基于3S技術的多維度地質礦產勘查研究

楊寧

摘 要：地質礦產勘查的任務復雜、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對勘查進行多維度分析。3S技術具有強大的功能，其中包含3種不同的技術，即遙感技術、全球定位系統和地理信息系統，這3種技術之間相互獨立，如果將其應用于地質礦產勘查中，能夠實現相互促進的效果，使得地質礦產勘查實現多維度分析，獲得更加準確和高效的勘查結果。所以文章將主要研究基于3S技術的多維度地質礦產勘查。

關鍵詞：3S技術;地質礦產勘查;多維度;應用

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技術包含遙感（RS）、地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS），這3個技術能夠在地質礦產勘查中發揮重要作用[1]。通過將3個技術有機結合使用，形成一個互補的統一整體，即能夠實現從多維度、多方面進行地質礦產勘查。該3個技術存在各自的優勢和作用，屬于一種相互獨立的存在，但是3個技術又密不可分，共同作用于地質礦產勘查中，從而發揮大于三的應用效果[2-3]。RS能夠獲得科學、精準的數據樣本，GIS能夠對獲得數據進行整理和分析，最后GPS能夠精準獲取坐標定位[4]。所以在3種技術的共同作用下，使得地質礦產能夠從多維度、多方面進行勘查，從而獲得更加精準的勘查結果，有利于礦產資源的開發和利用，從而提高我國地質礦產勘查的發展速度。如今，3S技術隨著各種科學技術的不斷發展，有了比較快的進步，3S技術在地質礦產勘查中有了進一步的應用效果。文章將主要對3S技術在地質礦產勘查中的應用進行研究，這3種不同技術有利于多維度勘查，降低勘查難度，增加勘查準確度。

1 3S技術的介紹

3S技術中的3種技術之間是一個相互獨立的存在，每種技術都有各自的原理和作用，通過將3種技術共同運用于地質礦產勘查中，能夠實現多維度的勘察結果，所以文章首先將對這3種技術進行一一介紹，只有了解這3種技術之后，才能更好的明白在多維度地質礦產勘查中的應用作用。

1.1 全球定位系統

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

1.2 遙感技術

遙感技術的主要工作原理在于使用不同介質對不同電磁波不斷的進行發射和吸收，并且以反射和吸收作為循環過程，獲取重要的電磁波信息;信息獲取成功之后，該技術還能夠自行進行信息分析，目的在于得到準確的成像[6]。該技術主要特點在于能夠實現不接觸物體的基礎上，對物體進行辨識分析。遙感技術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種方式就是數字成像，這種方式能夠獲得更加精準的結果，成像方式也會相對復雜，其原理是首先使用衛星信號和電波得到數據信息，然后將信息數據傳到計算機中，遵循相應轉換規則得到成像圖形。遙感技術屬于3S技術中的基礎技術，該技術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。這種技術使用方便、簡單，能夠得到相對可靠的樣本數據。

1.3 地理信息系統

3S技術中的地理信息系統屬于一種計算機軟件系統，該系統的主要作用在于對數據信息處理和管理。地理信息系統的作用功能強大，是一個龐大的系統，其中主要包含計算機、數據庫、分析模型、地理信息軟件和工作人員等[7]。將其應用于地質礦產勘查中能夠對獲取的重要數據進行組合、重組、分析、再分析、搜索、存儲、轉化、修改、輸出、分類等，另外，地理信息系統還能夠對某些數據進行處理加工，將其轉換成另外一種形式能夠在地圖上進行顯示標注，即可是實現數據的可視化[8]。如此勘查人員能夠更加快捷、明了的知道數據信息。在地質礦產勘查過程中往往還會存在動態的變化的數據，此時地理信息系統能夠動態的對這些數據進行可視化顯示，即可實現數據的實時檢測。所以，在3S技術中，地理信息系統同樣具有非常重要的作用，能夠提供準確有效的勘查技術數據，與另外兩種技術共同為地質礦產實現多維度勘查的結果。

2 3S技術在多維度地質礦產勘查中的優勢

2.1 遙感技術的優勢

2.1.1 增強勘查結果的科學性

地質礦產勘查工作任務多且復雜，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果不具備很好的科學性，那么就會造成勘查結果錯誤，采礦環節將會無法進行，即浪費時間又浪費成本，所以在地質礦產勘查中對結果的科學性是非常有講究的。在地質礦產勘查中使用遙感技術，即可獲得科學性的勘察結果。因為該技術使用了高科技產品，比如衛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勘查，在這些高科技和科學運算的方式下，遙感技術能夠地質礦產勘查中實現科學性的看出結果，進而還會增加地質礦產勘查的精確性。

2.1.2 增強勘查結果的精確性

礦產資源有利于我國的快速發展，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資源，我國屬于礦產資源比較豐富的國家，但是由于我國地形、地勢的影響，使得礦產資源的開發難度比較大，作為礦產資源開發的基礎性工作，地質礦產勘查要求獲取精準性較大的數據信息，從而能夠準確的獲知礦產資源的具體位置，有利于礦產資源的開發工作。通過遙感技術的使用，就能夠獲取比較精準的數據信息，因為從上文中了解到遙感技術是使用電磁波進行獲取信息數據，其中利用了先進的光譜技術和電磁波技術，所以必然會使得勘查結果得到進行一步的精細化。所以在多維度地質礦產勘查中使用遙感技術能夠提高勘查結果的精確度，能夠大幅度提高礦產資源開發的速度和質量，在一定程度也能夠節約比較大的成本支出。

2.2 地理信息系統的優勢

2.2.1 分析全面

地理信息系統最主要和最重要的優勢是全方面分析信息數據，并且能夠高效率的完成仿真和分析。將其應用到地理信息系統中，可以對空間信息進行有效分析，尤其是地質勘察的緩沖區和數字地質能夠實現很好的有效分析。當地理信息系統獲得比較高的質量數據之后，通過對其進行全面分析，能夠獲得比較準確的地質礦產勘查模型。

2.2.2 信息收集和處理的效率快

地理信息系統存在很多功能，比如對數據進行收集、輸入、輸出、管理、存儲和檢索等，其中好包含各種不同的模型，將其應用到地質礦產勘查中能夠通過輸入相關信息數據，從而得到不同模型對數據進行呈現。系統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，因為在該系統中具有強大的數據處理能力和效率，地質礦產勘查中就會涉及到大量的數據需要進行分析和處理，正好使用地理信息系統能夠較為方便、準確的對這些數據信息進行存儲、管理和分析等操作，將有助于提高地質礦產勘查的效率，屬于多維度勘查的一個方面。

2.3 全球定位系統的優勢

2.3.1 受環境因素影響小

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

2.3.2 操作方便

在地質礦產勘查中使用全球定位系統，工作人員需要完成某項檢測工作時，可以直接使用相關的儀器或者機械快速得到相關數據，并且具有比較強的直觀性，不需要做任何的平差計算，所以在地質礦產勘查中使用這種技術，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，全球定位系統是利用衛星進行導航，所以不會容易收到天氣影響，于是在測量結果上將會更加精準。將其利用到地質礦產勘查中，不僅能夠定位到礦產的存儲位置，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據，能夠幫助礦產資源的開發，而且還能夠準確了解到礦情的發展，再結合其他的相關技術，可以將這些信息數據傳遞到指揮中心，相關管理人員可以根據信息數據提出防止災害發生的方式，進而有助于降低礦產開發的出現危險的概率。

總之，全球定位系統在當今社會上使用非常普遍，不僅能夠實現靜態的定位，而且還可以實現動態的定位，在地質礦產勘查中使用，能夠通過利用便捷的設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狀況進行展現。全球定位系統能夠在3S技術中發揮重要作用，比如可以作為遙感技術和地理信息系統的輔助定位技術，能夠實現定時的效果，而且還可以測量運動物體的速度，為實現多維度地質礦產勘查作出了重要意義。

3 3S技術在多維度地質礦產勘查中的實際應用

3.1 全球定位系統的應用

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

（1）勘探線剖面測量方面。全球定位系統技術中包含不同的技術，比如PTK技術，該技術具有一項獨特的功能，即能夠實現放樣功能，所以該技術能夠測量勘探線剖面[9]。所以將該技術應用到地質礦產勘查中勘探線剖面測量，能夠使用該技術的獨特功能固定下觀測點，使其不會隨便進行移動，使用該技術還能夠確保觀測點的高程測量精確。所以全球定位系統中的PTK技術具有獨特的應用功能和效果。

（2）礦區地形測量方面。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，如果使用傳統的測量方式，即首先需要確定待測區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只需要測量一個點就能夠滿足附近10km為半徑的區域測量要求，這種方式所以很好的解決傳統方式的缺點，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）工程點的布設方面。在地質礦產勘查過程中，為了能夠方便勘查，需要設置勘探線，還需要進行一系列的探測工作，比如槽探、物化探和鉆探等，在設置勘探線和探測工作中，因為地質礦產所涉及的區域比較大，而且我國的地形又相當復雜，山區較多，會存在嚴重影響通視情況的因素，如果使用傳統的勘探和測量方式，即使用全站儀和經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，使用全球定位系統技術，能夠簡化工作，只需要將設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到實地。所以將該技術應用到勘查工作中的工程點布設上能夠提高工作效率，簡化工作難度，提高結果精確度[10]。

（4）工程放樣方面。在地質礦產勘查過程中，工程放樣采用傳統的測量方式需要隨時對鉆孔位置和設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，由于儀器設備在使用過程中不能受到阻礙，換句話將傳統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，通過使用衛星進行測量，只需要一名員工使用電子手薄的坐標錄入功能即可實現工程放樣的測量工作，所以正好解決傳統測量方式的弊端，提高工作效率和質量，降低工程成本。

3.2 遙感技術的應用

遙感技術應用于地質礦產勘查中主要存在兩個方面的應用，可以將其簡化為直接應用和間接應用，下面將對這兩種應用方面進行簡要分析。

（1）地質礦產勘查中需要對地質進行了解，使用遙感技術可以直接得到圍巖蝕變的情況，一旦巖漿對圍巖產生反應之后，遙感技術能夠對其變化信息直接獲取，因為該變化情況與地質礦產的空間位置存在一定的規律，所以使用遙感技術對該變化信息進行獲取，能夠提高找礦的效率，讓地質礦產勘查變得更加有意義。另外，通過使用遙感技術能夠獲知該地質屬于什么類型的礦物質。在直接應用方面，遙感技術一般情況下會以高空方式對探測區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在地質礦產勘查中的直接應用效果。

（2）遙感技術的間接應用指的是不直接對地質礦產進行勘查，而是通過對其他物質或者運動進行檢測，從而反映出地質礦產中的某些信息。因為地質礦產會直接和地質構造組成運動有關，所以為了分析地質礦產，有必要使用遙感技術對地質構造組成運動進行分析。從而將獲取的信息數據進行分析，得到地質礦產資源分布情況。

3.3 地理信息系統的應用

3.3.1 信息數據管理方面

由于地質礦產勘查過程中會存在很多的測量工作，就會產生大量的信息數據和資料等，這些信息數據屬于地質礦產勘查的基礎，需要對其進行存儲和管理，并且由于數據的多樣化和繁多，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致數據信息出現問題，對其管理不恰當，從而影響到數據資源的有效利用。當時在信息數據管理，使用地理信息系統能夠解決上述問題，該技術能夠構件數據庫，從而實現對所有的信息數據進行存儲和處理，還能夠實現數據信息的調用、分析、輸出、輸入等，所以能夠加強數據的有效利用，提高數據信息管理的有效性。

3.3.2 地質圖像制作方面

地質礦產在勘查過程中，需要對地質進行圖像構建，在這個過程中，可以實現將自然地質環境轉化為信息化的圖像，從而有利于工作人員的對地質礦產開展勘查工作。為了實現圖像的構建，工作人員需要進行大面積的調查工作，這個工作量會非常大，也會消耗非常大的人力、物力和財力，往往在調查過程中會受到各種因素的影響，最后所得到的地質圖像精確度不高，質量還會存在問題，很難作為后期工作的有效參考。而使用地理信息系統，在這種新技術的支持下，能夠實現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量，所以地理信息系統在地質礦產勘查中能夠實現地質圖像的創建。

3S技術所包含的3種技術功能強大，各自之間相互獨立，又相互促進，所以將這3種技術同時應用于地質礦產勘查中能夠實現多維度的分析結果，使得地質礦產勘查的結果變得更加準確。

4 結語

綜上所述，3S技術作為當代杰出的科技，每一種技術都具有非常強大的功能。遙感技術、地理信息系統和全球定位系統綜合應用于地質礦產勘查中能夠實現大于三的效果，即可以從多維度對地質礦產進行勘查，比如全球定位系統能夠增加另外兩種技術獲取信息數據的準確度。總之，在地質礦產勘查中使用3S技術可以提高勘查的效率和準確度。如今3S技術能夠發揮比較好的應用效果，但是在有些方面還是存在缺陷，隨著當今科技的快速發展，3S技術也正處于不斷發展時期，今后3S技術將會變得更加完善和強大，多維度地質礦產勘查效果將會變得更好，有助于推進我國地質礦產的發展。

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