地理信息系统在矿产勘查中的应用及前景

摘 要：矿产资源作为重要的非可再生资源，是国家经济建设的基础物质。但由于其储量有限，随着科技和生产力的发展进步，更大程度的高效清洁利用矿产资源亟需发展。地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为一种集地理空间特征和各种统计信息为一体的特殊信息系统，在矿产勘探中有着重要的作用。通过运用GIS技术对矿产资源信息参数进行深度发掘，使矿产资源的概念模型表达为具象化的可操作要素，将其与网络技术、虚拟现实技术有机结合，对矿产资源勘查的未来发展有着深远意义。

关键词：地理信息系统;矿产勘查;应用分析

矿产资源作为当今社会经济发展的物质基础，广泛运用于人类社会的方方面面，如基础生活能源、工业原材料、农业生产资料等。工业化进程的加快，大幅度的增加了资源消耗量，但是由于矿产资源储量有限，开发量不足，导致矿产资源的对外依存，制约着经济社会的发展。以环境保护为前提，高效清洁最大限度的开发有限储量的矿产能源能为当今的研究热点。这也要求在矿产勘查过程中，能更加深入的发掘矿产资源的位置和规模信息。随着科学技术的发展，GIS和其他勘查技术的应用，不仅有效的大幅度提高矿产资源的勘查效率，并且对周围环境的危害小。基于GIS平台，可将评价结果转虚拟化为可视化，简化、优化了矿产资源多源信息的集成管理。

一、地理信息系统概述

GIS是地学、信息学、遥感学和计算机科学的有机结合，是以计算机系统为依托的人机决策管理系统，通过运用信息技术和图层處理技术，对地表空间信息进行采集、存储、检索、分析、处理、显示，并通过建立模型对地理资源、环境等方面进行规划、研究、分析和预测。1963年，R. F. Tomlinson提出了地理信息系统的概念，并随后领导成立了第一个以自然资源的管理和规划为目的的GIS系统，距今已经有半个多世纪的历史。随着计算机硬件和软件技术的飞速发展，GIS软件的研究与应用在全球范围内得到了突飞猛进的发展。现在GIS已经被应用了与空间信息相关的各个方面，如城市规划与管理、土地管理、环境模型和地籍测绘与管理等。GIS作为地质学家矿产资源勘查的重要手段，是目前国内外地学领域热门的研究课题。

二、GIS在矿业中的应用

当今社会与经济的高速发展对矿产资源的需求不断增长，这也极大地促进了矿业地质勘查工作的发展。随着矿产资源长期勘查和开采活动的进行以及各种信息系统的开发与完善，勘查环境及技术手段都发生了根本性的转变，通过将当代的成矿理论与现代高新综合勘查技术的高效有机结合，通过GIS图形图像系统将传统定量数值方法进行可视化操作，以达到矿产资源信息更加全面、矿产勘查和开采技术快速更新。

（一）GIS在矿业中的应用历程

地理信息系统在上个世纪70年代就已经引起了各国地学界的普遍关注，美国地质调查局在1970年至1976年就先后建立了50多个信息系统，并于1994年正式实施了国家空间数据基础设施计划，并建立了近11万条的世界矿产资源战略数据库。在 2000 年，新西兰 G. A. Partington通过 GIS 对空间数据的操作和分析能力，对勘探地区进行空间建模，分析评价出各地矿产资源开发的可行性和风险性。

我国也已将GIS应用于区域地质调查过程的各个环节。我国早在上世纪80年代中期就已将GIS应用于矿产资源评价中：中国地质大学等单位在中国地质矿产部的主持带领下开展的“遥感图像与地学数据综合处理技术及其应用研究”，是我国 GIS 技术起步发展后的首批在资源与环境领域中的应用。在随后的90年代，我国提出“数字国土”的概念，实现国土资源调查评价计算机化、国土资源信息服务网络化和国土资源大调查管理信息化，研制出具有自主版权的MAPGIS、CITYSTAR和MRAS系统等GIS软件。国家测绘局、原地矿部等部门初步完成完善了化探数据库、化探地质图，并建立了国家级的矿产资源远景评价信息系统以及矿产资源储量数据库。随着GIS应用的深入，基于GIS的矿产资源评价辅助决策系统被提出和完善，获取速度、总量以及精度都在不断提高。并对部分矿种实施了资源潜力评价和成矿规律研究。地勘项目管理系统中也加入了 GIS 技术，地勘项目例如钻探、物探、化探等，各种项目产生大量空间数据，可以通过空间数据库来进行管理并以地图的形式展现出来。

（二）GIS在矿产勘查中的应用分析

以GIS为平台的矿产资源评价信息系统的物化探数据是多来源、多学科的，表述形式可分为文字、表格、图件和图像四种，主要包含以下方面：重力、航空磁测、物探异常数据和化探及化探异常数据，以及与地质矿产有关的各项研究成果数据。

专业技术人员以GIS为平台，按照图层方式对相关的空间、非空间数据信息进行管理，通过空间分析，建立数据模型，对矿产资源评价模型所需数据进行可视化操作，实现了地、物探、化探、遥、钻探等信息的全面结合、综合理解，较好地解决矿产资源勘察与评价问题。

在娄德波等人进行的新疆东天山铜镍矿资源潜力评价中，利用GIS空间分析技术，将物探异常与区域地质图进行叠加分析，统计各个地质单元与物探异常的对应关系，为物探定性确定异常性质做准备。朱大明，秦德先等人进行的个旧高松矿田成矿预测中，通过GSI自动处理大量的物探、化探、地形图、地质图信息，进行空间分析，建立找矿信息模型。整个转化过程精度高，建立了Ag、Cu、Sn等元素的找矿信息模型。利用GSI作出了等视电阻率及其一阶、二阶导数断面图，综合相应的地质、物探、化探、钻孔等资料得到电测深断面低阻带分布图，对多源地质信息进行了综合研究，划定了8个找矿靶区，并通过实际工程验证了分析的准确性。

三、地理信息系统在矿产勘查中的应用前景

国内外的实践证明，GIS 的应用极大地提高了矿产勘查的效率和水平，简化了分析过程，展示出广阔的应用前景，成为地质学家不可缺少的工具。GIS 具有多源的地学信息进行集成管理的能力、灵活的查询检索能力，且通过各种空间分析方法对与成矿有关的各种空间信息进行综合分析解释。GIS 作为一个应用性很强的学科， 将随计算机技术及其支撑学科的发展而不断完善。

参考文献

[1] 宋时科.地理信息系统在矿产勘查中的应用[J].科技资讯，2014（17）.

[2] 朱大明.基于地理信息系统GIS的个旧高松矿田成矿预测[D].昆明理工大学，2002.

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