GIS在矿产资源勘查开发的应用现状和前景

摘 要 矿产资源是我国的经济基础，科学技术的不断进步以及生产力的提高，使得矿产资源的利用价值也得到了稳步提升。GIS近年来在矿产资源工作方面取得斐然的成绩，在地质矿产勘测、规划以及评价等方面的应用越来越广泛。本文先是对地理信息系统进行了简单介绍，然后探究了GIS在矿产资源勘查开发的具体应用及其矿产行业中的应用前景。

关键词 GIS；矿产资源；勘查开发；应用现状；前景

导言

地理信息系统是采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统。随着我国经济的发展，矿产开采行业也取得了较快发展，而地理信息系统的应用，推动了矿产勘查的进步，提高了矿产勘查的效率和水平，是一项值得推广的新兴技术。为此，对GIS理论、技术和实用方面进行深入研究具有非常重要的现实意义[1]。

1 地理信息系统简述

地理信息系统（GIS）是一种特定的空间信息系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题[2]。

2 GIS在矿产资源勘查开发的具体应用

2.1 资源规划管理

矿产资源规划管理中，涉及大量的图形数据、文档数据、指标数据，对这些矿产地质资料进行有效管理是一个重要问题。采集、整理、编辑各类数据，应用GIS手段对其进行标准化和规范化处理，建立矿产资源数据库。采用客户机-服务器（C/S）的运行模式，通过大型关系数据库和GIS空间数据引擎，将属性数据和图形数据纳入服务器端的数据管理平台，实现图形、文档、指标三类数据的分布式远程数据库管理，并支持空间数据的统计和分析，同时，还可进行规划项目的远程办理。对矿产资源进行规划管理，是有效保护和开发利用矿产资源、保护生态环境的重要手段，也是对矿产资源勘查、开发利用和保护所作的总体布局和安排。由于我国市场经济下矿产资源规划开展的历史不长，有关矿产资源规划的基础理论和方法研究还是一个薄弱环节，有必要加强这方面的研究和应用。目前，这方面的研究宜从以下四方面开展：矿产资源需求预测的经济数学模型、矿产资源供给的技术经济评价、矿产资源开发的优化控制、矿产资源开发的环境影响评价。

2.2 储藏信息

20世纪，我国研制了关于矿产资源储藏信息的数据库，这对于矿产资源分布信息的管理有着至关重要的作用。只是这样类型的数据库只是基本掌握了对于矿产资源数量信息的一个非空间的数据管理，属于比较片面的数据库。一直到20世纪末，矿产资源的数据计算仍旧停留在纯手工计算的局面。如今，经过不断努力，当代的地理信息系统已经形成了对于矿产资源储量管理的多面系统：通过地理信息系统分析矿产资源的储量规律，从而远程监督管理矿产资源的时空分布。地理信息系统在矿产资源管理上有了质的突破，同时也对矿产的勘查工作提供了极大的便利[3]。

3 地理信息系统在矿产行业中的应用前景

3.1 多元化

多元集成包括有：矿山信息源的集成、矿山管理系统的集成、多种应用技术的集成。矿产资源的信息多种多样，地理信息系统必须实现遥感技术、定位技术以及通信技术的集成化，从而实现多方矿产资源信息的融合与共享。GIS要将同一地区的不同矿产资源通过网络之间的联合，实现信息的同步，从而也可更利于有关部门的管理。总而言之，地理信息系统必须要跟多种技术紧密结合，才能在矿业的发展中得到更好、更高效的应用成效。

3.2 多维化

目前的地理信息系统软件能够利用数字高程模型对空间实体的高程坐标进行处理，然而，在建立空间实体的三维拓扑关系方面还存在着一定的困难，这就导致大多数的真三维操作无法完成，因此，目前的地理信息系统也被称作二维GIS，而地质和气象环境、矿山、环境、水文、物理等多种应用领域的真三维操作都要在三维地理信息系统的帮助下才能够实现。空间可视化技术指的是在时空变换、动态、多维等可交互的地图条件下对视觉效果进行探索，并且能够使视觉效果得到提高的技术。合理利用虚拟现实技术和可视化技术能够实现对地形环境的仿真，将地理情景真实的展示出来，然后进行交互式的观察和分析，增强对地形环境的认知。因此，空间可视化技术是今后地理信息系统的重点发展领域。思维地理信息系统其实是在三维地理信息系统的基础上加入了时间变量，大部分的地质特征并不是一成不变的，地震、水灾、滑坡等灾害都会造成局部地质条件的巨大变化。由三维向四维的转变面临着一系列的问题，数据的采集、处理、保存等都存在着一定困难。但是，随着数据库技术、计算机技术和相关电子技术的发展，这些问题能够得到合理解决。因此，四维地理信息系统的应用也是GIS的一个重点发展方向。

3.3 生产过程一体化

应用GIS、三维可视化、虚拟现实等技术，实现整个矿山设计开采生产过程一体化。以地质及矿床模型为基础，结合其他信息进行数字模拟开采，完成矿山长、中、短期开采计划编制、露天开采爆破设计、地下矿巷道标准断面设计、采矿方法设计、爆破设计、灾情应变预案、储量动态监测等工作。应用可视化技术，实现露天采场、矿井的生产调度與自动监测，边坡、排土场、尾矿坝的稳定性监测、评价和预报，地下矿井地压、矿震监测与预报，通风、粉尘、地下水监测等。

4 结束语

矿产资源是人类社会赖以生存的物质基础，也是国民经济可持续发展的重要保证，矿产资源在开采利用的过程中如何协调与生态环境之间的关系，减少对生态环境的破坏污染是矿产行业应该积极重视的问题。而GIS是空间信息及属性信息相结合的信息系统，在计算机应用高度普及和信息高度膨胀的今天，得到了空前的发展，将其应用于矿产资源开发中具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 周军，梁云.地理信息系统及其在地质矿产勘查中的应用[J]. 地球科学与环境学报，2002，24（2）：47-50.

[2] 胡小红，黄临平.地理信息系统在矿产行业的应用[J].科技广场，2006（2）：89-91.

[3] 陈伟涛，张志，王焰新，等. 矿山地质环境遥感监测方法初探[J].地质通报，2010，29（z1）：457-462.

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