3S技術在地質資源勘查中的應用探析

韓 飛

（中鋼集團山東礦業有限公司，山東 臨沂 276000）

隨著全球經濟不斷發展，人們對礦產資源方面的需求不斷增大。在地質資源勘查系統化發展過程中，隨著地質資源勘查技術、裝備水平的不斷提高，3S技術也不斷創新突破，這為地質勘查工作奠定了非常堅實的基礎，比如在地圖繪制、地質勘查以及模型分析等方面都廣泛運用了3S技術。因此，必須要更進一步深入研究3S技術在地質資源勘查中的應用。

1 3S技術

3S技術的基本構成包括：全球定位系統GPS、地理信息系統GIS及衛星遙感技術RS，它們在動態分析以及空間信息采集等多個方面各有自身獨特的特點。在基于計算機硬件和軟件的空間數據查詢處理和存儲過程中，有著對地理信息系統GIS較為普遍的應用[1]。然而，必須借助于無線定位系統才能夠使全球定位系統GPS能夠被作為空間導航系統來進行運用；在衛星遙感技術RS運用過程中，會擁有比較豐富多樣的運輸工具的運用，比如飛機、衛星等一些較為常見的工具。而在GPS定位系統的實際探查中，絕大部分時候是不能夠實現對探查目標的直接接觸，而只能夠借助于傳感器對探查目標的電直播信息進行全面的收集，并且結合物理法以及數值解析法等方法，來了解到被探查目標的動態變化、具體分布以及各方面性質特征，尤其是針對一些被探測的目標面積較大、周邊環境較為復雜的情形。在獲取被探測目標參數的工作中，可以充分的利用衛星遙感技術來進行準確的獲取，并對被探查目標的參數進行有效的識別。

在空間信息采集、動態目標的分析過程中，3S技術的特征優勢各不相同，各個技術之間存在較強的互補性特征，帶動了3S技術的集成化發展與變化[2]。在某種程度而言，3S技術的合理應用不僅能直觀反映出空間信息技術和環境科學的發展趨勢，還能更好的實現環境資源保護，在有效進行資源開發的過程中，預防環境污染等多個問題。其中，GPS技術的主要發展方向就是完成對定位物體空間的實時分析，進一步明確不同物體在地表邊界的覆蓋效果和情況。RS技術的應用在于迅速完成分析對象信息的捕捉，在分析對應環境信息后，完成對地表信息變化的監視，進一步帶動GIS系統數據的更新調整。

2 3S技術發展

在科技不斷發展過程中，3S技術有了更加密切的運用，而3S技術的融合運用，使得他們的應用前景更為廣闊。通過GPS、RS以及GIS來進行融合，實現具有綜合性的技術體系的構建，可以使環境信息和空間信息能夠更加快速正確的實現整理和收集以及更新。自20世紀80年代以來，在現代化發展進程中，信息資源開發已經成為了其中一個非常重要的部分，獲得了國家有關部門的有力的推動和支持，使信息技術在發展過程中有了更多的幫助，并且在我國的九五科技計劃里面，將3S技術納入進來，作為高新技術項目來發展[3]。在我國正式啟動對信息高速公路的規劃建設之后，3S技術迅速發展、成熟，并在各個領域得到普遍應用，特別是GPS技術，幾乎是全民都在運用的技術，而全世界范圍內我國的RS技術應用已經達到了非常先進的水平。

3 地質資源勘察簡述

3.1 地質資源勘察概念與現狀

地質資源勘察的主要意義在于利用地質科學理論為基礎，在不斷開展的實地勘察工作中，實現對各種資料的收集分析，在專業處理過程中，借助不同手段實現對地質測量手段和測量方法的調整，只有這樣才能獲取更為全面和有效的信息資源，并為后續資源獲取提供更健全的數據資料。

當前我國地質勘察工作已經取得了較大進步與突破，有效保障了國民經濟和資源供給。但整體角度而言，仍然存在很多發展問題，無論是勘察技術還是理念都需要不斷優化和暗戰。在當前技術水平全面提升背景下，很多勘察技術仍然無法滿足我國飛速發展的地質勘察要求，因此工作人員更需要探究和應用合理的工作方法，為技術水平的穩定提升奠定良好基礎。地質資源勘察工作的主要核心在于對工程施工范圍內的資源分布現狀進行勘察，從而對其進行資源評估和管理，為后續資源開發和應用提供更為精準的數據信息，保證資源開采工作的順利發展[4]。此外，地質資源勘測質量還將關系著施工造價成本，不僅影響著后續工作的判定方向，還將直接關聯著項目工程的整體發展。

3.2 地質資源勘察的方法

按照不同地質資源勘察方式和手段的差異，在工作中也要利用不同勘察方法進行勘察處理，從而獲取更精準的信息數據。當前地質資源勘察的方法已經實現了多樣化發展，但是縱觀多種方法，仍然存在明顯的技術局限性問題，這就要求工作人員利用不同地質環境和實踐情況進行地質勘察方法的創新，為后續勘察工作的開展奠定良好基礎。當前比較常見的勘察方法分為以下幾種：其一，地質填圖法。此種勘察方法是當前地質資源勘查中最常見的基礎手段，此方法在理論知識引導下，可以完成對地質資源的有效收集，從而在專業分析研究中，加以信息正確性判斷，并制定科學的勘察方案和工作計劃，幫助工作人員準確掌握區域內地質情況，精準獲取區域內資源的基本特點。其二，礫石找礦法。這種方法的應用主要是幫助工作人員進一步確定礦源。技術人員按照礦礫分布情況，進一步分析水流、重力和冰川特點，在分布范圍內進行原理分析，從而在結合地貌實際情況的同時，進行區域范圍內探索，從而獲取豐富的礦產資源。但此種勘察方式需要技術人員精準掌握地理知識，在豐富的勘察經驗作用下，獲取資源信息。其三，則重礫找礦法。這種方法主要是在地質勘察人員專業技術指引下在疏松沉積物中獲取自然砂礫的分析，從而精準判斷原生礦和礦礫的方法。和其他技術手段相比，此種技術對勘察人員的專業性要求和觀察能力要求極高，不僅需要在沉積物中獲取大量信息，還要及時進行判斷，只有這樣才能進一步明確后續地質勘察的工作方向。

4 地質資源勘查中3S技術的意義

通過有機結合GPS技術、GIS技術以及RS技術，使得3S技術形成了互補的統一體，相互獨立，但在實際運用中卻又有著緊密聯系。對各種數據樣本的獲取主要是借助于RS技術，對數據信息的多方面分析則運用的是GIS技術，再通過一定的處理、分析、核對以及整合之后，對這些信息再進行篩選。而對于資源的分布和位置的獲取則需要用到GPS技術，來確保有正確的目標定位，在地質資源勘探中這三項技術的緊密結合應用，可以獲取到較為可靠的依據，使地質勘探的效率和質量得到顯著的提升，對于地質資源的開發利用是非常有方便的，可以有效的避免各種不合理的開采而引發的資源浪費問題的出現。尤其是最近幾年，科技進步較為明顯，3S技術的革新速度也在不斷的加快，現階段的研發人員，他們的技術操作流程已經較以往更加的規范和明確。因此，在整體的實用性和利用率上，3S技術有了顯著的提升，使地質資源勘探更加的合理和科學。

5 地質資源勘查中3S技術的應用

地質資源勘查工作的開展主要是對區域內地層構造形式、巖石分布狀態和地下水分布情況的調查過程，在當前技術水平穩定發展背景下，地質勘察技術也實現了穩定發展和進步，特別是新技術和新理論的發展實現了資源利用效率的提升，為我國社會資源的保障起到了重要幫助。通過對現有情況的分析發現，我國大部分資源仍然集中分布在地質環境惡劣的山區和荒漠，在組織人力資源進行勘察操作的過程中，不僅有著較高工作難度，工作效果也并不樂觀。而3S技術的應用則能充分解決相關問題。

5.1 GIS技術

GIS是一種地理信息管理軟件系統，用于分類和科學地管理多個地理信息。該技術具有“可視化”功能，利用電腦畫面在現實地圖上顯示所有的信息，以視覺狀態顯示對應的數據信息。基于該技術本身兼具了空間分析、動態預測和綜合信息的多種能力，所以在該技術發展中也逐漸成為了我國地質礦產和其他行業勘察的關鍵手段[5]。地理信息技術主要涵蓋了數據管理、傳輸、分析等多個環節，該技術在勘察工作中的資源分析和減災預防中都有著十分重要的影響。在地質資源勘查中，現階段所擁有的主流技術類型，地質資源管理信息系統是基于GIS技術而建立起來的，這個系統使得地質資源的管理和規劃得以更加有效的結合，因此實現了全自動化模式的地質資源勘查利用，高效的管理了各種地質資源信息，并且與過去相比數據處理的質量和效率都有了顯著的提升。除此之外，在對地質資源的綜合評價過程中，有以下三個方面較為重要的GIS技術應用的體現，其中包括綜合定量的對靶區進行評價和確定分析，構建基礎空間數據庫以及整合和提取資源信息。對于地質資源基礎空間數據庫來說，它更多的是由遙感數據庫、地理數據庫以及地球物理數據庫這三個方面所組成。在集成和提取地址資源信息的過程中，空間數據庫的應用非常普遍，在地質資源信息被單獨的提取出來之后，就能夠實現集成化的對各類信息的利用。除此之外，通過對靶區進行綜合評價和圈定確定，就可以充分的了解各種地質資源的開發潛力，通過多種數據的分析，將地質資源的基本屬性和分布位置確定下來，這就是所謂的資源預測。GIS技術它擁有非常強大的多學科綜合數據處理功能，對任何區域里面的地質資源都能夠實現最為準確的預測分析，除此之外，GIS技術對地質資源的各類屬性還可以進行查詢、統計以及檢索，同時可以對多元數據運用多種空間模型來開展空間分析，實現對地質資源信息的合理預測。

5.2 RS技術

RS技術是指，從高空接收地球表層物體發射的電磁波的信息，同時利用各種技術等進行測量，識別地表的各種地質和現象的技術。在不與物體直接接觸的前提下，利用光學設備接收電磁波信號，經過處理、分析可為動態監測、資源勘探提供有效的參考。在巖石類型分析中為了能夠將巖石的光譜反射特性以及所具有的影像差異確定下來，可以借助于遙感影像來實現準確的解譯分析，巖石的形狀多種多樣，它是在復雜的內外因素共同作用下所形成的，因此，可以將這些因素作為對巖石類型進行識別的標識。除此之外，對于不同的巖石，可以形成具有差異的水系以及植被，在地質勘查工作中，也能夠從這一方面來實現對巖石解譯的標志。另外巖石表面粗糙度、巖石礦物顆粒影響了巖石的光譜反射率，對于反射率比較高的巖石來說，通常情況下它的表面較為光滑，有比較細的礦物顆粒，而對于反射率比較低的巖石來說，大部分情況下巖石的表面就較為粗糙。同時，也擁有相對較大的礦物顆粒，巖石的反射率也會在很大程度上受到表面濕度的影響，如果擁有比較高的巖石表面濕潤度，那么巖石就會擁有逐漸加深的顏色，這種情況下也會逐步降低反射率，地表淺層物質可以借助于遙感技術的應用，來準確的了解其電磁輻射特征，通過對淺層信息的分析，就能夠將深部地質情況進一步推斷出來，為了實現對各類構造成分的組合形式、形態特征以及分布規律進行準確的分析，要求基于遙感圖像，對各個構造成分進行準確的識別，綜合分析相關地學資料。此外，更多的應該關注基于區域構造以及構造的輪廓，來挑選較為具有代表性的單個構造，并且對其開展分層分區的解釋，最終將各個構造的分布特征以及組合關系確定下來。在借助于遙感技術來尋找礦物資源的過程中，必須要基于大量遙感來將與成礦圍巖蝕變有緊密聯系的信息提取出來，根據蝕變礦物所引起的數據大小以及吸收光譜斷變量，就能夠將信息強度確定下來，再將礦點分布區域確定之后，通過對控礦因素的解釋和分析，就能夠將有關信息提取出來，而對于獲取到的一些異常信息，就可以作為新的建模標記，從而實現地質找礦模型的三維遙感模型構建，這樣就可以提供比較可靠的對地質資源開發利用的依據。除此之外，也擁有著非常豐富的各種對蝕變信息提取的方式，其中包括主成分分析法、波普夾角法、比值法等等，遙感影像信息分辨率通常情況下是比較高的，同時擁有多光譜以及多實像的特征，在具體分析過程中，可以借助于遙感影像，來將植被的覆蓋范圍確定下來，再結合一些實地驗證分析，就可以將地質資源分布區域的地質災害、地形地貌等等信息確定下來。

5.3 GPS技術

GPS系統主要由地板控制、空間和用戶設備組成。我國地質資源勘探中比較常用的定位系統就是北斗星定位系統和GPS定位系統。和其他定位技術對比可知，衛星定位系統的優勢更為顯著，不會受到天氣、環境等負面因素的干預，不僅可以獲取精準數據，同時具備較強時效性特點。在該技術應用過程中，可以更精準的定位工作人員的工作區域，在地質資源位置和其他手段聯合使用過程中，為工作人員制定更符合實際情況的工作方案和問題處理預案。和傳統測量技術對比，GPS技術的測量結果對象更為精準，有助于工作人員處理數據。

換言之，在地質資源勘查中，過去所使用的地面測繪技術基本上被GPS技術所取代，如高程測量、地表測繪等，GPS具有更加顯著的應用優勢，不僅減輕了勘查人員的工作強度，而且測量成本也節省很多。借助于GPS測量技術，能夠實現靜態測量向實時動態測量的轉變，但對于井下作業由于無法接收到GPS信號，須對井上、井下位置進行較下，才能使測量精度達到要求。

5.4 3S技術的應用發展前景

在我國地質勘探和技術發展過程中,人們不斷創新和探索了多種地質現象的方法和處理手段,但受到傳統發展理念的制約，技術的關聯性特點并沒有引起專業領域的關注和重視。但經過上文的研究和論述可知，RS、GPS、GS技術的聯合應用與勘探發展為后續地質資源勘探工作的開展提供了更為健全和穩定的技術支撐。

在實際技術融合發展中，不僅能幫助工作人員精準實現地質信息的采集管理,還能在不斷的技術發展和疊加過程中獲取技術發展規律，最終在多個領域中實現技術的專業性發展。

6 結語

本文詳細地分析了3S技術在地質資源勘查中的應用。在實際的地質資源開發中，3S技術的應用能夠快速實現對地質資料信息的分析收集、處理和存儲，從而為地質資源分布區域的確定提供較為可靠的依據，最終實現對地質資源開發的合理預測與評價。