基于GIS的四川馬爾山銅礦富集區找礦信息系統

謝曉敏，楊 靜

（四川省冶金地質勘查局水文工程大隊，四川 成都 610000）

四川馬爾山銅礦位于四川馬爾山西南180°方向，直距20km，礦床類型屬造山帶型銅礦床構造蝕變巖亞類[1]。銅礦體受控于大規模構造蝕變帶內次級層間斷層控制，成礦的有利條件為構造條件-近南北向節理裂隙和圍巖條件-千枚巖。四川馬爾山作為銅礦富集區，有必要加大對該地區找礦的研究力度。

目前，四川馬爾山銅礦富集區找礦信息系統內已積累了大量的地質勘探、遙感等礦山數據，數據量十分龐大，且存儲形式較為復雜。部分的存儲數據由于基數較大被分散存儲，很難在真正意義上實現資源與社會服務的一體化。為此，本文基于GIS設計一種新型四川馬爾山銅礦富集區找礦信息系統。

GIS在應用中又被成為地理信息系統，具備一定的空間數據基礎表現能力，主要在計算機設備與良好運營環境的支撐下，采集相關地球信息數據，并結合數據表達特征對其實施有序的數據管理、運算、分類、存儲等功能。作為信息系統設計一個強有力工具，可將獲取的數據統一格式后以數據庫的形式對其進行存儲。

除此之外，GIS系統中的三維成像技術可直觀的呈現礦體的地質信息，對并其持續實施數據的人工智能處理，進而起到提升礦區勘查找礦效率的作用。

1 基于GIS的四川馬爾山銅礦富集區找礦信息系統

遵循找礦信息系統數據規范化原則，下述將從硬件與軟件兩個方面，基于GIS應用下，開展四川馬爾山銅礦富集區找礦信息系統設計[2]。基于GIS的四川馬爾山銅礦富集區找礦信息系統具體框架，包括：GIS專題地圖制作、GIS空間分析統計、數據與模型匹配、GIS可視化表達，通過找礦信息系統進而確定區域礦產種類，預測礦物儲存。為了滿足找礦信息系統的可視化功能，在整體設計中需根據找礦信息系統的數據管理、圖像測繪等功能，使用SQL2008作為數據管理平臺，統一管理數據資料，規范多種物探設備的使用規范，遵循裝置集中管理原則。具體硬件及軟件設計內容，如下文所述。

1.1 硬件設計

設計中心服務器：中心服務器作為支撐找礦信息系統運行的關鍵設備，相應段由多臺計算機設備構成，整體裝置的存儲空間為64GB，增設外設移動硬盤256GB，內部可運行空間為256kb。其芯片上具有132字節Flash，其板載晶振可達30.72MHz，具有更加豐富的外部設施資源及接口。為了確保找礦信息的時效性，引入YL-EDT地球物探設備，勘查待檢測區域，以直流電法儀作為測控主機設備，可承受最大供電電壓為1000V，獲取的電流數據分辨率為0.1mA，具有多參數同時測量的優勢，可自動補償模糊數據，保護高壓電流板，使獲取的數據更為準確。

本文設計中心服務器采用了一種具有嵌入式-微控制器的集成電路，且芯體尺寸為32位，速度在72MHz，程序存儲器容量為256KB，RAM容量為48K的硬件平臺，該平臺可以更好的完成系統中對四川馬爾山銅礦富集區找礦信息采集以及處理等功能的要求。

本文主要對兩部分的電路進行設計，一是本系統中的最小系統電路，二是系統中信息的采集以及解析電路。通過轉換芯片將模擬的信號信息轉換為空間上的數字化信號，采用具有HS處理技術的芯片，實現更加優質的信噪比、量子效率等，可以將獲取到的四川馬爾山銅礦富集區找礦信息更加高效的轉換為數據信息。

1.2 軟件設計

1.2.1 建立礦山資源數據庫

引入目前礦產行業應用較為廣泛的GIS軟件建立了礦山資源數據庫，矢量劃分由裝置獲取數據圖像，集合礦山資源數據屬性要素（包括礦山采礦點、產礦類型、斷裂帶分布及特征等），生成支持存儲數據的數據格式，基于GIS功能，搭建空間數據庫，導入現有數據與礦山勘查時效數據值，例如礦山鉆孔深度、遙感影像數據等。

使用系統程序編譯功能，修改屬性數據值，劃分數據閾值，處理數據字段，深度分解礦山資源密度值、礦產資源空間分布特征與資源緩沖區域，設計礦山三維立體模型，根據不同礦床的分布特征與巖層分布探索影像光譜規律，基于GIS系統描述數據，匹配資源與礦產數據，滿足數據的空間分布特征。

1.2.2 估算礦山資源儲備量

根據勘查礦山對象與數據匹配的結果，采用物探設備采樣獲取礦山樣本，結合檢測礦層裸露面積與網點數據，估算礦山資源儲備量，同時根據礦山資源分布純度、鉆孔深度，計算資源分布情況。獲取礦產資源提取的專項要素，統一賦值礦山圖像功能，并采用GIS系統對估算礦山資源儲備量進行綜合分析，繪制地圖圖像，確保數據表述的統一性。結合用戶對系統的要求，搭建結果人機交流端口，提供用戶下載數據的功能，定義用戶使用權限，維護數據安全，利用現有網絡服務裝置，確保系統在勘查礦區的全覆蓋，實現礦山勘查找礦信息數據的在線檢索與管理，完成信息系統的設計。

2 對比實驗

2.1 實驗準備

提出對比實驗，以具有相同特征的四川馬爾山銅礦礦區作為此次實驗的研究對象。將其隨機劃分為兩組，在控制單一數據量不變的前提下，圈定10km2、20km2、30km2、40km2、50km2礦山區域，忽略其它對系統運行造成影響的外界因素。

首先，使用本文設計的找礦信息系統，對圈定區域的礦山數據進行特征識別與數據管理，使用大數據技術統計獲取信息數據數量，定義該組為實驗組。再使用傳統的信息系統實施相同步驟的操作，定義該組為對照組。為了避免突發礦山事件對結果的影響，將多種變量參數控制一致，針對測得的礦山勘察找礦信息獲取量，記錄實驗結果，進而判斷兩種找礦信息系統對于四川馬爾山銅礦富集區找礦信息的獲取能力。

2.2 實驗結果分析與結論

根據上述設計的對比實驗步驟，采集5組實驗數據，將兩種找礦信息系統下的礦山勘察找礦信息獲取量進行對比，礦山勘察找礦信息獲取量對比結果，如下表1所示。

表1 實驗結果對比表

通過表1可得出如下的結論：實驗組礦山勘察找礦信息獲取量在相同勘查范圍內礦山勘察找礦信息獲取量明顯高于對照組，對于四川馬爾山銅礦富集區找礦信息的獲取能力更強。

因此，本文設計信息系統可識別的礦山數據更為全面，可實現對四川馬爾山銅礦富集區資源信息的良好統計，進一步為四川馬爾山銅礦富集區的發展提供支持。

3 結束語

本文基于GIS系統的應用下，開展了四川馬爾山銅礦富集區找礦信息系統的設計，搭建了管理多元化形式的數據庫，并通過設計對比實驗的方式，驗證了本文設計的系統在實際應用中可更加全面的識別四川馬爾山銅礦富集區找礦信息數據，基于GIS系統為四川馬爾山銅礦富集區找礦工作的順利開展提供新發展方向，從根本上促進四川馬爾山銅礦富集區的可持續發展。

但在四川馬爾山銅礦富集區后期的發展中，仍需針對提高數據分辨率等問題，實施更加深化的研究，推動分布式數據庫的發展。