3S 技術在礦產地質勘查工作中的應用研究

謝家濤，韓 嶺，馬春燕，羅 雪

（湖北省地質局第八地質大隊，湖北 襄陽 441000）

礦產資源勘查過程中，需要采集各類地質信息，然而目前最主要的信息采集方式為野外地質測量。3S 技術主要包含了GPS技術和RS 技術、GIS 技術，利用3S 技術可以開展礦產資源勘查，通過收集、存儲、處理、分析地質資料信息，快速完成野外地質測量工作，從而為查明礦產資源的分布提供有利的數據支持。同時還可以科學預測評價礦產資源開發狀況。

1 礦產地質勘查的含義

礦產地質勘查主要是通過同位成礦的原理實施地質找礦工作。同位成礦原理為地質勘探學界認為礦產在構成過程中并不是完全一樣的，在自然環境變化的情況下構成了不同類型的礦產。礦產地質勘查過程中存在的風險比較高，但收益也高，投入大，并且具有重要性和緊迫性，礦產地質勘查工作包含的內容比較多，有效的礦產地質勘查緩解了當前礦產資源緊張的情況。因此，要重視礦產地質勘查方面的研究，從而有效改善當前地質勘查技術方面存在的問題。當前，隨著科學技術的深入發展，礦產地質勘查理論和技術得到顯著提升，在具體工作過程中，出現了一些高效快捷的技術手段，從而有效地確保礦產地質勘查工作的順利開展。伴隨著社會經濟的飛速發展，人們對礦產資源的需求量逐漸增多，礦產資源供應緊張的情況長期存在，所以需要不斷地優化和創新礦產地質勘查理論和技術，從而有效的提升我國礦產地質勘查工作的整體水平[1]。

2 3S技術分析

3S 技術主要包含全球定位系統、地理信息系統、遙感技術，這三種技術在具體運用過程中構成相互補充和互相獨立的整體。其中全球定位系統主要是標注坐標，地理信息系統主要是分析和對比、篩選數據中的有效信息，遙感技術主要是獲得樣本數據。

2.1 全球定位系統

目前全球定位系統主要是采用美國研發出來的技術，該項技術主要是利用軌道衛星為人們提供規定范圍內的定位，可以準確定位到一米以內，利用該項技術可以計算出行進速度和具體的運行軌跡。全球定位系統主要優勢有以下幾點：第一，全球定位系統比較穩定，并不會受到天氣等外界因素的影響，同時也不會受到空間問題的影響，從而可以進行多維度定位。第二，全球定位系統不但可以快速的定位，并且可以實現定速和定時，還可以分析和預測軌道運行。第三，全球定位系統居于完整的功能系統，可以運用到礦產地質勘查和水利、交通等領域中。第四，全球定位系統服務的范圍比較大，經過有關運算，全球定位系統通過覆蓋全球的二十四顆衛星，可以覆蓋整個地球的百分之九十五以上。第五，全球定位系統的定位功能并不需要定位某個固定位置就可以檢測人們的活動，即使處于移動狀態下，還可以獲得需要的定位[2]。

2.2 遙感技術

遙感技術主要原理是利用電磁波發射和吸收反復循環，通過分析電磁波信息構成數據圖像，在不直接接觸物體的時候可以識別物體。遙感成像主要包含膠卷成像和數字成像兩種方式。膠卷成像主要是應用相機膠卷來完成拍攝任務，膠卷成像已經過時，當前通常運用數字成像的方法，應用計算機技術來處理電波信號，轉變成為規則的圖像。遙感技術的運用有效的節約了人力和物力資源，更加便捷地獲得有效的信息，特別是一些復雜環境下，遙感技術可以獲取不同維度的信息，利用三維成像的方法來還原物體圖像。

2.3 地理信息系統

地理信息系統主要是通過計算機軟件處理數據信息，進而有效的管理地理信息。地理信息系統主要是分析和重組相關信息，并且還可以分類、搜索、輸出、轉化這些信息。除此之外，還可以加工處理這些信息，實現信息轉換，將信息在地圖中充分展現出來，甚至可以在屏幕中呈現出來，從而實現信息可視化。應用人員更加直觀地了解全部信息，對礦產地質勘查工作有著非常重要的意義。伴隨著科學技術的深入發展，利用地理信息系統動態化顯示可視化信息，進而實時監控數據信息。地理信息系統運用計算機、軟件、數據庫、分析模型等，從而為礦產地質勘查提供有利的信息[3]。

3 3S技術應用原理

3S 技術是地理信息系統、遙感技術、全球定位系統的總稱。地理信息系統主要是存儲、分析、處理空間數據，然而遙感技術和全球定位系統被運用到獲得和監測空間數據。地理信息系統主要是運用計算機軟件和硬件實時輸入、儲存、查詢、分析空間信息。經過對目標開展時空建模，秒輸出目標的動態變化，從而可以將復雜的空間問題轉變成為可描述的問題。全球定位系統作為空間導航系統，以無線電定位系統作為基礎，主要包含衛星、監控站、其他設備等，其主要特征就是全天候、全球性。在運用全球定位系統的時候，可以快速、準確地定位目標位置，經過分析衛星信號可以測定待定點位，并且可以獲取空間信息，從而建立地面高程模型。遙感技術運用到的衛星、飛機等工具比較多，在實際勘查的時候并不需要直接接觸目標，運用傳感器可以收集到電磁波信息，利用數學分析法或者物理法等明確目標的具體狀況、性質、動態變化等情況。一些勘查目標的面積很大，周圍環境比較復雜，利用遙感技術可以獲得目標的各種參數，從而辨別目標[4]。

4 礦產地質勘查工作中的3S技術的應用分析

4.1 全球定位系統的應用

全球定位系統在十九世界末期產生，經歷幾十年的運用，該項技術逐漸發展成熟，在礦產地質勘查工作過程中可以利用該項技術及時獲得時間、空間、地理等信息，同時操作便捷。當前，全球定位系統在礦產地質勘查工作中得到廣泛運用，逐漸成為礦產地質勘查工作的重要組成內容。我國開展礦產地質勘查的時候，將北斗導航作為主要的衛星導航系統。全球定位系統主要由控制部分、空間部分、用戶部分組成。和無線電定位對比，衛星定位的準確度，并不會受到天氣等因素的限制，應用全球定位系統可以更加準確的監測和勘查礦產地質信息，并且可以準確定位工作人員和礦產的位置，進而為礦產開采工作提供一定的數據支撐。除此之外，還可以和安全中心及時聯系，有效的起到了防災滅災的作用[5]。

4.2 遙感技術的具體應用

在3S 技術中遙感技術可以綜合分析目標區域的地殼和地層結構，同時還可以繪制成像。與此同時，能夠對該區域礦產資源的分布和分布規律進行詳細描述。相較于傳統的人工勘查方式，其工作效率明顯提升，還可以應用到環境惡劣或者荒漠地帶的勘查任務中，遙感技術逐漸取代了人工勘查方式，通過對相關資料的全面收集，為礦產地質勘查工作提供了很大的便利，提升了發現礦床的概率，從而為礦產地質勘查和開發提供了數據支撐。不同區域的地質構造特征使礦產分布各異，特定區域的地質礦產特征通常為特定的巖石組合，所以，巖石組合特征非常重要，運用遙感技術開展礦產地質勘查工作的時候主要運用巖石具備的光譜特點，同時還可以差異化分析遙感圖像的參數，從而辨別出巖石的特征，礦產通常分布在地質結構邊緣和特殊變異地帶。應用不同的遙感技術進行找礦最重要的就是分析礦產產生的時間，從而明確礦產分布的影響因素，從而體現出礦產帶狀分部的特點，在礦產分布的特定區域提取重要的信息，使地質工作人員全面把握整個區域的地質狀況，從而確定找礦的理論依據。

4.3 地理信息系統的具體應用

地理信息系統主要是獲取、管理、分析、應用相關信息，最后可以將數據更加直觀的呈現給工作人員。我國的礦產資源調查工作主要是運用地理信息系統分析處理全國的地質信息，從而可以制作出地質信息圖，為礦產地質勘查工作打下良好的基礎。地理信息系統可以將不同地形的地形圖轉變成為數據信息，從而為后期的礦產地質勘查工作提供數據支撐，很大程度上提高了礦產地質勘查工作效率。礦產地質勘查工作中最重要的就是地質信息的準確性，通過掌握準確的地質信息可以為后期礦產地質勘查工作打下良好的基礎，通過合理控制測繪和采礦等工作可以有效地提升勘查工作。地質信息對礦產地質勘查工作有著很重要的影響，為工作人員提供一定的總結經驗，提升了礦產地質勘查工作效率，所以，地質信息管理工作是非常重要的。而地理信息系統可以有效的完成上述工作，將礦產地質勘查資料電子化，確保資料的安全性，與此同時還可以構建圖形和信息資料二者的密切聯系，確保相關數據信息更加可靠。

5 3S技術的綜合運用

5.1 完成礦山數據信息化

在礦產資源正式開采前，運用信息化方式可以全面的收集和匯總礦山周邊的地質信息，從而更有效的分析礦區地質情況，方便后期礦山建設規劃工作的順利實施。利用3S 技術可以在短時間內分析和采集地質信息，減少工作人員的任務量，更有利于礦產資源的利用。

5.2 降低對環境的破壞

在礦產資源開采過程中，通常情況下會影響到周邊環境，對周邊環境造成嚴重破壞，甚至會出現不可逆的傷害。3S 技術地運用不但可以提升礦產開采成功率，還可以在很大程度上減少對周邊環境帶來的不良影響。所以，在礦產資源開采前需要做好相關的地質勘查工作。然而傳統的勘查方式實施過程中還存在很多缺陷問題，直接影響到礦產資源開采工作的順利開展，同時對周邊環境的保護作用并不是很理想。但是，運用3S 技術不但可以確保后期礦產資源開采工作的順利實施，同時還可以有效的保護周邊生態環境，從而充分實現生產和環境的協調發展。

5.3 水文地質勘查

在水文地質勘查過程中運用3S 技術具有很重要的意義，GPS 技術可以監測水位變化，RS 技術可以收集和分析相關的水文條件數據，GIS 技術通常用來預測地質災害。然而這些技術中最基礎的就是RS 技術，利用該項技術開展數據收集和圖像處理工作，從而為其他技術的運用提供全面的數據信息。而且，GIS技術可以統一處理這些信息，為后期工作提供很大的便利。

6 結語

伴隨著我國社會經濟深度發展，科學技術手段也在不斷提升。很多領域發展過程中運用到電子技術，尤其是在礦產地質勘查領域中普遍運用到3S 技術，近些年來，3S 技術在礦產地質勘查領域運用的范圍不斷擴大，該項技術主要包含了RS 技術、GPS 技術、GIS 技術，通常三種技術是獨立開展勘查工作的。然而，當前逐漸向著互相融合的方向發展。在礦產地質勘查過程中發揮出更大的作用，并逐漸成為各個行業發展的重要構成要素。3S 技術除了在礦產地質勘查工作中的運用，還可以應用到環境管理、汽車導航等領域中。礦產地質勘查工作實施過程中，應用3S 技術可以為礦產地質勘查工作提供有利的數據支持，進而為礦產地質勘查工作的順利開展提供數據信息，所以3S 技術的運用是礦產地質勘查工作的必要內容。