地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域中3S技術(shù)的應(yīng)用研究

張棋豪

摘要：地質(zhì)礦產(chǎn)工作是國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的先行及基礎(chǔ)性工作，在地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查的過程中，應(yīng)該積極應(yīng)用現(xiàn)代化勘查技術(shù)，以提高勘查的效率，正如本文所研究的3S技術(shù)，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域中的應(yīng)用，實現(xiàn)了地質(zhì)勘查的整合化、系統(tǒng)化，有效提升了勘查過程的信息化水平。本文詳細分析了3S技術(shù)內(nèi)涵，并就如何在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域應(yīng)用提出幾點看法。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)礦產(chǎn)勘查；3S技術(shù)；應(yīng)用研究

在當前我國經(jīng)濟和社會平穩(wěn)可持續(xù)發(fā)展的背景下，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作成了非常重要的工作，它為國民經(jīng)濟發(fā)展提供了重要能源基礎(chǔ)，能夠有效保障各行各領(lǐng)域的能源需求。隨著我國綜合國力的不斷增強，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，越來越多的先進技術(shù)開始在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域中應(yīng)用，其中最為突出的就是3S技術(shù)，能夠極大的提高勘察工作的效率。

1. 3S技術(shù)分析

所謂3S技術(shù)，即全球定位技術(shù)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）的統(tǒng)稱，這三種技術(shù)在實踐中能夠形成同一互補且相互獨立的有機整體。其中全球定位技術(shù)（GPS）所起到的作用是進行位置坐標標注、地理信息系統(tǒng)（GIS）對數(shù)據(jù)進行分析和比對并篩選出有效信息、遙感技術(shù)（RS）作用是獲取樣本數(shù)據(jù)，3S技術(shù)的集成應(yīng)用如圖1所示。

1.1全球定位系統(tǒng)技術(shù)

目前全球定位系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的是美國開發(fā)研制的GPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)由24枚離地約20000km的衛(wèi)星組成，圍繞著6個軌道進行運轉(zhuǎn)，使用者通過該系統(tǒng)能夠獲取到準確的位置，誤差僅為1m左右。GPS不僅僅能夠提供準確的位置，還能夠提供運行軌跡分析。在實踐中應(yīng)用具有以下明顯的優(yōu)勢：一是穩(wěn)定性較好，不受外界天氣因素的干擾、不受時間、空間的干擾，能夠?qū)崟r地提供準確的多維定點；二是能夠較為快速地進行定時、定點，還能夠?qū)\行軌道進行預(yù)測和分析；三是應(yīng)用范圍廣泛，不僅僅在目前的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方面能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，同時在交通、水利等諸多領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用；四是服務(wù)的范圍廣泛，如上文所述，GPS系統(tǒng)只需要24顆衛(wèi)星即可覆蓋全球的定位；五是定位法則便捷，使用者不需要在特定位置進行定位，可以檢測到運動的物體，隨意移動都可以獲取到準確的數(shù)據(jù)。

1.2地理信息系統(tǒng)技術(shù)

地理信息系統(tǒng)簡而言之，屬于一種處理數(shù)據(jù)的計算機軟件系統(tǒng)，能夠?qū)Φ乩硇畔?shù)據(jù)進行管理。主要的作用在于能夠?qū)?shù)據(jù)進行分析、修改、儲存、分類、輸出等一系列的處理。同時還能夠通過數(shù)據(jù)加工以特定的形式進行轉(zhuǎn)換，標注在地圖上，進而實現(xiàn)信息的可視化。除此之外，地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)進行處理和加工，進行動態(tài)顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，所處理的數(shù)據(jù)能夠為地質(zhì)礦產(chǎn)提供有效準確的數(shù)據(jù)。

1.3遙感技術(shù)

遙感技術(shù)的原理是通過電磁波的發(fā)射、吸收這樣反復(fù)循環(huán)的過程，對電磁波信息進行分析，形成數(shù)據(jù)圖像，通過不直接接觸物體的情況下，來辨識物體。遙感技術(shù)成像的方法有兩種，即膠卷成像，利用相機膠卷來進行拍攝，發(fā)展至今，膠卷成像已成為過去式，目前普遍采用數(shù)字成像的方式，利用計算機來對電波信號進行處理，轉(zhuǎn)換為規(guī)則圖像。遙感技術(shù)能夠節(jié)省人力物力，簡單地獲取到有效的信息，尤其是面對一些環(huán)境較為復(fù)雜的區(qū)域，遙感技術(shù)能夠拍攝出不同角度的信息，通過三維成像的方式來還原物體圖像。

2.地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中3S技術(shù)應(yīng)用分析

2.1全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用分析

全球定位GPS系統(tǒng)自投入使用之日到如今，已運用了幾十年的時間，全球定位GPS系統(tǒng)的應(yīng)用能夠為地質(zhì)工作者提供地質(zhì)礦產(chǎn)的時間、空間和地理數(shù)據(jù)信息，具有非常大的應(yīng)用價值。全球定位GPS系統(tǒng)操作簡單，衛(wèi)星定位技術(shù)作為信息化的重要組成部分，在地質(zhì)礦產(chǎn)工作的勘查領(lǐng)域已成為非常重要的部分。在礦產(chǎn)資源勘查的實踐中，我們主要通過全球定位GPS系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。全球定位GPS系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的無線電定位系統(tǒng)而言，受天氣的影響更小，準確度更高，通過對衛(wèi)星定位系統(tǒng)的利用，能夠有效監(jiān)測地質(zhì)情況，能夠準確定位出礦產(chǎn)資源的具體位置，對礦產(chǎn)發(fā)展情況進行準確的定位，以便于地質(zhì)工作者更加高效率的開展工作。

全球定位GPS系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域中進行測量時，需要根據(jù)實際的地形進行測繪，主要的目的是為礦區(qū)提供不同比例的地形圖，以滿足實際勘查的需要，針對不同的項目，以往主要采取的是經(jīng)緯儀和測距儀進行測圖，實際運行過程中需要按照設(shè)定控制網(wǎng)點、控制次網(wǎng)點并結(jié)合加密控制點進行測量，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上述測量的方式煩瑣，全球定位GPS系統(tǒng)的應(yīng)用能夠滿足實際項目所需要的精度、速度以及費用等方面的要求，操作相對簡單，在地質(zhì)測量中能夠廣泛使用。

在發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)藏區(qū)后，首先應(yīng)該建立GPS網(wǎng)，由于不屬于不同的地質(zhì)勘探工程，礦區(qū)可以通過地質(zhì)技術(shù)來制作簡易的全球定位GPS系統(tǒng)控制網(wǎng)，在此基礎(chǔ)之上來實現(xiàn)測設(shè)基線的項目，以確保地質(zhì)勘查項目的順利運行。針對礦區(qū)GPS控制網(wǎng)構(gòu)建而言，能夠完成地質(zhì)工程的測量工作，這樣一來不僅僅能夠節(jié)省工作時間，還能夠極大提升經(jīng)濟效益。在完成基線點測量工作之后，開始沿著基線點布設(shè)主要的測量線，沿著基線點零的位置，順時針將望遠鏡旋轉(zhuǎn)90°，將勘探線方向作為主要的施測剖面。然后在勘探方向分別通過全球定位GPS系統(tǒng)對不同的地形點進行探勘，并利用全球定位GPS系統(tǒng)對地形點進行測定，并根據(jù)坐標數(shù)據(jù)來外出完成測量作用，對數(shù)據(jù)進行匯總分析后，可繪制出礦區(qū)的剖面圖。

2.2地理信息技術(shù)的應(yīng)用分析

地理信息技術(shù)是基于信息技術(shù)發(fā)展而來的地理信息管理系統(tǒng)，信息技術(shù)本身就具備了綜合信息、動態(tài)預(yù)測、信息分析和處理的能力，因此地理信息技術(shù)優(yōu)勢十分明顯。地理信息技術(shù)包含了數(shù)據(jù)的管理、傳輸、錄入和分析等，最后經(jīng)過處理得出最終的數(shù)據(jù)，能夠直觀地展現(xiàn)在地質(zhì)工作者面前，在減災(zāi)防災(zāi)方面具有非常大的應(yīng)用價值。我國各地區(qū)的自然資源局就通過地理信息技術(shù)，繪制了全國的地質(zhì)信息圖，這對于全國各地的礦產(chǎn)開發(fā)、勘查工作提供了良好的基礎(chǔ)，同時也避免了數(shù)據(jù)重復(fù)產(chǎn)生的成本。利用地理信息技術(shù)還能夠?qū)^(qū)域的礦洞、山脈等地形圖具體成數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生多維度的信息預(yù)報，為地質(zhì)發(fā)展情況提供準確有效的信息數(shù)據(jù)，同時也為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和開發(fā)提供信息平臺，有效提高了工作效率。

在開展地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的過程中，地理信息技術(shù)應(yīng)用的地質(zhì)圖像能夠發(fā)揮出重要的作用，因此在進行勘查的過程中，地質(zhì)圖像的準確性至關(guān)重要，是之后工作的重要基礎(chǔ)，為確保地質(zhì)圖像的準確性，需要在測繪領(lǐng)域、采礦領(lǐng)域數(shù)據(jù)工作等方面加強質(zhì)量控制，在實際勘查的工作中，工作人員可以應(yīng)用專業(yè)的分析模型和地理信息系統(tǒng)，這對確保地質(zhì)圖像的準確性有很大的效果。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的信息資料對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有很大的影響，地質(zhì)工作人員在工作中會引用到前人留下的信息資料，因此為提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的質(zhì)量，必須要加強地質(zhì)探勘的資料管理工作，應(yīng)用地理信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)勘探資料的電子化錄入，這對于信息資料的安全性保障有了很大的提高，通過地理信息技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)圖形與信息資料的建立，能夠為用戶提供可靠的依據(jù)，因此為確保地理信息系統(tǒng)的高效性，必須要加強礦產(chǎn)勘查資料的完整性和真實性。

為進一步提高地質(zhì)勘查工作的有效性和高效性，還需要加強地質(zhì)定量分析工作，這是非常關(guān)鍵的內(nèi)容。在實際工作過程中，地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的充分利用，同時還可以構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，提高信息數(shù)據(jù)的處理效率，這對促進礦產(chǎn)勘查工作的順利進行意義重大，目前這項信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展并不全面，在外來需要不斷地提高智能化的技術(shù)水平，才能夠有效發(fā)揮出地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

2.3遙感技術(shù)的應(yīng)用分析

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，遙感技術(shù)也在不斷地改進和完善，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域，遙感技術(shù)的應(yīng)用已不再是純粹的遙感技術(shù)應(yīng)用，同時還集成了地球物理信息、圖像處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三維可視化及虛擬仿真等諸多先進技術(shù)，這樣綜合的技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)了虛擬礦產(chǎn)資源勘查區(qū)，以實現(xiàn)對礦產(chǎn)資源的虛擬勘查，如圖2所示。

遙感技術(shù)作為3S技術(shù)中的一種，能夠?qū)^(qū)域的地殼和地層結(jié)構(gòu)進行綜合分析，并具體繪制成像。同時還能夠針對該地區(qū)的礦產(chǎn)資源，描繪出具體的分布圖與分布規(guī)律信息。這對于傳統(tǒng)采用人工的方式進行勘察，效率提升很大，同時對于環(huán)境惡劣、荒漠地區(qū)的勘查，遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠替代人工的方式進行資料收集，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查提供了極大的便利，提高了礦床的發(fā)現(xiàn)概率，為地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查、開發(fā)，提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

不同地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造運動，導(dǎo)致了地質(zhì)礦產(chǎn)的地區(qū)分布差異，特定區(qū)域中地質(zhì)礦產(chǎn)存在的條件一般為特定的巖石組合，因此巖石作用十分重要，巖石自身所具有的光譜特點為遙感技術(shù)的應(yīng)用提供了極大的便利，分析遙感圖像接觸圖像的各個參數(shù)進行差異化分析，以識別巖石的特性，而地質(zhì)礦產(chǎn)的分部主要集中在地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的邊緣以及特殊變異部位。通過不同遙感技術(shù)進行找礦的關(guān)鍵在于從礦物質(zhì)產(chǎn)生的時間上進行分析，以確定礦產(chǎn)分部的因素，是否展現(xiàn)出帶狀分部的特征，在特定礦產(chǎn)區(qū)域，借助影響提取主要的信息，同時能夠?qū)ο鄳?yīng)的地質(zhì)影響進行分析，將有效的礦產(chǎn)資源位置信息提取出來，讓地質(zhì)工作者對整個區(qū)域的地質(zhì)情況有一個綜合的把握，進而確定找礦的理論依據(jù)。

遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠一定程度上解釋地質(zhì)信息，地質(zhì)構(gòu)造運動會導(dǎo)致地殼內(nèi)部活動，同時礦作用、熱事件、變質(zhì)會同步進行，地質(zhì)結(jié)構(gòu)事件控制了地質(zhì)內(nèi)部礦產(chǎn)資源儲量的變動，遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠觀察到遙感圖像的變化情況，當遙感圖像變動為線性時，圖像上會顯示呈持續(xù)形式或斷續(xù)形式的線狀、帶狀的分布影像，這個遙感影像說明地質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在著斷裂、節(jié)理等結(jié)構(gòu)，控制了巖漿的具體活動，同時對礦液的移動、儲存等都起到了十分重要的作用。當?shù)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)在遙感圖像呈現(xiàn)出環(huán)狀時，即呈現(xiàn)出圓形的結(jié)構(gòu)環(huán)狀，說明地質(zhì)結(jié)構(gòu)的活動主要發(fā)生在地殼中，這是一個非常鮮明的外在特征。總而言之，無論遙感圖像表現(xiàn)出來的形狀如何，是線性或者環(huán)形，通過遙感技術(shù)的應(yīng)用，所形成的圖像可對地質(zhì)工作者進行深入直觀的分析，這對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查十分有幫助。

3.結(jié)束語

3S技術(shù)發(fā)展至今已相當成熟，是數(shù)字化時代發(fā)展和應(yīng)用非常重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管3S技術(shù)目前還有待進一步的提升和發(fā)展，但3S技術(shù)的發(fā)展趨勢以及所起到的作用值得人們期待，尤其是在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用，為社會和國家?guī)砹孙@著的經(jīng)濟效益。

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