地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)與GIS 的運(yùn)用分析

趙 巖

（華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066000）

雖然我們國家的地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)與GIS 的運(yùn)用，與其他一些發(fā)達(dá)國家相比，還存在著一定的距離，但我國的地學(xué)工作者一直將礦產(chǎn)資源評價(jià)與GIS 的運(yùn)用作為自己工作的主題與核心，將GIS 在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)中科學(xué)、合理的運(yùn)用，不但可以對多種形式成礦信息進(jìn)行有效的分析和科學(xué)的定量評價(jià)，還能有效的解決較為復(fù)雜的地理問題。因此，本文下面將對地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)與GIS 的運(yùn)用進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)與GIS運(yùn)用的重要性分析

GIS從廣義上來說是：可以對地球空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、檢索、建模和表示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，稱之為空間數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。從狹義上來說：GIS 是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的幫助之下，對我國的地理、地質(zhì)、物理、地球化學(xué)和遙感等多種學(xué)信息進(jìn)行科學(xué)的合成、管理、并且通過綜合、高效的分析能力，替代傳統(tǒng)、固有的地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)方式，以自身系統(tǒng)的獨(dú)特的高效性、便捷性、準(zhǔn)確性等龐大的功能特點(diǎn)，為我國地質(zhì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行科學(xué)、有效的評價(jià)和記錄，非常受到我國地學(xué)工作者的重視和廣泛應(yīng)用。

因?yàn)槲覈鴤鹘y(tǒng)的地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)體系，還不是很健全、完善，在對礦產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)和收集時(shí)，因?yàn)橐鎸ΦV產(chǎn)數(shù)據(jù)的多樣性、復(fù)雜性、龐大性等特點(diǎn)，在進(jìn)行操控、變化時(shí)，因?yàn)樽陨碓u價(jià)體系的不完善，常常導(dǎo)致礦產(chǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)不同程度上的問題，嚴(yán)重影響了礦產(chǎn)資源評價(jià)工作的質(zhì)量和速度，制約了礦產(chǎn)企業(yè)的長久發(fā)展水平。

而GIS 的出現(xiàn)，完美的改善了傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)體系的弱點(diǎn)和不足之處，首先，GIS 地理信息系統(tǒng)有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力和存儲空間，運(yùn)用GIS 系統(tǒng)可以有效地將地質(zhì)礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行科學(xué)、合理的整理與存儲，而且保持時(shí)間比較長，非常方便地質(zhì)礦產(chǎn)企業(yè)在以后的工作中如若需要礦產(chǎn)資源評價(jià)資料和數(shù)據(jù)時(shí)，可以第一時(shí)間從GIS 地理信息系統(tǒng)中找到和進(jìn)行查閱。

其次，GIS 還有另一個(gè)最大的優(yōu)勢，那就是能夠以最快的速度將工作人員想要的地質(zhì)礦產(chǎn)信息進(jìn)行查找、搜索、并且仔細(xì)的剖析，最后將高質(zhì)量的地質(zhì)礦產(chǎn)信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在工作人員面前。

同時(shí)，GIS 還有效率比較高的統(tǒng)計(jì)能力，可以準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)地質(zhì)體空間和幾何圖形，例如：周長和所具面積等，都可以進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)和定量，這些都是傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)和手工操作所不能達(dá)到的效果和目標(biāo)，以此可以看出，GIS 地理信息系統(tǒng)具有高效性與實(shí)用性。

最后，GIS 地理信息系統(tǒng)還具有靈活、快捷的功能，當(dāng)?shù)刭|(zhì)信息數(shù)據(jù)還沒有發(fā)生變化的時(shí)候，地理信息系統(tǒng)就可以對其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)工作，科學(xué)的運(yùn)用GIS 地理信息系統(tǒng)獨(dú)有的專題圖層管理功能，靈活、快捷、迅速的實(shí)現(xiàn)多種學(xué)科與層次、多種來源圖形的重復(fù)層疊，這樣做不僅大大減少了人力、物力的消耗，還方便工作人員多次進(jìn)行重復(fù)層疊的自由組合。

2 地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)與GIS系統(tǒng)中需要解決的主要問題

2.1 數(shù)據(jù)集成、管理困難

眾所周知，在礦產(chǎn)資源評價(jià)中，都會運(yùn)用到現(xiàn)存數(shù)據(jù)，而現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)都是經(jīng)由不同的地質(zhì)礦產(chǎn)單位、運(yùn)用不同的采集方法而得出的實(shí)際數(shù)據(jù)，因此形成了即使在同一地區(qū)之內(nèi)采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)也會因?yàn)椴煌谋壤摺⒉幌嗤木珳?zhǔn)度、各不相同的投影方式和不同的存儲格式等問題，造成數(shù)據(jù)集成管理非常困難，并且讓空間數(shù)據(jù)和解析難以向前推進(jìn)一步。

2.2 空間信息分成點(diǎn)、線、面進(jìn)行存儲中的問題

將空間信息分成點(diǎn)、線、面進(jìn)行存儲，其目的是為了方便工作人員操作和管理，首先，即使是同樣的數(shù)據(jù)在不同的應(yīng)用中，也會出現(xiàn)分層問題，例如：地形信息，在其龐大的數(shù)據(jù)庫中，地形信息被細(xì)分為地貌、水系、交通、植被、控制點(diǎn)等等的很多層次，然而如果處在資源評價(jià)當(dāng)中，在面對不涉及地形分析的情況下，就可將地形信息作為工作人員工作的參考信息來對待。

其次，要積極的區(qū)分物理存儲層和用戶在評價(jià)過程中所涉及到的層面，例如：用戶在具體的操作中，有很大的可能會面臨十幾甚至是幾十個(gè)層的操作，而在使用物理存儲時(shí)，可以簡單將其分為三層，即是點(diǎn)、線、面，以此來精簡用戶的使用過程和步驟與時(shí)間[1]。

2.3 對地理底圖的資源評價(jià)

工作人員在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)中對地理底圖進(jìn)行評價(jià)時(shí)，可以將其當(dāng)做一個(gè)參考信息，也可作為矢量信息，矢量是一種既有大小又有方向的量，又被大家稱之向量，由大小和方向共同決定的量。

同時(shí)也可當(dāng)作刪除信息存儲和使用，所以說地理底圖具有多樣性和廣泛性，但是要保證底圖要素與地質(zhì)實(shí)體之間正確的空間關(guān)系。

其次，要將地球化學(xué)、地球物理、遙感數(shù)據(jù)這三種重要的信息全部單獨(dú)存儲在具有豐富處理功能的系統(tǒng)當(dāng)中，因?yàn)檫@是地質(zhì)礦產(chǎn)資源管理的基本原則[2]。

2.4 對地球化學(xué)數(shù)據(jù)的重視

地質(zhì)礦產(chǎn)資源中有許多因素影響著地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理方法，所以工作人員必須將原數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善的存儲和保存[3]。

首先，運(yùn)用簡單的表格結(jié)構(gòu)來進(jìn)行對地質(zhì)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄和存儲，表格只適合那些被測元素范圍和技術(shù)始終不變的情況下，記錄才是準(zhǔn)確的。但是在面對分析元素范圍增大、樣品制備和分析技術(shù)都不相同的情況時(shí)，簡單的表格數(shù)據(jù)記錄方法就顯示出了它的不足和弱點(diǎn)[4]。

其次，地球化學(xué)數(shù)據(jù)也可應(yīng)用在GIS 軟件中，其定位是進(jìn)行點(diǎn)位圖存儲，具體操作方法是：將地質(zhì)礦產(chǎn)資源元素的分析值作為相應(yīng)點(diǎn)位進(jìn)行科學(xué)的保存，其實(shí)不管運(yùn)用哪種方法，都是需要運(yùn)用各種專用的軟件來進(jìn)行工作處理的，由此產(chǎn)生單元素或者異常圖。如果出現(xiàn)沒有原始數(shù)據(jù)的情況發(fā)生，并且還要進(jìn)行資源評價(jià)的時(shí)候，可以先將其他系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)結(jié)果評價(jià)要求以編碼多邊形的方式或者規(guī)格輸入到GIS 中去。此設(shè)計(jì)的原則是：通過采集、剖析和地理情況，快速的搜索地理、化學(xué)樣品信息，同時(shí)對水系沉積數(shù)據(jù)也進(jìn)行準(zhǔn)確的剖析與研究，最后把具有精準(zhǔn)度比較高的水系圖同樣進(jìn)行保存處理，這樣就可以精確的找出樣品的原地了[5]。

3 運(yùn)用GIS進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)的方法

3.1 廣泛運(yùn)用新的技術(shù)手段研究地質(zhì)礦產(chǎn)資源

隨著我國時(shí)代的高速發(fā)展，礦產(chǎn)勘測技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，在現(xiàn)代成礦科學(xué)理論指引下，勘測人員運(yùn)用采集到的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)為基底，廣泛運(yùn)用新的技術(shù)手段研究地質(zhì)礦產(chǎn)資源，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行物探、化探、遙感等勘探技術(shù)，并且通過科學(xué)、合理的研究和分析區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)變質(zhì)作用、成礦作用的時(shí)間、空間演化的規(guī)律、找礦標(biāo)志信息等等的問題，形成礦床的綜合信息以便制作礦模型，之后運(yùn)用GIS 地理信息系統(tǒng)，管理、剖析和綜合范圍內(nèi)空間地學(xué)信息的計(jì)算機(jī)工具，科學(xué)、合理的運(yùn)用DIS 地理信息系統(tǒng)高速、便捷這一特點(diǎn)，進(jìn)行高效的工作[6]。

3.2 物化探數(shù)據(jù)處理模型

工作人員要充分利用GIS 可視化工具，研制多元地學(xué)信息，因?yàn)镚IS 地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的層疊、查詢功能，可以精確的保證地質(zhì)礦產(chǎn)資源定量和評價(jià)的方法模型。

3.3 GIS 地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)方法

首先，工作人員想要運(yùn)用GIS 地理信息系統(tǒng)對地質(zhì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行評價(jià)，第一步要做的就是認(rèn)真的去收集所要研究區(qū)域內(nèi)與成礦有關(guān)的礦點(diǎn)分布、地下巖性和構(gòu)造、地球化學(xué)、地球物理和遙感等資料，還要盡自己最大的努力將缺乏資料地區(qū)的資料進(jìn)行添加和收集。

其次，精確的制定出礦床的基本模型，還要從首個(gè)模型中選擇出此礦床基本模型現(xiàn)存的重要標(biāo)志與平常性標(biāo)志，并且確定其含量定值。同時(shí)，用初步采集來的信息數(shù)據(jù)建造數(shù)據(jù)分析庫[7]。

最后，根據(jù)所有的調(diào)查研究、數(shù)據(jù)分析，將全球范圍內(nèi)已經(jīng)了解的礦床類型有關(guān)的地質(zhì)環(huán)境與自己研究的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的比較，同時(shí)也與自己研究區(qū)內(nèi)的礦床、礦點(diǎn)進(jìn)行對比。科學(xué)運(yùn)用GIS 地理信息系統(tǒng)，根據(jù)所建立的模型對數(shù)據(jù)庫中的多源地學(xué)信息進(jìn)行科學(xué)的治理和管束，判斷是否有標(biāo)志存在和各種判別標(biāo)志的區(qū)域分布與相對重要程度，通過對這些數(shù)據(jù)的分析處理，以此來保證每一個(gè)礦床類型出現(xiàn)的有利程度[8]。

3.4 編制預(yù)測圖件

綜上所述，從最初的收集資料開始，到建立礦床的這個(gè)過程當(dāng)中，描述性模型與傳統(tǒng)的綜合評價(jià)方法是一致的、同樣的，地理信息系統(tǒng)對地質(zhì)礦產(chǎn)資源最重要的使命是：在對研究區(qū)域內(nèi)的資料進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上，找到符合研究區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，使GIS 數(shù)據(jù)庫更具高效性和完整性，同時(shí)也讓GIS地理信息系統(tǒng)、單個(gè)空間關(guān)系的確定和量化與多個(gè)空間關(guān)系匯合、集結(jié)[9]。

4 結(jié)束語

雖然我們國家在地質(zhì)礦產(chǎn)資源評價(jià)與GIS 的運(yùn)用方面依然存在著一些問題和缺點(diǎn)，但是作為地學(xué)工作者和從事地質(zhì)礦產(chǎn)的相關(guān)工作人員還是應(yīng)該要進(jìn)行不斷地總結(jié)和學(xué)習(xí)，并且要進(jìn)行仔細(xì)的分析和綜合的討論，以保證地質(zhì)礦產(chǎn)資源的質(zhì)量和采集速度[10]，同時(shí)，還要不斷努力提升其服務(wù)質(zhì)量，以得到大眾的滿意為其宗旨，進(jìn)而有效地推進(jìn)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)健康、有序的發(fā)展。