū)域的同一礦山空間地質(zhì)測(cè)繪作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分別使用兩種技術(shù)測(cè)繪礦山空間地質(zhì)，在控制變量單一的前提下，分別記錄礦山空間地質(zhì)測(cè)繪的完整度。為保證實(shí)驗(yàn)的公平性，兩種技術(shù)測(cè)繪礦山空間地質(zhì)條件一致，參數(shù)一致。

礦山空間地質(zhì)測(cè)繪完整度對(duì)比，兩種技術(shù)同時(shí)對(duì)礦山空間地質(zhì)測(cè)繪完整度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別記錄隨著測(cè)繪時(shí)間的增加，測(cè)繪信息與實(shí)際情況的差異。為避免突發(fā)事件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，兩種技術(shù)測(cè)繪礦山空間地質(zhì)處理參數(shù)相同，在測(cè)繪過(guò)程中兩種方法互不干擾，具體結(jié)果如圖1所示。

圖1 礦山空間地質(zhì)測(cè)繪完整度對(duì)比圖

從圖1中可以看出，本文提出的空間地質(zhì)測(cè)繪GIS信息分類技術(shù)對(duì)礦山空間地質(zhì)測(cè)繪的完整度保持在80%～100%之間，有兩次實(shí)驗(yàn)中測(cè)繪的完整度完全重合，完整度達(dá)到94%，更是在第三次實(shí)驗(yàn)中，完整度高達(dá)98%，幾近于100%，最低完整度也達(dá)到了88%，完整度最大差為0.1，測(cè)繪結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定；而傳統(tǒng)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)對(duì)礦山空間地質(zhì)測(cè)繪的完整度保持在70%～90%之間，最高完整度也不過(guò)85%，最低完整度卻達(dá)到了70%，完整度最大差為0.15。由此可見(jiàn)，本文提出的空間地質(zhì)測(cè)繪GIS信息分類技術(shù)比傳統(tǒng)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)對(duì)礦山空間地質(zhì)測(cè)繪的完整度完整度高而穩(wěn)定，可以全面測(cè)繪出礦山的空間地質(zhì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著工業(yè)的發(fā)展，礦山勘查已經(jīng)成為工業(yè)行業(yè)首要工作，因此本文提出的空間地質(zhì)測(cè)繪的GIS信息分類技術(shù)研究這一課題具有十分重要的意義。研究空間地質(zhì)測(cè)繪的GIS信息分類技術(shù)可以實(shí)時(shí)采集礦山數(shù)據(jù)信息，勘探礦山完整的空間地質(zhì)情況，對(duì)空間地質(zhì)進(jìn)行測(cè)繪，從而確保礦山開(kāi)采作業(yè)的安全，避免對(duì)礦山環(huán)境造成大規(guī)模破壞。GIS測(cè)繪技術(shù)具有測(cè)量精度高、測(cè)量效果好、測(cè)量時(shí)間短等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在礦山地質(zhì)測(cè)量中，能有效地提高礦山地質(zhì)測(cè)量質(zhì)量，因此，在實(shí)際工作中，測(cè)量人員要合理的應(yīng)用GIS測(cè)繪技術(shù)，從而為礦山地質(zhì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。但是本文對(duì)空間地質(zhì)測(cè)繪的GIS信息分類技術(shù)研究并不全面，還有很大的改進(jìn)空間。因?yàn)榈V資源是當(dāng)前工業(yè)最為重要的資源之一，所以還需不斷深入研究空間地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)，勘探礦山地質(zhì)環(huán)境，從而安全、科學(xué)地開(kāi)采礦資源。