地理信息系統在地質礦產勘查中的應用分析

摘 要：本文分析了地理信息系統的具體內涵，分析其在地質礦產勘查中的積極作用，探究地理信息系統在地質礦產勘查中的應用及關鍵問題，指出促進地理信息系統技術在地質礦產勘查中有效應用的對策。

關鍵詞：地理信息系統（GIS）;地質礦產勘查;數據處理;應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.145

地質礦產勘查是目前我國工業發展的主要方向之一，在進行地質礦產勘查工作中，進行地質測量和數據分析對于礦產勘查工作具有重要意義，而借助地理信息系統就能夠實現精準的勘查，獲得有效的數據參考。地理信息系統的數據采集、管理以及分析處理能力，能夠為地質礦產勘查提供精準數據參考，對于地質礦產勘查工作具有很大的幫助。

1 地理信息技術

1.1 GIS技術內涵

GIS技術（Geographic Information Systems，地理信息系統）是一種眾多學科融合交叉的技術產物，GIS技術以地理空間為基礎，通過地理模型分析，為用戶及時提供多種空間和動態下的相關地理要素信息，GIS技術為用戶提供地理研究和地理決策服務，屬于計算機技術系統中的一種。GIS技術的主要技術功能是表格化的數據進行轉化，形成地圖圖形形式，對于圖形顯示進行瀏覽、操作和分析。GIS技術轉化而來的地理圖形大到洲際地圖，小到更加細致的街區地圖，能夠呈現廣闊疆域的地理整體信息狀態，也能提供細致的人口、交通路線、銷售情況等信息內容。GIS技術的發展得益于計算機硬件技術、軟件系統的技術支持，是目前我國的一種重要地理空間信息系統，能夠實現對于整體或局部地球表層空間中的相關地理要素信息進行收集、存儲、整理、處理、分析、顯示、計算等等操作。

在地質礦產勘測中，使用GIS技術，能夠有效為相關礦產和地質工作的開展提供信息采集、存儲、整體、分析、處理、顯示、計算等技術支持，促進地質礦產勘測工作獲得有效的數據信息支持，提升地質礦產勘測工作的準確性和工作效率。

1.2 地理信息系統開發工具

隨著地理信息系統應用的不斷增多，GIS技術的相關開發工具和軟件也在不斷更新換代，主要呈現以下的發展特點：第一，相關工具和軟件在性能上得到了很大的優化發展，開發商更加注重開發網絡GIS技術;第二，地理信息系統的開發語言和模式都發生了改變，已經發展到WindowsNT平臺中;第三，客戶服務器體系結構依然是GIS技術追求的數據庫管理目標;第四，除了正常的數據，系統也開始嘗試為人們提供圖形數據;底物，對于三維、四維技術的探索仍在繼續發展中;第六，為實現地理信息系統相關數據的共享及交換目標，很多國家都積極探索空間數據交換技術。

2 地理信息系統在地質礦產勘查中的應用優勢

2.1 提升系統數據采集和處理效能

GIS技術在地質礦產勘查中對于信用，就是集輸入、輸出、圖像等處理的技術系統，通過采集、存儲管理、搜索以及分析處理等功能，實現硬件的工作目標。隨著GIS技術的進一步發展，該技術已經能夠涵蓋計算機中的相關程序以及各種地學信息數據，還可以根據立體數據構建三維立體模型。在地質礦產勘查工作中工作人員只需要在系統中輸入需要勘查的地質范圍中的相關數據材料，就可以建立各種三維模型，實現工作人員從視覺、計算以及模擬現實的操作和管理目標，還能為預測提供有效數據依據。工作人員能夠在系統中隨時抽調相關的地理空間信息，結合各類數據形成的圖片建立地質仿真模型，對于地表下的巖層機構和活躍性等進行預測。借助地理信息系統的數據采集和計算處理等功能，能夠大大提升地質礦產勘查的工作效率。

2.2 實現更靈活化的圖形處理

如果將地理信息系統看做是一個圖形處理和信息顯示系統，圖形可以有多種格式，地理信息系統中的圖形算法，能夠快速實現圖形的可視化操作任務，對于復雜的空間也能夠實現精準描述，系統將收集到的圖形、圖像數據等信息收集起來，形成相應的數據庫，能夠為地質礦產勘查提供充足的數據支撐，為工作人員建立相應的立體模型、判斷成礦、把握地質巖層結構等都具有重要作用。系統還具有可視化的作用，能夠實現地質礦產勘查的可視化過程，提升勘查工作的精度和效度。

2.3 具有良好的綜合分析能力

GIS技術可以同時進行大量數據的采集和處理分析，能夠快速建模，對于勘查區域的地震數據、遙感數據、地質數據等都能夠進行及時有效的處理，為地質礦產勘查工作提供更豐富的處理工具。

3 地理信息系統在地質礦產勘查中的應用及關鍵問題

3.1 地理信息系統在地質礦產勘查中的應用

地理信息系統在目前的地質礦產勘查工作中已經實現了很好的應用，且應用效果較好。1985年，一些發達的國家就開始了對于GIS技術的應用，并將其應用到地質礦產勘查和填圖作業中?，F階段，澳大利亞已經開始研究將計算機、筆記本等對于野外地質數據進行采集，并構建有效的三維立體數據庫模型，并借助相關的地質軟件和工具進行第二代的地質圖件編制工作。

在我國，GIS技術也普遍的被應用到地質勘查工作中，在礦產勘查中的應用更為普遍。還有很多地質勘查中開始使用國外的GIS技術，技術應用已經發展到一個相對成熟的階段?，F階段，我國正在積極構建地質礦產資源數據庫，借助GIS技術，實現對于礦產資源區域的全面評價，實現GIS技術在礦產資源的勘查數據的采集、建庫以及處理中的作用。

可以肯定的是，GIS技術強大的數據處理和分析能力應用，能夠實現有效的數據采樣，能夠對地質結構演化、地質活動、沉積相、礦產成礦等信息進行綜合分析處理，模擬地質礦產區域的地質演化過程，在擁有足夠的數據量的前提下，還能夠實現定時、定量、定點的分析。

3.2 關鍵問題

3.2.1 完善總體布局設計

針對目前地質礦產勘查工作中的地理信息系統建設的基本情況，按照總體安排，地理信息系統可以采用B/S+C/S（瀏覽器/服務器+客戶端/服務器）架構，基于supermap平臺開發，主要建設內容涵蓋數據勘測（主要包括：地質巖層數據、三維建模數據），礦產地理信息系統數據庫建設，礦產地理信息空間共享框架搭建，礦產地質巖層管理系統開發和地上基礎設施管理系統開發等五項建設內容。從礦產勘測、共享框架設計和應用功能展示等三方面對地理信息系統進行重點設計和應用，對礦產GIS網絡端和客戶端的功能進行操作培訓，并對管理和使用人員進行有效培訓。

通過建立地質礦產勘查深度分析系統、基礎設施分析管理系統、礦產規劃管理系統、礦產公共信息服務等內容的地理信息系統建設，解決數據規范化管理，數據共享、互通，一體化全生命周期的精細化設施監管和輔助礦產資源有效利用與合理配置等相關問題，實現礦產資源的有效利用與合理配置，提供便利的礦產勘測服務，為合理規劃布局決策提供支持，輔助礦產開發和研究工作。

3.2.2 實施有效的系統更新和維護

地理信息系統的開發工具和軟件正在不斷的更新升級，對此，在地質礦產勘查工作中使用地理信息系統技術，也要保持與時俱進，構建系統有效的更新和維護方案。按照基礎測繪“十二五”規劃中提出的基礎地理信息數據庫、基礎地理信息系統、網絡分發服務系統的建設任務，實現地理信息在政府、行業和社會化應用中跨越式突破的工作目標，相關礦產開發單位也要結合近年來系統應用和日常分發服務過程中出現的新問題，及時對系統進行二次開發及更新維護。

在進行新版系統測試的同時，測繪局相關技術人員還應系統學習新系統安裝調試流程、數據庫安裝部署和更新維護方法，對數據庫管理系統、成果查詢系統和分發服務系統操作方法，基礎地理數據入庫、目錄數據導出及服務發布、成果分發流程有更為清晰的認識，從而保障整個系統順利運行，有效提高基礎地理信息數據分發服務的能力。

4 促進地理信息系統技術在地質礦產勘查中有效應用的對策

4.1 強化技術融合發展，實現系統性能不斷優化

隨著微小衛星、激光雷達、立體攝像頭、點云處理技術、高精度定位與室內定位等技術取得重要進展，可以預見的是，智能化測繪、遙感、導航無人機、測繪測量機器人等AI新技術和應用工具的發展，必將使地理信息的數據采集和成圖手段更加自動化、實時化，而GIS必然會面臨數據暴增、計算密集、高并發等方面的挑戰，從而進入全新的技術升級階段。GIS始終建立在IT技術基礎之上，IT技術的進展也必然推動GIS進入新的發展階段。若要支撐智慧城市的建設，GIS發展就必須緊跟IT技術熱點，運用新一代的生產力工具。在云計算平臺通過虛擬化技術，部署“云端的圖形工作站”。這樣就將數據存儲系統和生產系統統一到云計算架構中。這種整合方式，能夠有效的縮短兩個系統之間的業務路徑，不僅解決了數據的大容量可靠存儲和數據安全，同時還能確保數據的快速分發，圖形的密集運算渲染，這有利于大大的縮短業務周期，提升生產效率。

GIS的發展，導致了數據規?？焖僭鲩L，如何快速有效的存儲和處理這些數據，成了GIS能否發揮其最大價值的關鍵。這種價值需要有相適應的IT技術作為支撐和推動。強化技術融合作為全新的云計算生產架構，從數據管理和業務生產，能夠給予礦產勘查完整的IT解決方案。這將有力推動礦產測繪行業向現代地理信息產業的轉型升級，為智慧采礦建設提供更優質的方案選擇。

4.2 加強人員培訓，提升系統應用水平

為提高一線礦產勘查職工的地理數據處理能力，進一步加強信息技術在地質找礦方面的應用，培訓班的主要內容覆蓋數字地質調查技術的全部主要技術流程和軟件功能模塊，具體內容應包括：標準圖框的投影變換和地圖誤差校正方法;野外路線數據采集及實際材料圖與地質圖編制方法;野外數字剖面數據采集技術與室內成圖方法;地質圖空間數據庫建庫基本工具與方法;數字固體礦產勘查技術及探槽、坑道、鉆孔等探礦工程野外數據采集、原始地質資料編錄及實時圖件自動生成技術和方法;地球物理、地球化學數據處理的基本方法;資源量估算系統（地質塊段法、剖面法）和礦體三維可視化系統;基于地質統計學、GIS與3D技術的剖面法儲量計算和地質統計學儲量計算等。向勘查工作人員詳細講述GIS技術在地質圖件的繪制、礦產資源儲量估算、礦產資源預測評價等方面的應用，以案例為主線，例如，以長江中下游成礦帶、廬樅盆地等為例，貼近員工礦產勘查工作實際，生動的為員工講解GIS應用方面的方法和技巧。

通過培訓學習，讓廣大礦產勘查人員掌握數字地質調查系統中的主要技術流程和主要功能模塊的操作步驟，為快速普及數字地質調查技術，實現地質工作全過程電腦化、系統化起到推到作用，將工作實際與理論知識很好地結合起來，為進一步提高地質工作質量和效率打下良好基礎。

5 結論

地理信息系統強大的空間數據處理能力，對于地質礦產勘查工作來說，能夠發揮系統多方面的優勢，實現地質礦產勘查工作的全面升級和發展。對此，地質礦產勘查工作中，要充分利用地理信息系統技術，不斷優化系統設計，進行系統升級，確保系統最優性能的發揮。此外，相關地質礦產勘查企業也要做好技術融合和發展工作，強化對于企業一線勘查員工地理信息系統應用的能力，這樣才能不斷提升地理信息系統在地質礦產勘查工作中的應用，實現勘查工作的高效開展。

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作者簡介：高彬穎（1982-），男，山西臨縣人，碩士研究生，初級，主要研究方向：人文地理、文化地理。