3S技術在礦產地質勘查工作中的應用研究

任祥國

（山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊 261021）

礦產資源是國家全面建設的最重要條件，對于國家的發展形成了極大的影響。盡管我國在礦產資源方面儲藏較為豐富，但因為國家經濟高度發展，使得礦產資源供應難以長期穩定保障。

為此，加大礦產資源的地質勘查力度，為礦產開發和利用奠定堅實基礎，這是我國礦產勘察部門的重要任務。基于此，3S技術被用于實際的礦產地質勘查工作，對整個工作的優化和完善有著極大的促進作用。通過三種技術的綜合利用，使得我國的整體礦產勘查能力有了顯著的提升。

1 礦產地質勘查概述

礦產地質勘查是對某確定目標礦產資源區域內的地層實際的構造以及巖石和地下水等情況進行充分的調查研究，通過該工作可以形成對該地區礦產儲量和資源開采價值進行評估的基礎。隨著相關勘查技術的發展，很多勘查技術和新的勘查理論及方法被更廣泛用于整個勘查和數據處理的過程，不但大幅度提升了礦床的探知能力，同時也因為勘查效率改善，使得經濟效益和成本控制都能得到非常充分的保證。

我國的大量礦產地質勘查地域很多都位于西部的山區和荒漠地區，如果采用傳統的人力勘查方式進行相關工作，將面臨非常大的困難。而新的3S技術逐漸廣泛運用，對整個勘查工作有非常大的促進作用。尤其是衛星遙感技術，可以從非常大的范圍內對礦產資源的分布進行較為準確的勘查，能夠克服地域過大和地形復雜等客觀難題，對地區地質的勘查實現更加快速和準確的實施效果。

2 概述3S技術

對于礦產勘察中的3S技術，主要包括三種，分別是GPS技術、GIS技術、RS技術。這三種技術能夠在具體礦產勘察實踐中相互補充，共同構成一個有機的整體來進行工作處理。GPS技術也就是全球定位技術，主要起到的功能作用為確定位置坐標；GIS技術也就是地理信息系統技術，主要負責分析數據和篩選數據；RS技術也就是遙感技術，主要負責樣本數據的獲取。對于3S技術的集成應用，具體可以參見下圖1。

圖1 3S技術集成示意圖

2.1 全球定位系統技術

地質礦產勘查工作中，應用GPS系統具有以下幾點優勢：首先，具有良好的穩定性，GPS系統不會受到外界因素的影響，不會因為天氣因素、時間因素、空間因素的干擾，可以實時提供精準的多維定點；其次，GPS系統能夠快速有效的實現定時、定點功能，可以預測和分析運行軌道；GPS系統定位法則便捷，不需要使用者在特定的位置進行定位，能夠對運動物體進行檢測，數據的獲取非常快速。

2.2 地理信息系統技術

對于地理信息系統來講，可以將其看成一種計算機軟件系統，主要用來負責處理數據。地理信息系統能夠有效地管理地理信息數據，可以實現地理信息數據的分析、修改、儲存、分類、輸出。與此同時，地理信息系統能夠利用數據加工，將數據以特定的形式來轉換并標注在圖上，這樣能夠實現信息的可視化。

3 在礦產地質勘查工作中3S技術的應用研究

我國的地質勘查過程中，通過充分運用3S技術，能夠使得整個勘查過程有質量保障。為有效利用3S技術，發揮其應用效能，需要在整個勘查技術的基本原理和實施方法上進行明確和細化，這是對于該技術運用的必要前提條件。

3.1 礦產勘查中3S技術及其工作原理

具體而言，3S技術將遙感系統（RS）、全球定位系統（GPS）以及地理信息系統（GIS）進行了有效、充分的整合，利用三種技術的優勢融合，實現了勘查過程中的高質量保證。遙感系統與全球定位系統主要用于對目標區域的觀測點、觀測面和空間等信息內容進行監測，確定其變化和差異之處。地理信息系統則用于對這些獲取數據的分析、存貯和進一步的處理，是針對整個勘查系統的數據處理核心單元。

遙感技術屬于衛星應用技術范疇，通過飛機與衛星等高空飛行器的視野優勢，作為遙感設備的運載工具，無需接觸目標就可以通過傳感器的功能設定，實現對目標物和地區的電磁波信息的有效收集。之后利用一些數學、物理等方式方法以及地質學規律，對目標物的地域分布，以及形狀、性質和動態的變化進行準確測量。遙感技術是信息技術的具體應用方式，可以快速實時得到大面積讀取的地物及環境參數和地表信息，大量測量信息形成目標地物識別以及地質規律探究的精確數據信息。

全球定位系統是美國的一套衛星地理定位體系，在該體系內基于空間衛星、地面監控站和用戶終端所構成的系統，對目標的地理位置實施高精度的定位，該系統可以全時域全空間連續定位，是很多地質勘查和測繪等工作都必不可少的構成。近些年來，歐洲的伽利略系統以及我國的北斗導航系統都具備了與GPS系統相似的功能設定，但在具體應用中，很多軟件和設備對GPS系統有很好的適應性。3S系統中就是將GPS系統作為其中一個非常重要的環節，形成整個礦產地質勘查的核心基礎。

地理信息系統主要是基于計算機專業軟硬件的支持，對各種輸入的空間信息進行各種需要的管理，包括運算、查詢、分析以及其他一些相關的技術功能。利用對時空的建模，對各種事物的變化過程進行模擬和展示，并為之后的礦產地質勘查提供全面的信息服務。

3.2 礦產地質勘查過程中3S技術的實際應用

在利用3S技術對整個目標地域進行礦產地質勘查時，需要這三個系統密切配合，相互促進銜接，形成可以對整個勘查工作有直接影響。

3.2.1 礦產資源評價與模擬預測

礦產資源評價與模擬預測是針對目標地區礦產情況進行的評價和預測分析，這些評價與分析是整個勘查的核心工作內容。采用GIS軟件的空間分析功能進行資源評價和預測有經驗模型法、礦床模型法和找礦信息――加權法。以運用找礦信息――加權法進行目標地區某類礦產與地層、構造和化探等數據異常時的資源評價，分析說明應用步驟為：首先根據斷層與礦床的距離分析確定哪一組斷層對礦產有控制作用及影響范圍，來確定斷層和礦產關系。以得出的影響距離進行緩沖區分析，與圖產生斷層影響范圍。

3.2.2 蝕變帶制圖

對勘查區域的蝕變礦物光譜特征研究基礎上進行蝕變帶制圖，由TM各波段圖像組合分析，并提取蝕變物信息，進行解譯、成圖后形成信息層存儲于GIS數據庫，作記憶不查詢和空間分析、更新。通過這些圖形和圖表，能夠形成對目標地區整個礦產情況的基本數據信息，對其進行深度分析。為下一步的現場勘查奠定數據基礎，同時也能夠形成整個礦產資源結構和布局的基本數據信息，相關建設也能夠因此獲得更有效率的建設途徑。

4 結束語

綜上所述，3S技術在當前的礦產地質勘查中有著非常重要的作用，是我國進行礦產資源開發的基本方法選擇。相比于以前比較傳統的礦產地質勘查方法，采用3S技術能夠實現更加高效、快速、準確的勘查信息獲取和數據處理，并可以與很多專業處理軟件形成更有效的整合作用。對于當前的礦產地質勘查工作，推進對3S技術的深度利用，并將其具體的運用環節進行系統開發，積累形成更加適用于我國的礦產地質勘查方法，這是非常必要和重要的創新性工作，需要得到更加充分的投入。