地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用研究

張渝旋 劉濮睿

遼寧省礦產(chǎn)勘查院有限責任公司（110031）

1 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)，亦被稱為地學信息系統(tǒng)，是特定形式下的空間信息系統(tǒng)，具有十分重要的應(yīng)用價值。地理信息系統(tǒng)是在計算機技術(shù)的支持下發(fā)展而來的，可以對地面表層、地理空間的地質(zhì)數(shù)據(jù)進行收集、存儲、處理、分析、描述等。地理信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，尤其是其中的GIS技術(shù)，能夠?qū)Φ刭|(zhì)礦產(chǎn)空間信息進行成圖和分析，極大地提升了地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的有效性和科學性[1]。

2 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用價值

2.1 完善數(shù)據(jù)管理工作

當前階段，在地理信息系統(tǒng)中應(yīng)用較為成熟的是GIS技術(shù)，GIS技術(shù)具有強大的數(shù)據(jù)采集、存儲、處理等功能，滿足地質(zhì)礦產(chǎn)勘查要求。各類數(shù)據(jù)信息保存在云系統(tǒng)中，能夠隨時使用和傳遞，保證地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息的完整性。同時，GIS技術(shù)的不斷成熟，可以在信息錄入的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建數(shù)學模型，對現(xiàn)實操作與管理目標進行模擬，以預(yù)測地質(zhì)礦產(chǎn)勘查結(jié)果，為勘查工作提供科學借鑒和參考。

2.2 促進圖形處理靈活化

地理信息系統(tǒng)支持圖形的多種存在形式，并能夠?qū)Σ煌问较碌膱D形進行處理和顯示。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包含著諸多的圖形、圖像信息，是地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的基礎(chǔ)。其包含的圖形算法可以快速完成圖形的可視化操作，從而將圖形轉(zhuǎn)化為空間信息，對空間情況進行精準繪制。通過對空間繪制結(jié)果的分析，能夠充分了解成礦、地質(zhì)巖層結(jié)構(gòu)等，將復(fù)雜的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查可視化，有助于提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的精準度。

2.3 實現(xiàn)全面綜合分析

地理信息系統(tǒng)具有建模的功能，能夠根據(jù)現(xiàn)有信息，快速篩選適用的模型，通過構(gòu)建模型，對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的結(jié)果進行預(yù)測[2]。預(yù)測的數(shù)據(jù)信息能夠提供科學參考，便利了相關(guān)工作的順利開展。同時，地理信息系統(tǒng)可以對多元信息進行處理，如遙感數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)等，幾乎滲透到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的方方面面。

3 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的具體應(yīng)用

3.1 管理勘查信息

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息的整理與管理是一項十分重要的工作內(nèi)容，是其他工作得以有序進行的基礎(chǔ)。勘查信息管理不到位、不規(guī)范，極易導(dǎo)致地質(zhì)礦產(chǎn)勘查失誤的問題，對相關(guān)工作帶來不利影響。目前，地理信息系統(tǒng)包含有信息業(yè)務(wù)版塊，可以對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的資料進行統(tǒng)籌規(guī)劃管理，實現(xiàn)實時性的數(shù)據(jù)篩選和審查，保障勘查工作的順利進行。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崟r跟蹤和更新數(shù)據(jù)信息，將其應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，能夠提升決策的有效性。此外，地理信息系統(tǒng)兼具數(shù)據(jù)處理功能，進行數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)分析，然后應(yīng)用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，能夠起到積極作用。

3.2 繪制地質(zhì)圖像

地質(zhì)圖像在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中占據(jù)著重要地位，發(fā)揮著領(lǐng)導(dǎo)核心作用。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查需要根據(jù)地質(zhì)圖像來把握地形結(jié)構(gòu)、所含成分等，從而制訂地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方案。地理信息系統(tǒng)能夠在數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，對管轄下的數(shù)據(jù)進行深加工，通過充足的整理與分析，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查人員的測繪工作提供信息支撐，從而提高地質(zhì)圖像繪制的準確度。必要時，可能需要地理信息系統(tǒng)統(tǒng)籌數(shù)據(jù)，建立數(shù)學模型，對管理的數(shù)據(jù)進行進一步解析，從而挖掘出隱藏的地質(zhì)信息，提升所繪制地質(zhì)圖像的精度。

3.3 構(gòu)建資源數(shù)據(jù)庫

地理信息系統(tǒng)是一個空間容量大、數(shù)據(jù)層級多的系統(tǒng)類型，應(yīng)用的技術(shù)豐富且先進，支撐著數(shù)據(jù)信息的一體化管理[3]。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的前期階段，運用地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對使用現(xiàn)狀、地質(zhì)條件、存儲含量等信息的全面收集。通過對這些信息的分類和錄入，可以構(gòu)建不同類型的資源數(shù)據(jù)庫，反映地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的各類信息。在資源數(shù)據(jù)庫構(gòu)建完成后，基本可以實現(xiàn)對人工資源管理的完全替代，既克服了人工管理中可能存在的失真、缺損等不足，又大量節(jié)約了人力資本，提高了資源管理效率。

3.4 預(yù)測異常情況

地理信息系統(tǒng)對異常情況的預(yù)測是基于數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)的。在對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查完成初步分析后，地理信息系統(tǒng)能夠描述出地質(zhì)中礦產(chǎn)的位置分布和成分屬性，并運用符號加以標記。這一過程中，主要應(yīng)用到空間模擬、空間疊加等功能，通過標記來建立空間模式，判斷各項信息在空間分布上的相互關(guān)系，最終確定礦產(chǎn)位置。這里需要指出的是，確定礦產(chǎn)位置是不斷篩選的過程，地理信息系統(tǒng)將本階段判斷出的礦產(chǎn)位置結(jié)果與新錄入的信息進行再次融合，在多次疊加處理后進行全體信息的匹配，最終排除信息匹配中的異常情況，確定礦產(chǎn)位置。

3.5 評價工作流程

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，地理信息系統(tǒng)的運行流程主要包含一下三個方面。一是充分收集和分析現(xiàn)場信息，對信息進行分類和管理，從而構(gòu)建特定空間有關(guān)的資源庫。二是通過建立模型，進行地質(zhì)礦產(chǎn)的空間分析，同地質(zhì)礦產(chǎn)、成礦規(guī)律等現(xiàn)實進行比對，深入挖掘表面信息的內(nèi)涵，并進行深入分析，從而促進現(xiàn)有信息實現(xiàn)價值最大化和可視化。三是根據(jù)數(shù)據(jù)源信息構(gòu)建不同的圖層，通過分類和疊加功能，對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息進行全面綜合分析，提高礦產(chǎn)靶區(qū)圈定范圍的準確度和精度。

4 優(yōu)化地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用策略

4.1 構(gòu)建和完善地理信息數(shù)據(jù)庫

地理信息系統(tǒng)在對各項信息進行分析時，是基于數(shù)據(jù)展開的。因此，要在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中完善地理信息系統(tǒng)的運用，需要以數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建為前提，不斷完善數(shù)據(jù)庫的版塊設(shè)計，豐富地理信息數(shù)據(jù)庫的功能。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，關(guān)于基本情況描述、主要參數(shù)、處理結(jié)果等信息，需要根據(jù)數(shù)據(jù)庫的規(guī)格有選擇性地錄入和存儲，以保證有效信息科學地收集和整理。因此，要構(gòu)建專業(yè)化的信息數(shù)據(jù)庫對這些資源進行統(tǒng)一管理，增強信息的一致性和規(guī)范性。地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)需要伴隨著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查進行持續(xù)的更新、細化和拓展，既不能一蹴而就，也不會一勞永逸，要根據(jù)業(yè)務(wù)需要而發(fā)展，以保證數(shù)據(jù)庫建設(shè)的有效性。

4.2 加強先進技術(shù)融合應(yīng)用

伴隨著科技的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)中可以應(yīng)用到的技術(shù)也愈發(fā)廣泛，諸如激光雷達、室內(nèi)定位、立體攝像、點云處理技術(shù)等逐漸滲透到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中。新時期的地理信息系統(tǒng)是在多技術(shù)融合支撐下才能更好發(fā)揮勘查效能的體系，要加強對先進技術(shù)的融合使用。一方面，要借助云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)支撐建設(shè)云平臺，搭建云工作站，將業(yè)務(wù)工作模塊化，提高業(yè)務(wù)效率和質(zhì)量。另一方面，應(yīng)用GIS技術(shù)加強對圖形信息的管理工作，細化存儲、處理、分類等，優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用結(jié)果。此外，加強IT技術(shù)在各類技術(shù)應(yīng)用中的滲透，IT技術(shù)可以為其他類型技術(shù)的升級和拓展提供有力支撐和拓展渠道，以優(yōu)化地理信息系統(tǒng)的工作模式。

4.3 對外吸引高端人才和技術(shù)

地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展離不開軟件環(huán)境和硬件環(huán)境的支撐。軟條件方面，主要包含技術(shù)和人才。其中，人才是技術(shù)得以使用的前提。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，要重視對優(yōu)秀人才的“培”“引”工作，優(yōu)化人才管理機制，支持和引導(dǎo)人才的培育和引進工作，創(chuàng)設(shè)良好的人才發(fā)展環(huán)境。在硬條件方面，主要是指設(shè)備的更新?lián)Q代，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查相關(guān)單位需要高度重視設(shè)備的升級，科學安排設(shè)備的資金投入，盡可能提高設(shè)備更新的頻率，以保證所使用的設(shè)備始終處于專業(yè)前沿，提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的準確性。

5 結(jié)語

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查具有重要的價值。地理信息系統(tǒng)作為綜合化、現(xiàn)代化、技術(shù)化的數(shù)據(jù)處理平臺，具有優(yōu)秀的數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、管理等能力，應(yīng)用范圍愈發(fā)廣泛，應(yīng)用價值日漸提升，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。深入落實地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中各方面的應(yīng)用，能夠有效促進地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的效率和質(zhì)量，促進礦產(chǎn)行業(yè)的良性發(fā)展。