基于3S技術(shù)的多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究

楊寧

摘 要：地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的任務(wù)復(fù)雜、繁瑣，要想提高勘查的準確度和有效性，需要使用先進的科學技術(shù)對勘查進行多維度分析。3S技術(shù)具有強大的功能，其中包含3種不同的技術(shù)，即遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)，這3種技術(shù)之間相互獨立，如果將其應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，能夠?qū)崿F(xiàn)相互促進的效果，使得地質(zhì)礦產(chǎn)勘查實現(xiàn)多維度分析，獲得更加準確和高效的勘查結(jié)果。所以文章將主要研究基于3S技術(shù)的多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù);地質(zhì)礦產(chǎn)勘查;多維度;應(yīng)用

中圖分類號：P62 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2021）06-0144-04

Abstract：The tasks of geological and mineral exploration are complex and cumbersome. To improve the accuracy and effectiveness of the exploration， it is necessary to use advanced science and technology to conduct multi-dimensional analysis of the exploration. 3S technology has powerful functions， including three different technologies， namely remote sensing technology， global positioning system and geographic information system. These three technologies are independent of each other. If they are applied to geological and mineral exploration， they can promote each other. The effect of this enables geological and mineral exploration to realize multi-dimensional analysis and obtain more accurate and efficient exploration results. Therefore， this paper will mainly study multi-dimensional geological and mineral exploration based on 3S technology.

Key words：3S technology; geological and mineral exploration; multi-dimensional; application

3S技術(shù)包含遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS），這3個技術(shù)能夠在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中發(fā)揮重要作用[1]。通過將3個技術(shù)有機結(jié)合使用，形成一個互補的統(tǒng)一整體，即能夠?qū)崿F(xiàn)從多維度、多方面進行地質(zhì)礦產(chǎn)勘查。該3個技術(shù)存在各自的優(yōu)勢和作用，屬于一種相互獨立的存在，但是3個技術(shù)又密不可分，共同作用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，從而發(fā)揮大于三的應(yīng)用效果[2-3]。RS能夠獲得科學、精準的數(shù)據(jù)樣本，GIS能夠?qū)Λ@得數(shù)據(jù)進行整理和分析，最后GPS能夠精準獲取坐標定位[4]。所以在3種技術(shù)的共同作用下，使得地質(zhì)礦產(chǎn)能夠從多維度、多方面進行勘查，從而獲得更加精準的勘查結(jié)果，有利于礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用，從而提高我國地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的發(fā)展速度。如今，3S技術(shù)隨著各種科學技術(shù)的不斷發(fā)展，有了比較快的進步，3S技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中有了進一步的應(yīng)用效果。文章將主要對3S技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進行研究，這3種不同技術(shù)有利于多維度勘查，降低勘查難度，增加勘查準確度。

1 3S技術(shù)的介紹

3S技術(shù)中的3種技術(shù)之間是一個相互獨立的存在，每種技術(shù)都有各自的原理和作用，通過將3種技術(shù)共同運用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，能夠?qū)崿F(xiàn)多維度的勘察結(jié)果，所以文章首先將對這3種技術(shù)進行一一介紹，只有了解這3種技術(shù)之后，才能更好的明白在多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用作用。

1.1 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)就是全球定位衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要有衛(wèi)星組成，在空中以6個軌道進行運轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)隨時隨地對用戶提供準確位置，而且獲得的數(shù)據(jù)誤差小于1m，還可以提供物體的速度和運行軌跡的信息數(shù)據(jù)進行分析[5]。全球定位系統(tǒng)的主要原理在于在地球以為的建立不同位置的導(dǎo)航衛(wèi)星，然后通過這幾個導(dǎo)航衛(wèi)星進行無線電信號互交傳輸，從而實現(xiàn)定位導(dǎo)航功能。

1.2 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)的主要工作原理在于使用不同介質(zhì)對不同電磁波不斷的進行發(fā)射和吸收，并且以反射和吸收作為循環(huán)過程，獲取重要的電磁波信息;信息獲取成功之后，該技術(shù)還能夠自行進行信息分析，目的在于得到準確的成像[6]。該技術(shù)主要特點在于能夠?qū)崿F(xiàn)不接觸物體的基礎(chǔ)上，對物體進行辨識分析。遙感技術(shù)在獲取成像方式有兩種選擇，第1種是膠卷成像，這種方式比較簡單，使用相機膠卷對目標進行拍攝即可獲得成像;第2種方式就是數(shù)字成像，這種方式能夠獲得更加精準的結(jié)果，成像方式也會相對復(fù)雜，其原理是首先使用衛(wèi)星信號和電波得到數(shù)據(jù)信息，然后將信息數(shù)據(jù)傳到計算機中，遵循相應(yīng)轉(zhuǎn)換規(guī)則得到成像圖形。遙感技術(shù)屬于3S技術(shù)中的基礎(chǔ)技術(shù)，該技術(shù)的主要作用在于能夠從很多不同角度獲取不同的重要信息，最后獲得可靠的成像，三維成像還能夠得到物體的特殊信息。這種技術(shù)使用方便、簡單，能夠得到相對可靠的樣本數(shù)據(jù)。

1.3 地理信息系統(tǒng)

3S技術(shù)中的地理信息系統(tǒng)屬于一種計算機軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要作用在于對數(shù)據(jù)信息處理和管理。地理信息系統(tǒng)的作用功能強大，是一個龐大的系統(tǒng)，其中主要包含計算機、數(shù)據(jù)庫、分析模型、地理信息軟件和工作人員等[7]。將其應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中能夠?qū)Λ@取的重要數(shù)據(jù)進行組合、重組、分析、再分析、搜索、存儲、轉(zhuǎn)化、修改、輸出、分類等，另外，地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)δ承?shù)據(jù)進行處理加工，將其轉(zhuǎn)換成另外一種形式能夠在地圖上進行顯示標注，即可是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化[8]。如此勘查人員能夠更加快捷、明了的知道數(shù)據(jù)信息。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中往往還會存在動態(tài)的變化的數(shù)據(jù)，此時地理信息系統(tǒng)能夠動態(tài)的對這些數(shù)據(jù)進行可視化顯示，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時檢測。所以，在3S技術(shù)中，地理信息系統(tǒng)同樣具有非常重要的作用，能夠提供準確有效的勘查技術(shù)數(shù)據(jù)，與另外兩種技術(shù)共同為地質(zhì)礦產(chǎn)實現(xiàn)多維度勘查的結(jié)果。

2 3S技術(shù)在多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的優(yōu)勢

2.1 遙感技術(shù)的優(yōu)勢

2.1.1 增強勘查結(jié)果的科學性

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作任務(wù)多且復(fù)雜，其中需要消耗的成本也會非常巨大，在勘查過程中如果獲得結(jié)果不具備很好的科學性，那么就會造成勘查結(jié)果錯誤，采礦環(huán)節(jié)將會無法進行，即浪費時間又浪費成本，所以在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中對結(jié)果的科學性是非常有講究的。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中使用遙感技術(shù)，即可獲得科學性的勘察結(jié)果。因為該技術(shù)使用了高科技產(chǎn)品，比如衛(wèi)星和飛機等進行勘查，然后還會使用到具有科學性的計算方式進行地質(zhì)勘查，在這些高科技和科學運算的方式下，遙感技術(shù)能夠地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中實現(xiàn)科學性的看出結(jié)果，進而還會增加地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的精確性。

2.1.2 增強勘查結(jié)果的精確性

礦產(chǎn)資源有利于我國的快速發(fā)展，所以我國為了最求各方面的綜合進步，需要擴大范圍的利用礦產(chǎn)資源，我國屬于礦產(chǎn)資源比較豐富的國家，但是由于我國地形、地勢的影響，使得礦產(chǎn)資源的開發(fā)難度比較大，作為礦產(chǎn)資源開發(fā)的基礎(chǔ)性工作，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查要求獲取精準性較大的數(shù)據(jù)信息，從而能夠準確的獲知礦產(chǎn)資源的具體位置，有利于礦產(chǎn)資源的開發(fā)工作。通過遙感技術(shù)的使用，就能夠獲取比較精準的數(shù)據(jù)信息，因為從上文中了解到遙感技術(shù)是使用電磁波進行獲取信息數(shù)據(jù)，其中利用了先進的光譜技術(shù)和電磁波技術(shù)，所以必然會使得勘查結(jié)果得到進行一步的精細化。所以在多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中使用遙感技術(shù)能夠提高勘查結(jié)果的精確度，能夠大幅度提高礦產(chǎn)資源開發(fā)的速度和質(zhì)量，在一定程度也能夠節(jié)約比較大的成本支出。

2.2 地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.2.1 分析全面

地理信息系統(tǒng)最主要和最重要的優(yōu)勢是全方面分析信息數(shù)據(jù)，并且能夠高效率的完成仿真和分析。將其應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)中，可以對空間信息進行有效分析，尤其是地質(zhì)勘察的緩沖區(qū)和數(shù)字地質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)很好的有效分析。當?shù)乩硇畔⑾到y(tǒng)獲得比較高的質(zhì)量數(shù)據(jù)之后，通過對其進行全面分析，能夠獲得比較準確的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查模型。

2.2.2 信息收集和處理的效率快

地理信息系統(tǒng)存在很多功能，比如對數(shù)據(jù)進行收集、輸入、輸出、管理、存儲和檢索等，其中好包含各種不同的模型，將其應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中能夠通過輸入相關(guān)信息數(shù)據(jù)，從而得到不同模型對數(shù)據(jù)進行呈現(xiàn)。系統(tǒng)會這些模型進行管理和模擬，從而獲得更加符合客觀事實和人類邏輯思維的視覺效果。在這些所有的操作中，地理信息系統(tǒng)都能夠以比較快的效率和準確度進行顯示和操作，因為在該系統(tǒng)中具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和效率，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中就會涉及到大量的數(shù)據(jù)需要進行分析和處理，正好使用地理信息系統(tǒng)能夠較為方便、準確的對這些數(shù)據(jù)信息進行存儲、管理和分析等操作，將有助于提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的效率，屬于多維度勘查的一個方面。

2.3 全球定位系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.3.1 受環(huán)境因素影響小

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中，會遇到各種自然天氣影響，從而影響到地質(zhì)勘查的進度和精確度，但是通過使用全球定位系統(tǒng)，不管任何的天氣環(huán)境，因其使用的衛(wèi)星定位，所以不會因為天氣原因而影響到勘查或者測量的結(jié)果和進度，所以相比于其他定位系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)受環(huán)境的影響非常小，能夠提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的精確度和進度。

2.3.2 操作方便

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中使用全球定位系統(tǒng)，工作人員需要完成某項檢測工作時，可以直接使用相關(guān)的儀器或者機械快速得到相關(guān)數(shù)據(jù)，并且具有比較強的直觀性，不需要做任何的平差計算，所以在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中使用這種技術(shù)，能夠簡化操作方式，有效降低工作人員的工作量，重要的是能夠快速、準確的得到勘查結(jié)果。

2.3.3 定位精度高

相比于無線電定位方式，全球定位系統(tǒng)是利用衛(wèi)星進行導(dǎo)航，所以不會容易收到天氣影響，于是在測量結(jié)果上將會更加精準。將其利用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，不僅能夠定位到礦產(chǎn)的存儲位置，而且每個工作人員的位置也可以進行定位，通過這些定位信息數(shù)據(jù)，能夠幫助礦產(chǎn)資源的開發(fā)，而且還能夠準確了解到礦情的發(fā)展，再結(jié)合其他的相關(guān)技術(shù)，可以將這些信息數(shù)據(jù)傳遞到指揮中心，相關(guān)管理人員可以根據(jù)信息數(shù)據(jù)提出防止災(zāi)害發(fā)生的方式，進而有助于降低礦產(chǎn)開發(fā)的出現(xiàn)危險的概率。

總之，全球定位系統(tǒng)在當今社會上使用非常普遍，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)的定位，而且還可以實現(xiàn)動態(tài)的定位，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中使用，能夠通過利用便捷的設(shè)備就可以完成定位工作，而且能夠以三維立體的方式對實際地質(zhì)狀況進行展現(xiàn)。全球定位系統(tǒng)能夠在3S技術(shù)中發(fā)揮重要作用，比如可以作為遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)的輔助定位技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時的效果，而且還可以測量運動物體的速度，為實現(xiàn)多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查作出了重要意義。

3 3S技術(shù)在多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的實際應(yīng)用

3.1 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用

我國地質(zhì)礦產(chǎn)往往存儲在地理位置較為復(fù)雜的地區(qū)，而且覆蓋的面積比較廣泛，所以就會增加地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的難度，而全球定位系統(tǒng)具有很好適應(yīng)性和精確性，所以能夠在礦產(chǎn)勘查的多個方面進行應(yīng)用，文章將從以下幾個方面進行應(yīng)用分析：

（1）勘探線剖面測量方面。全球定位系統(tǒng)技術(shù)中包含不同的技術(shù)，比如PTK技術(shù)，該技術(shù)具有一項獨特的功能，即能夠?qū)崿F(xiàn)放樣功能，所以該技術(shù)能夠測量勘探線剖面[9]。所以將該技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中勘探線剖面測量，能夠使用該技術(shù)的獨特功能固定下觀測點，使其不會隨便進行移動，使用該技術(shù)還能夠確保觀測點的高程測量精確。所以全球定位系統(tǒng)中的PTK技術(shù)具有獨特的應(yīng)用功能和效果。

（2）礦區(qū)地形測量方面。在找礦工作之前，即在勘查階段就需要對地形進行測量，并且地形測量屬于找礦的重要性工作，其測量好壞直接影響著找礦能否順利進行。所以在地形測量過程中，如果使用傳統(tǒng)的測量方式，即首先需要確定待測區(qū)域的圖根點和控制點，然后將這些點標注在圖紙上，這種測量方式的效率和準確度比較差。而使用全球定位系統(tǒng)只需要測量一個點就能夠滿足附近10km為半徑的區(qū)域測量要求，這種方式所以很好的解決傳統(tǒng)方式的缺點，能夠避免返工問題，能夠提高測量的精確度，能夠極大的提高測量效率。

（3）工程點的布設(shè)方面。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中，為了能夠方便勘查，需要設(shè)置勘探線，還需要進行一系列的探測工作，比如槽探、物化探和鉆探等，在設(shè)置勘探線和探測工作中，因為地質(zhì)礦產(chǎn)所涉及的區(qū)域比較大，而且我國的地形又相當復(fù)雜，山區(qū)較多，會存在嚴重影響通視情況的因素，如果使用傳統(tǒng)的勘探和測量方式，即使用全站儀和經(jīng)緯儀等儀器進行測量，就會嚴重影響到測量的效率，而且在地形非常復(fù)雜的情況下使用這樣的儀器還會影響到測量精確度，使用全球定位系統(tǒng)技術(shù)，能夠簡化工作，只需要將設(shè)計工程點的坐標輸入到掌上機，然后進行放樣即可將點位布設(shè)到實地。所以將該技術(shù)應(yīng)用到勘查工作中的工程點布設(shè)上能夠提高工作效率，簡化工作難度，提高結(jié)果精確度[10]。

（4）工程放樣方面。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中，工程放樣采用傳統(tǒng)的測量方式需要隨時對鉆孔位置和設(shè)備擺放位置進行移動，所以需要多名工作人員共同努力完成，于是這種測量方式的工作效率較慢、人工成本太大，由于儀器設(shè)備在使用過程中不能受到阻礙，換句話將傳統(tǒng)方式會受到視野的影響，如果視野不好就會阻礙信號正常傳遞。而在工程放樣的測量中使用全球定位系統(tǒng)，通過使用衛(wèi)星進行測量，只需要一名員工使用電子手薄的坐標錄入功能即可實現(xiàn)工程放樣的測量工作，所以正好解決傳統(tǒng)測量方式的弊端，提高工作效率和質(zhì)量，降低工程成本。

3.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中主要存在兩個方面的應(yīng)用，可以將其簡化為直接應(yīng)用和間接應(yīng)用，下面將對這兩種應(yīng)用方面進行簡要分析。

（1）地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中需要對地質(zhì)進行了解，使用遙感技術(shù)可以直接得到圍巖蝕變的情況，一旦巖漿對圍巖產(chǎn)生反應(yīng)之后，遙感技術(shù)能夠?qū)ζ渥兓畔⒅苯荧@取，因為該變化情況與地質(zhì)礦產(chǎn)的空間位置存在一定的規(guī)律，所以使用遙感技術(shù)對該變化信息進行獲取，能夠提高找礦的效率，讓地質(zhì)礦產(chǎn)勘查變得更加有意義。另外，通過使用遙感技術(shù)能夠獲知該地質(zhì)屬于什么類型的礦物質(zhì)。在直接應(yīng)用方面，遙感技術(shù)一般情況下會以高空方式對探測區(qū)域進行接收光譜特征，所以會受到外界因素的影響，為了降低檢測的誤差，有必要對周圍的干擾因素進行分析，然后將這種因素降低到最低標準，從而可以提高遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的直接應(yīng)用效果。

（2）遙感技術(shù)的間接應(yīng)用指的是不直接對地質(zhì)礦產(chǎn)進行勘查，而是通過對其他物質(zhì)或者運動進行檢測，從而反映出地質(zhì)礦產(chǎn)中的某些信息。因為地質(zhì)礦產(chǎn)會直接和地質(zhì)構(gòu)造組成運動有關(guān)，所以為了分析地質(zhì)礦產(chǎn)，有必要使用遙感技術(shù)對地質(zhì)構(gòu)造組成運動進行分析。從而將獲取的信息數(shù)據(jù)進行分析，得到地質(zhì)礦產(chǎn)資源分布情況。

3.3 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

3.3.1 信息數(shù)據(jù)管理方面

由于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中會存在很多的測量工作，就會產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)和資料等，這些信息數(shù)據(jù)屬于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的基礎(chǔ)，需要對其進行存儲和管理，并且由于數(shù)據(jù)的多樣化和繁多，工作人員在處理上會比較耗時，而且工作人員在管理過程中還會因為各種因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)問題，對其管理不恰當，從而影響到數(shù)據(jù)資源的有效利用。當時在信息數(shù)據(jù)管理，使用地理信息系統(tǒng)能夠解決上述問題，該技術(shù)能夠構(gòu)件數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)對所有的信息數(shù)據(jù)進行存儲和處理，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的調(diào)用、分析、輸出、輸入等，所以能夠加強數(shù)據(jù)的有效利用，提高數(shù)據(jù)信息管理的有效性。

3.3.2 地質(zhì)圖像制作方面

地質(zhì)礦產(chǎn)在勘查過程中，需要對地質(zhì)進行圖像構(gòu)建，在這個過程中，可以實現(xiàn)將自然地質(zhì)環(huán)境轉(zhuǎn)化為信息化的圖像，從而有利于工作人員的對地質(zhì)礦產(chǎn)開展勘查工作。為了實現(xiàn)圖像的構(gòu)建，工作人員需要進行大面積的調(diào)查工作，這個工作量會非常大，也會消耗非常大的人力、物力和財力，往往在調(diào)查過程中會受到各種因素的影響，最后所得到的地質(zhì)圖像精確度不高，質(zhì)量還會存在問題，很難作為后期工作的有效參考。而使用地理信息系統(tǒng)，在這種新技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)大面積快速的圖像制作，重要的是還能夠保證圖像制作的精確度和質(zhì)量，所以地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)圖像的創(chuàng)建。

3S技術(shù)所包含的3種技術(shù)功能強大，各自之間相互獨立，又相互促進，所以將這3種技術(shù)同時應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中能夠?qū)崿F(xiàn)多維度的分析結(jié)果，使得地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的結(jié)果變得更加準確。

4 結(jié)語

綜上所述，3S技術(shù)作為當代杰出的科技，每一種技術(shù)都具有非常強大的功能。遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)綜合應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中能夠?qū)崿F(xiàn)大于三的效果，即可以從多維度對地質(zhì)礦產(chǎn)進行勘查，比如全球定位系統(tǒng)能夠增加另外兩種技術(shù)獲取信息數(shù)據(jù)的準確度。總之，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中使用3S技術(shù)可以提高勘查的效率和準確度。如今3S技術(shù)能夠發(fā)揮比較好的應(yīng)用效果，但是在有些方面還是存在缺陷，隨著當今科技的快速發(fā)展，3S技術(shù)也正處于不斷發(fā)展時期，今后3S技術(shù)將會變得更加完善和強大，多維度地質(zhì)礦產(chǎn)勘查效果將會變得更好，有助于推進我國地質(zhì)礦產(chǎn)的發(fā)展。

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