GIS技術(shù)在礦產(chǎn)資源管理中的應(yīng)用

王興朋

（臨沭縣國土資源局，山東 臨沭 276700）

1 礦產(chǎn)資源管理的內(nèi)容

1.1 礦產(chǎn)資源管理的定義

礦產(chǎn)資源管理是指國土資源行政主管部門對(duì)礦產(chǎn)資源在積累、儲(chǔ)備、消耗過程中，所實(shí)施的監(jiān)督和管理。它包括礦業(yè)權(quán)管理、礦產(chǎn)資源勘查和開發(fā)的監(jiān)督管理、礦產(chǎn)資源形勢(shì)分析和資源政策研究、礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量管理以及地質(zhì)資料管理等。

1.2 礦產(chǎn)資源管理的內(nèi)容

根據(jù)《礦產(chǎn)資源法》及其配套法規(guī)和有關(guān)規(guī)定，礦產(chǎn)資源管理的基本內(nèi)容可概括為如下4個(gè)方面：

（1）礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量管理與價(jià)值核算。其中包括礦產(chǎn)儲(chǔ)量審批管理、地質(zhì)勘探規(guī)范的組織制定、礦床工業(yè)指標(biāo)的審批下達(dá)與管理、礦產(chǎn)資源的價(jià)值核算和礦產(chǎn)儲(chǔ)量的登記統(tǒng)計(jì)等項(xiàng)工作。

（2）礦產(chǎn)資源綜合分析與政策研究制定。其中包括礦產(chǎn)資源的形勢(shì)分析和礦產(chǎn)資源政策的研究制定。

（3）礦產(chǎn)資源規(guī)劃管理。其中包括全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃的編制和礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)區(qū)劃工作。

（4）地質(zhì)資料匯交管理。其中包括統(tǒng)一管理地質(zhì)資料匯交工作；負(fù)責(zé)匯交地質(zhì)資料的整理與開發(fā)，提供社會(huì)使用；依法保護(hù)地質(zhì)資料匯交義務(wù)人的合法權(quán)益。

2 GIS技術(shù)基本內(nèi)涵

地理信息系統(tǒng)技術(shù)（CIS）是一門綜合性的技術(shù)，它的發(fā)展是與地理學(xué)、地圖學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、遙感技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)科學(xué)、信息技術(shù)等有關(guān)學(xué)科的發(fā)展分不開的。

GIS的研制與應(yīng)用在我國起步較晚，雖然歷史較短，但發(fā)展勢(shì)頭迅猛。我國GIS的發(fā)展可分為三個(gè)階段。第一階段從1970年到1980年，為準(zhǔn)備階段，主要經(jīng)歷了提出倡議、組建隊(duì)伍、培訓(xùn)人才、組織個(gè)別實(shí)驗(yàn)研究等階段。機(jī)械制圖和遙感應(yīng)用，為GIS的研制和應(yīng)用做了技術(shù)和理論上的準(zhǔn)備。第二階段從1981年到1985年，為起步階段，完成了技術(shù)引進(jìn)、數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究、空間數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開發(fā)等環(huán)節(jié)，對(duì)GIS進(jìn)行了理論探索和區(qū)域性的實(shí)驗(yàn)研究。第三個(gè)階段從1986年到2013年，為初步發(fā)展階段，我國GIS的研究和應(yīng)用進(jìn)入有組織、有計(jì)劃、有目標(biāo)的階段，逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機(jī)構(gòu)、研究中心和實(shí)驗(yàn)室。GIS研究逐步與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生活需求相結(jié)合，并取得了重要進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用效益。

3 GIS在礦產(chǎn)資源管理中的應(yīng)用

3.1 近年來，隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷提高，GIS已在礦產(chǎn)資源管理中得到廣泛應(yīng)用，并取得許多矚目成果。美國和其他發(fā)達(dá)的國家很早就著手于地理信息系統(tǒng)的研究開發(fā)，并將其應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和填圖。目前，很多國家已開始利用計(jì)算機(jī)以數(shù)字形式采集野外地質(zhì)數(shù)據(jù)，建立有關(guān)數(shù)據(jù)庫。我國建立了中國金礦大型數(shù)據(jù)庫，對(duì)中國大地構(gòu)造1～3級(jí)單元按最新研究動(dòng)態(tài)進(jìn)行劃分并建立屬性表，結(jié)合其他成礦信息，進(jìn)行成礦GIS分析，預(yù)測(cè)區(qū)域成礦靶區(qū)。

3.2 地理信息系統(tǒng)用于礦產(chǎn)資源管理的優(yōu)點(diǎn)

（1）先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫和圖庫管理使得各種地學(xué)圖件和地質(zhì)數(shù)據(jù)的長期保存及修改變得更加容易。

（2）提供集成管理多源地學(xué)數(shù)據(jù)，建立模型及進(jìn)行空間模擬分析，使數(shù)據(jù)的分析更有效和定量化。

（3）實(shí)現(xiàn)多元信息快速準(zhǔn)確疊加。利用GIS的專題圖層管理功能可以方便地完成多學(xué)科、多層次、多來源的圖形疊加，從而大大減少圖紙人工繪制繁重勞動(dòng)，而且研究者可以根據(jù)自己的思路反復(fù)進(jìn)行多次疊加自由組合。

（4）快捷地完成空間信息查詢、檢索。GIS系統(tǒng)提供了查詢檢索的功能，根據(jù)專題屬性，能快速檢索如地質(zhì)圖層中檢索巖漿巖地質(zhì)體等。

（5）統(tǒng)計(jì)各種地質(zhì)體空間幾何屬性。GIS系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)功能，可以精確地研究地質(zhì)體規(guī)模與礦產(chǎn)的關(guān)系等方面的問題。

（6）自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同專題數(shù)據(jù)空間疊加分析。利用空間數(shù)據(jù)的建模和疊加，可以解決既有地球化學(xué)異常，又處于成礦構(gòu)造帶的區(qū)域圈定問題。

4 GIS存在的問題及對(duì)策

4.1 存在的問題

（1）專業(yè)GIS軟件的缺乏

目前尚未出現(xiàn)能夠靈活描述環(huán)境保護(hù)相關(guān)問題的時(shí)間和空間特征的專業(yè)GIS軟件。單獨(dú)依靠通用GIS平臺(tái)難以對(duì)問題域進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。

（2）數(shù)據(jù)來源與精度的限制

數(shù)據(jù)來源及精度問題一直是GIS技術(shù)真正解決環(huán)境問題的一個(gè)“瓶頸”。盡管近幾年遙感技術(shù)的介入使得礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)的采集大為改善,但由于礦產(chǎn)資源問題的廣泛性和復(fù)雜性等原因,導(dǎo)致大量礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)仍難以獲取。同時(shí)現(xiàn)有數(shù)據(jù)也往往由于數(shù)據(jù)來源不一、數(shù)據(jù)格式各異、年代不同等原因造成礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)精度難以保證,特別是數(shù)據(jù)格式不一,使各地區(qū)的數(shù)據(jù)難以共享,嚴(yán)重影響了GIS的應(yīng)用。

（3）專業(yè)模型的建立及其通用性問題

從世界范圍和歷史發(fā)展來看,許多發(fā)達(dá)國家的礦產(chǎn)資源管理研究已從第一階段的側(cè)重調(diào)查、制圖,進(jìn)入第二階段的側(cè)重模擬、監(jiān)測(cè)和管理。在這個(gè)階段,問題的解決依賴于模型的建立。然而現(xiàn)有的模型多是面向某一地區(qū)特定條件下建立的,大多不具有空間和時(shí)間上的可移植性。同時(shí)其與GIS結(jié)合的深度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,僅停留在將GIS作為模型的數(shù)據(jù)輸入與輸出結(jié)果的工具這種第一階段水平。制約兩者結(jié)合的關(guān)鍵在于GIS相對(duì)有限的分析空間數(shù)據(jù)的功能,以及模型分析方法與GIS內(nèi)嵌功能的通用性之間存在矛盾。

（4）系統(tǒng)集成性差

隨著GIS在礦產(chǎn)資源管理中應(yīng)用的深入,建立了一大批相關(guān)地理信息系統(tǒng)。這些專業(yè)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型、專業(yè)模型以及兩者之間的接口和GIS之間的連接方式均不一樣,界面不統(tǒng)一不友好。GIS的數(shù)據(jù)模型仍然缺乏礦產(chǎn)資源模擬所需的時(shí)空結(jié)構(gòu),GIS軟件系統(tǒng)也不能夠同時(shí)處理時(shí)空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可變性以及建立和檢驗(yàn)過程的算法可變性。

4.2 解決問題的對(duì)策

在GIS處理數(shù)據(jù)過程中，對(duì)于數(shù)據(jù)庫的建立和管理是重點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫的不完善將會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的分析結(jié)果，因此建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫。是GIS的基礎(chǔ)，可以通過以下三個(gè)方面來建立和管理數(shù)據(jù)庫。

（1）過去許多數(shù)據(jù)沒有準(zhǔn)確位置不便采用。按規(guī)范建立自己的數(shù)據(jù)庫，并通過驗(yàn)證確定數(shù)據(jù)庫的正確性和完善性。

（2）不引用數(shù)據(jù)出處不詳?shù)奈墨I(xiàn)。在建立數(shù)據(jù)庫的同時(shí)，難免會(huì)引用其他參考文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)，因此，在引用的過程中，應(yīng)保證數(shù)據(jù)庫的權(quán)威性、正確性、和不重復(fù)。不然會(huì)影響數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果，甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況。

（3）確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。GIS處理與數(shù)據(jù)的質(zhì)量有關(guān)，而許多文獻(xiàn)卻缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的細(xì)致說明以致有關(guān)數(shù)據(jù)難以很好地被數(shù)據(jù)庫引用。文字型數(shù)據(jù)則存在標(biāo)準(zhǔn)化問題，繁瑣、含義重疊或交叉的文字描述不利于GIS分析。另外，地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、圖層庫不依某一種地質(zhì)觀點(diǎn)建立，而應(yīng)完全基于實(shí)際資料，以便不同觀點(diǎn)的使用者均可根據(jù)自己的觀點(diǎn)進(jìn)行GIS分析。

5 結(jié)語

總之，GIS所提供的嶄新的操作空間數(shù)據(jù)的環(huán)境,可以很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與底圖相連接的地圖編輯、建立拓?fù)潢P(guān)系、數(shù)據(jù)管理、空間分析和輸出顯示,并具有方便的數(shù)據(jù)傳輸、共享以及強(qiáng)大的模塊擴(kuò)展功能。隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展,相信它在礦產(chǎn)資源管理領(lǐng)域的運(yùn)用會(huì)進(jìn)一步得到擴(kuò)展和完善,而礦產(chǎn)資源管理也會(huì)因它而更加方便、有效。預(yù)期GIS將會(huì)成為礦產(chǎn)資源管理領(lǐng)域最重要、最有效的手段之一，但同時(shí)也需要廣大礦產(chǎn)資源管理工作者和科研人員不斷探索和拓展。