探究3S技術(shù)的運(yùn)用對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作效率的提升作用

（山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司 山西 030012）

引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技共同快速發(fā)展的背景下，礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)不僅是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)社會(huì)安全穩(wěn)定發(fā)展有直接影響。而3S技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)勘察中的良好應(yīng)用，更是顯著提高了其工作質(zhì)量與效率，促進(jìn)了其健康長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。3S技術(shù)主要有GIS、RS、GPS三個(gè)技術(shù)，其中前者是從加拿大引進(jìn)的，能夠勘探地貌特征及相關(guān)地理信息，并對(duì)其展開(kāi)數(shù)字化處理，可對(duì)礦區(qū)進(jìn)行三維可視化模擬；而RS技術(shù)則是可以根據(jù)地表影像數(shù)據(jù)得出地表物理特征及生態(tài)環(huán)境狀況，效率極高；GPS的高速、高效、低偏差等優(yōu)勢(shì)讓其在眾多專業(yè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。

1.3S技術(shù)簡(jiǎn)介

3S技術(shù)是GIS技術(shù)、RS技術(shù)、GPS技術(shù)的簡(jiǎn)稱，這三大技術(shù)都有各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。比如：GPS技術(shù)最擅長(zhǎng)的是定位，且準(zhǔn)確率極高；RS技術(shù)的主要功能是及時(shí)快速采集各種數(shù)據(jù)信息；GIS的分析能力較強(qiáng)，能夠在海量數(shù)據(jù)信息中挑選出有用內(nèi)容，并對(duì)其進(jìn)行全面深入分析。無(wú)論是哪種技術(shù)都對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘察起著不可替代的作用，以下是對(duì)這幾種技術(shù)所作的詳細(xì)介紹：

(1)GPS(全球定位系統(tǒng)技術(shù))

早在20世紀(jì)50年代末期，美國(guó)就已經(jīng)研制出了全球定位系統(tǒng)技術(shù)GPS，并在60年代中期投入使用。其優(yōu)勢(shì)眾多，分別有：

①高度穩(wěn)定性。相對(duì)來(lái)說(shuō)，GPS技術(shù)自身所具備的較強(qiáng)穩(wěn)定性就相當(dāng)于一層防護(hù)膜，隔絕了外界自然環(huán)境比如氣候、溫度等對(duì)該技術(shù)的影響，并且該技術(shù)從不會(huì)受到時(shí)間、空間的制約，能夠在各種情形下，從多個(gè)維度對(duì)相關(guān)位置予以精確定位。②應(yīng)用領(lǐng)域廣。在我國(guó)，GPS技術(shù)除卻在礦產(chǎn)地質(zhì)勘察中應(yīng)用效果極好之外，在交通、水利、軍事等眾多行業(yè)中也得到了良好有效的應(yīng)用。該性質(zhì)加快了GPS技術(shù)的發(fā)展速度，也讓其自身作用更加完善健全。③系統(tǒng)功能強(qiáng)大。GPS技術(shù)不但能夠以極快的速度對(duì)某一位置進(jìn)行定位，還能夠分析并預(yù)測(cè)其運(yùn)轉(zhuǎn)速率、軌道等要素，具備極其強(qiáng)大的功能體系[1]。該特性為人們的生產(chǎn)和生活提供了較大的便利性，同時(shí)也是GPS技術(shù)在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并能夠充分發(fā)揮其性能的主要原因。④服務(wù)范圍廣。該技術(shù)所主要依靠的是28顆衛(wèi)星（有4顆是備用衛(wèi)星），這些衛(wèi)星均勻散布在與地面相距20000千米的空中，幾乎涵蓋了全球95%以上的面積。如此寬廣遼闊的面積讓人們身處何地都能夠隨時(shí)應(yīng)用GPS技術(shù)，這其中也有許多地勢(shì)條件惡劣的偏遠(yuǎn)山區(qū)，它們都能夠享受GPS的服務(wù)功能。⑤定位靈活便捷。該技術(shù)在定位時(shí)對(duì)人類幾乎沒(méi)有要求，并未要求人們要在某個(gè)固定的地點(diǎn)、時(shí)間等，人們持續(xù)走動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的情況下也能夠極為精準(zhǔn)的定位，具備較強(qiáng)的靈活性與便捷性。

(2)RS(遙感技術(shù))

該技術(shù)主要是利用人造衛(wèi)星、飛機(jī)或者其他飛行器來(lái)采集地球發(fā)射的電磁波，并對(duì)其進(jìn)行分析，然后對(duì)分析結(jié)果予以整合統(tǒng)計(jì)生成圖像，該技術(shù)能夠?qū)Φ厍颦h(huán)境和資源予以直觀查看。在過(guò)去，遙感技術(shù)是應(yīng)用膠卷材料予以成像的，傳統(tǒng)陳舊且模糊不清，功能也較差?，F(xiàn)如今遙感技術(shù)所應(yīng)用的是數(shù)字成像工藝，計(jì)算機(jī)也是該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中必不可少的關(guān)鍵用具。遙感系統(tǒng)分別由信息測(cè)量、信息獲取、信息傳輸、信息處理以及實(shí)際應(yīng)用五部分所構(gòu)成。RS技術(shù)在3S技術(shù)中是最基礎(chǔ)的一種技術(shù)，GPS技術(shù)與GIS技術(shù)中的基礎(chǔ)信息都是由RS技術(shù)所提供的，而且其能夠在不跟物體相碰觸的情況下成像，同時(shí)快速準(zhǔn)確的獲得該物體的全部信息。這些優(yōu)勢(shì)讓RS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷增加擴(kuò)大，自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通路線規(guī)劃、病蟲(chóng)災(zāi)害預(yù)測(cè)等眾多方面都對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了有效應(yīng)用。而其在礦產(chǎn)地質(zhì)勘察工作中的應(yīng)用，不僅發(fā)揮了其全部功能用途，還極大增強(qiáng)了礦產(chǎn)地質(zhì)勘察的工作效果。

(3)GlS(地理信息技術(shù))

該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)不可或缺的工具就是計(jì)算機(jī)，其充分利用計(jì)算機(jī)中的硬、軟件系統(tǒng)，對(duì)整體或局部地球表層（包括大氣層）空間中的地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示、描述等。地理信息技術(shù)具備一定的復(fù)雜性和較強(qiáng)的實(shí)用性，其可視性特征能夠讓數(shù)據(jù)更清晰易懂，同時(shí)該技術(shù)還能夠虛擬3D建模，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)再現(xiàn)相關(guān)地理信息，并對(duì)其進(jìn)行充分掌握，而且還能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)的對(duì)地理信息變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而讓礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確無(wú)誤，進(jìn)而提升工作效率。

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

(1)GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)的具體應(yīng)用

自從我國(guó)引進(jìn)GPS技術(shù)以來(lái)，一直應(yīng)用到今天共歷經(jīng)了數(shù)十年，該技術(shù)從生疏到成熟，從問(wèn)題眾多到不斷完善優(yōu)化，現(xiàn)如今的GPS技術(shù)發(fā)展空間極大，尤其是在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中，能夠?qū)⒌刭|(zhì)礦產(chǎn)的時(shí)間、空間以及詳細(xì)地理情況數(shù)據(jù)信息予以充分呈現(xiàn)出來(lái)。礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中所應(yīng)用的定位系統(tǒng)通常有兩種，一種是全球定位GPS系統(tǒng)，一種是北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，主要有空間、地面控制以及用戶設(shè)備三部分。與其他常規(guī)定位系統(tǒng)對(duì)比，全球定位GPS技術(shù)不但不會(huì)受到自然因素的干擾，而且穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度也極高[2]。衛(wèi)星定位系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可以對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)情況有全面了解，對(duì)地質(zhì)點(diǎn)的經(jīng)緯度、高度予以嚴(yán)格檢測(cè)，并對(duì)礦產(chǎn)資源予以精準(zhǔn)定位，有助于其他環(huán)節(jié)的順利開(kāi)展。

在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)，第一個(gè)環(huán)節(jié)就是測(cè)繪，結(jié)合真實(shí)地形條件展開(kāi)精準(zhǔn)測(cè)繪，從而生成真實(shí)可靠的地形圖。早期的測(cè)繪方式流程極為繁雜，精準(zhǔn)性也較差，而GPS技術(shù)的出現(xiàn)，讓礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中測(cè)繪環(huán)節(jié)變得既簡(jiǎn)便又快捷，而且測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性也極高，對(duì)地質(zhì)測(cè)量工作有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。進(jìn)入礦區(qū)后，應(yīng)當(dāng)建設(shè)GPS網(wǎng)絡(luò)體系，并安裝測(cè)設(shè)基線，確保地質(zhì)勘查工作能夠正常有序的開(kāi)展，而且GPS控制網(wǎng)絡(luò)體系的存在大大縮短了工作周期?；€點(diǎn)的測(cè)量工作完成之后，通過(guò)GPS技術(shù)對(duì)各地形點(diǎn)予以探測(cè)，確定其具體坐標(biāo)，然后整合、統(tǒng)計(jì)、分析這些數(shù)據(jù)并描繪出科學(xué)準(zhǔn)確的礦區(qū)剖面圖。

(2)RS遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

該技術(shù)能夠深入分析指定地區(qū)的底部結(jié)構(gòu)，從而生成地形成像。還能夠在得知礦產(chǎn)資源具體位置的基礎(chǔ)上將其詳細(xì)的散布規(guī)律信息予以準(zhǔn)確探析，實(shí)用性較強(qiáng)。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，遙感技術(shù)中的3D可視化、虛擬仿真等技術(shù)都在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中得到了廣泛的應(yīng)用。遙感技術(shù)還未出現(xiàn)之前，在對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)進(jìn)行勘察時(shí)，若是遭遇了較為惡劣復(fù)雜的地勢(shì)、地形等自然環(huán)境，那么會(huì)對(duì)地質(zhì)勘查工作帶來(lái)極大的不利影響，尤其是人力、物力以及工作時(shí)間都會(huì)得到不必要的消耗，從而延長(zhǎng)了勘查工作的進(jìn)展。然而遙感技術(shù)的應(yīng)用，能夠完全替代人工對(duì)地質(zhì)展開(kāi)勘查，極大節(jié)約了資源與時(shí)間，而且也讓找到礦區(qū)的概率得到了顯著上升，讓礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的開(kāi)展變得更順利、更有效。

在勘查礦產(chǎn)地質(zhì)中實(shí)際應(yīng)用遙感技術(shù)時(shí)，巖石自身的光譜特質(zhì)極為關(guān)鍵，地質(zhì)運(yùn)動(dòng)差異化對(duì)礦產(chǎn)分布產(chǎn)生了一定影響，一般來(lái)說(shuō)，地質(zhì)礦產(chǎn)會(huì)有固定的巖石成分，所以在測(cè)量分析巖石時(shí)要多加注意。基于巖石種類不同，其光譜特點(diǎn)也有較大區(qū)別的特性，可充分利用遙感技術(shù)采集各類巖石的參數(shù)，由此研究各類巖石所獨(dú)具的性質(zhì)。同時(shí)，地質(zhì)礦產(chǎn)的位置一般會(huì)在地質(zhì)邊緣或者特殊變異的部位，RS技術(shù)的超強(qiáng)分析能力能夠?qū)ΦV產(chǎn)定位予以精準(zhǔn)判斷，從而有效提升尋找礦區(qū)的效率與質(zhì)量。除此之外，在尋找礦區(qū)時(shí)，分析研究礦物質(zhì)的產(chǎn)生時(shí)間也有一定幫助。分析礦物質(zhì)的主要作用是能夠決斷礦產(chǎn)分布的相關(guān)信息，并判斷其能否出現(xiàn)帶狀分部。對(duì)指定礦產(chǎn)區(qū)域應(yīng)用遙感技術(shù)能夠明確礦區(qū)的詳細(xì)狀況，后期的數(shù)據(jù)采集、整合、統(tǒng)計(jì)、分析等步驟能夠建立科學(xué)合理的找礦模型，從而令找礦工作的便利性與精準(zhǔn)性得到有效提升。

(3)GlS地理信息技術(shù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

該技術(shù)首先是獲取相關(guān)信息，然后對(duì)該信息進(jìn)行管理、分析、應(yīng)用等，最后為工作人員所展現(xiàn)的數(shù)據(jù)更直觀、更明確、更清晰。我國(guó)自然資源局在對(duì)全國(guó)地質(zhì)信息予以分析處理時(shí)，就應(yīng)用了GIS技術(shù)，繪制了地質(zhì)信息圖，為礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。GIS技術(shù)能夠?qū)⒌匦螚l件差異化較大的多個(gè)地形圖系統(tǒng)準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)信息，以供礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作人員使用，加快了勘查工作進(jìn)度。

地質(zhì)信息是否真實(shí)可靠與礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作質(zhì)量有著直接重要關(guān)系，只有地質(zhì)信息正確無(wú)誤，那么后續(xù)工作環(huán)節(jié)方能正常順利的開(kāi)展[3]。要想切實(shí)提高地質(zhì)信息的真實(shí)性，相關(guān)工作人員一定要對(duì)測(cè)繪、采礦等工作提高重視、加強(qiáng)管控。地質(zhì)信息于礦產(chǎn)地質(zhì)勘察工作而言至關(guān)重要，其能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供有力依據(jù)，使其加快地質(zhì)勘察的速度，所以務(wù)必要強(qiáng)化地質(zhì)信息的管理。而GIS技術(shù)的出現(xiàn)，落實(shí)了地質(zhì)勘查資料的電子化，為其建立了安全有力的防護(hù)體系，同時(shí)該技術(shù)還是讓圖形與信息數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生密切關(guān)聯(lián)的橋梁，為礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作提供了有力依據(jù)。此外，地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)建立數(shù)字化立體模型，對(duì)數(shù)量展開(kāi)科學(xué)合理的分析處理。由此可得，唯有讓地理信息技術(shù)系統(tǒng)的功能用途得以充分發(fā)揮，方能讓礦產(chǎn)地質(zhì)勘察工作正常有效的開(kāi)展，從而增強(qiáng)工作效率。

3.結(jié)束語(yǔ)

地質(zhì)勘查工作是資源開(kāi)采中必不可少的重要環(huán)節(jié)，只有對(duì)地質(zhì)條件展開(kāi)嚴(yán)謹(jǐn)精準(zhǔn)的測(cè)量，并對(duì)其相關(guān)數(shù)據(jù)信息予以全面分析，才能夠讓資源開(kāi)采工作得以順利有序的進(jìn)行。而3S技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中的有效應(yīng)用，讓該工作的效率與質(zhì)量都得到了顯著提升。