三維GIS技術在礦產勘探和開發中的應用

曾文杰

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

現如今，國民經濟發展迅速，對于礦產資源的需求量逐漸增加，必須改進礦產勘探技術，提升礦產勘探整體水平，促進社會經濟發展。隨著計算機技術的快速發展，三維GIS技術開始廣泛應用于地質勘查工作中，使地質勘查的空間屬性能夠以數字的形式呈現出來，有利于提升礦產勘探水平。因此，對三維GIS技術在礦產勘探中的應用方式進行詳細探究迫在眉睫。

1 三維GIS技術的功能分析

1.1 GIS技術的空間分析功能

GIS技術的空間分析功能具體表現為對地理網絡的分析功能。通過分析功能可以較為系統地對所采集的數據進行有效處理，從而確保處理后的數據能夠完整呈現出來，技術人員在利用較為完整的數據時，其工作速度以及工作效率都會得到不同程度的提升。

1.2 GIS技術的數據集成處理功能

GIS技術具有空間分析功能和集成處理數據功能。這兩項功能的作用在于可以將表格、文檔以及多媒體中一些較為重要且不屬于空間數據的數據進行集中的分析與處理。這對于數據分析方式來說是一個改善，再不會出現工作人員因數據量龐大而束手無策的情況，大大降低了工作量。

2 三維GIS技術在礦產勘探開發中的應用優勢

2.1 對勘查數據進行處理

三維GIS技術具有處理圖像、數據等功能，它能夠覆蓋全網空間內部的GIS。在地質勘查中可以通過三維GIS技術來獲取勘查數據，并儲存于計算機，利用計算機強大的計算功能和對數據的處理功能來分析出勘查結果。三維GIS技術建立的數據庫非常強大，包括地質勘查中的工程信息、物化探等全面的信息。通過三維GIS技術建立的數據庫，具備查詢功能，方面查找所需數據，并且能夠將地質屬性以表格的形式導出來，達到一目了然的效果。并且，相比于二維GIS技術，三維GIS技術解決了其不能將高恒變量獨立出來進行處理的弊端，從而提升了其對圖像的處理能力。

2.2 建立起相應的地質勘查模型來形成分析系統

數字地質勘查中通過三維GIS技術來建立的模型主要有三種：第一，地質模型；第二，礦體模型；第三，礦塊模型。每種模型的使用階段不同，其主要功能在于對相關的勘查階段進行優化處理。而構建這些模型需要一定的數據源，這些數據源便來自于三維GIS建立的數據庫。通過將這模型連接起來，便可形成一個完整的分析系統。然后在三維空間內對所有信息進行疊加，通過計算機的運算得出結果，并對結果進行分析，從而對礦產資源的開發方案進行優化，提高數字地質勘查工作的實用性。

3 三維GIS技術在礦產勘探和開發中的應用

3.1 在成礦模式預測中的應用

使用GIS技術，并結合海量的綜合信息，就能夠很好地完成空間采樣任務。從時空以及多元統計兩個角度對構造演化、火成活動以及沉積相等相關特征進行分析。可以預測成礦，進而合理地指導礦產勘探等一系列相關工作的進行，還可以模擬當地區域的地質演化。

3.2 在成礦預測異常中的應用

GIS在成礦預測方面有用，其原因在于，GIS技術具有對地質異常進行分析的功能；可以圈定出可能成礦的地段，可以進行找礦的地段以及找礦較為有利的地段；可以對地質異常進行分析（斷層、地層、巖漿層、物化探異常等），分析其是否與已知礦床具有一定的關系，進而通過對統計數據進行處理，計算出異常與礦點之間的關系，斷裂影響帶的半徑等數據，這對于空間相關性來說有著重要的研究作用。依據找礦的有利程度，可以產生新的數據層，通過使用GIS技術的空間分析疊加功能，對成礦的預測區進行相應的圈定。進而可以對GIS的成礦空間進行預測模型的構建，對找礦的具體地段進行圈定，并對不同的地質信息、找礦信息進行綜合、融合、篩選、匹配、疊加。在結束上述操作之后，可以對找礦證據層的數據進行疊加，以此生成全新的數據層，對成礦的預測區域進行圈定。

3.3 在礦產資源勘察潛力評價中的應用

通過GIS技術，能夠有效地將各類地理信息與現代化的地質學理論相互結合，并且進行有效分析，從而總結出其研究區域的礦產資源信息，最終通過礦產資源信息評價該地區的礦產資源潛力。GIS技術進行礦產資源勘察的主要流程見圖1。

圖1 主要流程

3.4 在采礦階段中的應用

在礦產勘探中，采礦設計至關重要，對此，可采用固定的三維礦體建模方式，完善采礦計劃。在三維GIS技術的實際應用中，能夠對地下礦體進行勘探，而礦產設計要求利用GIS技術構建數字模型，以三維數字方式進行開采布局，完善礦產設計方案。在礦產開采和生產設計過程中，通過應用可視化功能，可以立即查看勘探結果，同時對設計對象進行審核分析，保證數據的準確性和合理性。礦產勘探設計方案復雜，如果應用傳統的設計方式，需要應用大量的時間和精力，而通過應用三維GIS技術，能夠有效減少工作人員的工作量。另外，通過對專家檢查結果進行分析，能夠判斷出數據的正確性和合理性，進而提升礦產勘探工作效率。

3.5 在礦產管理中的應用

在礦產資源開采管理過程中，礦石數據至關重要，是采礦計劃中十分重要的參數數據，與礦山開采發展密切相關，只有加深對于礦石的了解程度，對礦石價值以及精度進行準確估算，才能夠提升礦產管理水平。另外，在礦產滾了過程中，還應該注意應用GIS技術，加強挖掘模型改進，通過計算機直接獲得金屬礦石數量和精度信息。

4 三維GIS技術在地質礦產勘探的前景

隨著科學技術的改進和發展，在礦產資源的勘查中，計算機技術逐漸被應用到礦產的勘查工作中來，其中GIS技術就成為了礦產資源勘查中的首選技術，我國對于這種技術的應用相對較晚，但也在積極地探索和改進當中。澳大利亞勘查隊伍開始利用計算機筆記來自動地記錄所采集的礦產資源的地質數據，并且建立一個強大的數據庫，將各種勘查到的礦床數據都記錄下來，這可以為今后的礦產資源勘查工作提供參考。當這種數據庫結合其他的礦床資源進行分析時，利用GIS進行成礦分析，從而預測并定位可開發的礦產資源區域。除此之外，還有一些國家利用GIS計算機技術將礦產資源和建立的多源地信息系統進行對比研究，進而從中找到礦產資源的階段性特征。為了使GIS計算機技術可以在礦產資源的勘查中得到充分應用，我國政府和勘查隊伍機構都制定出相關的系統工作規則和文件以及GIS計算機技術的數據內容標準。GIS計算機技術可以空間進行采樣，對礦產資源進行多元的分析，進而對勘查人員進行成礦預測并指導礦產勘探，它具有較強的定位系統，可以實時地給出動態監測效果，形成一個四維空間模式，有助于在勘查人員進行分析的時候，給出一個比較客觀的認知，最重要的是，這種計算機技術可以把原來的數據和現有實地的情況進行結合，形成新的分析結果以供參考，具有較高的時效性。所以GIS技術在我國地質礦產勘探工作中的發展前景是很好的。

5 結語

綜上所述，目前，我國的礦產地質勘查還存在缺乏系統的地勘軟件和專業的地勘人才等問題，對此，應該推廣應用三維GIS技術，三維GIS技術的數據處理能力較強，通過構建地質模型、礦體模型以及礦塊模型，然后在此基礎上進行地質勘查分析，能夠提升礦產勘探工作效率，促進礦產開發利用。

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