【地理信息系统(GIS)在矿产资源评价中的应用研究】地理信息系统评价

　　摘 要：本文简要介绍了地理信息系统在矿产资源评价中的优势、以及其思路与方法，并且对GIS在矿产资源评价中要解决的关键问题作出了概要阐述。 　　关键词：地理信息系统（GIS）；矿产资源；评价
　　中图分类号：G202 文献标识码：A
　　
　　随着找矿难度和找矿风险的增大，矿床勘查和开发成本的提高，找矿勘探效率的降低，人们开始探寻矿产勘查的新理论、新技术和新方法，于是，便出现了运用地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)进行矿产资源评价。
　　1 GIS 应用于矿产资源预测的作用及优势
　　地理信息系统（GIS）是在计算机硬、软件支持下，以采集、存储、管理、分析、描述和应用与空间地理分布有关的数据的计算机系统，GIS 作为在矿产资源评价中的强有力的工具，有着众多不可比拟的优势，被广泛应用。
　　中国地质大学(武汉)数学地质遥感地质研究所开发了金属矿产资源评价分析系统(MORPAS)。武警黄金指挥部白万成等研制成功了用于区域找矿靶区预测的GIS专家系统(DPIS)。安徽省地质矿产局开展了GIS应用于安徽东部地区金矿资源评价的研究。陈石羡利用MAPGIS对鄂东南地区铁矿资源进行了预测，取得了较好的效果。它的具体优势在于：
　　1.1 强大的数据管理功能
　　GIS数据库可完成遥远的地学信息综合管理，在矿产资源评价中涉及的有关地质、地物、地化、遥感信息通过数字化后进入系统，可长期保存，保障了矿产资源评价的顺利和有效的开展。
　　1.2 高效的数据统计分析功能
　　在图件上可精确地统计各种地质体空间几何属性,如面积、周长等,有助于定量研究地质问题,完成手工操作不能完成的工作。还可在不用进行地质信息数据转化的情况下,对数据进行数理统计,减少矿产预测中的人为因素。
　　1.3 强大的空间分析能力
　　GIS提供的空间分析(叠加、包含、相邻关系、缓冲区、地形分析)及空间信息计算(面积、周长、距离等)等功能,实现了传统方法难以进行的对各种地质体的多种空间关系的定量分析。
　　1.4 便捷的模型可视化功能
　　利用DEM、TIN模型完成各种空间测量科学数据的可视化，可方便地将成矿信息数据处理与GIS可视化结合起来。同时，GIS能够保证成矿预测的过程可视化，将成矿预测工作可视化。
　　1.5 快捷地完成空间信息查询、检索
　　既可根据专题属性，如地质图层中检索岩浆岩地质体，又可完成不同专题数据空间交互条件查询，如检索出某含矿地层中矿床数等。
　　2 应用GIS进行矿产资源预测的方法及思路
　　在现代成矿科学理论指导下，以可靠的野外地质调查第一手资料为基础，广泛运用新的技术手段研究地质、矿产、物探、化探、遥感等综合信息与矿产的关系，通过综合信息研究区域构造运动、岩浆活动、变质作用、成矿作用的时间、空间演化规律，总结矿床的综合控矿因素及找矿标志信息，形成矿床综合信息找矿模型，然后运用计算机统计预测方法进行远景区的成矿有利性及资源潜力定量评价。具体步骤包括：一般基于GIS地质矿产资源评价可采用6步法：
　　2.1 搜集资料
　　搜集研究区内与成矿有关的地质、矿点分布、地下岩性和构造、地球化学、航磁、重力等地球物理和遥感等资料。如有可能，在缺乏资料的地区可补充采集资料，据此进行综合研究确定现代地质环境。
　　2.2 确定矿床类型
　　根据研究区内的地质环境与全球范围内已知的某种矿床类型有关的或与研究区内已知的矿床矿点地质环境进行对比，确定在以上地质环境中可能形成的矿床类型。
　　2.3 建立这些矿床的描述性模型
　　从每一个描述性模型中，选择出能确定该类型矿床存在与否的重要标志和一般性标志并将其定量化。
　　2.4 建立数据库
　　用第一步搜集到的信息建立数据库（空间数据库与属性数据库)，并用GIS实现集成管理与灵活检索。建库时要解决现存数据的集成问题: 比例尺、定位与投影方式、数据精度与格式等。
　　2.5 确定矿床类型
　　用GIS技术根据所建立的模型对数据库中的多源地学信息进行分析处理，判别标志是否存在以及各种判别标志的区域分布和相对重要程度，然后进行综合分析与评价，确定每个矿床类型出现的有利程度。
　　2.6 编制预测图件
　　从搜集资料到第三步建立矿床的描述性模型与传统的综合评价方法是相同的。基于GIS的矿产资源评价的主要任务是在对研究区的资料充分研究的基础上，确定合适的数据源、建立合理有效的GIS数据库、单个空间关系的确定和量化以及多个空间关系集成。
　　3 需要解决的关键问题
　　3.1 丰富的、高质量的空间与非空间数据是矿产资源评价的基础
　　利用GIS进行矿产资源预测评价的基本要求，用于基本分析的数据最少要包括基本地质数据(地质、地球物理、遥感)、点数据库(岩石物理特性、地球化学、矿床点)以及一系列基础专题数据复合而成的综合数据(土壤地质、变质岩、构造带等)。由于原始数据是由不同单位在不同时间段所采取不同的采集及分析方法而获得的，因此，必然造成同一研究区的相关数据具有不同的比例尺、不同的精度、不同的投影方式及不同的存储方式。因此，在应用GIS技术进行综合分析之前，必须对原始数据进行预处理，如投影变换、格式转换，以保证建立高质量的数据。
　　3.2 多源地学信息的管理是有效评价的保证
　　地质信息是矿产资源评价的基础信息，其主要来源是地质图，在GIS中分空间信息及属性信息进行管理。如果是建立区域综合地学信息系统，就要存储地质图上的全部信息。如果单纯为资源评价，地质图在数字化前要进行简化。由于处理的需要，地质图的信息适合用矢量型GIS，即将空间信息分成点、线和面进行存储，为了便于操作与管理，可将数据按逻辑类型或专业属性分成不同的层进行组织。
　　3.3 找矿信息的量化与转换
　　GIS可理解处理的形式主要指将成矿信息用具有空间拓扑关系的点、线、面及相应的属性描述的图层表示。地球物理(重力、航磁等)、地球化学、遥感信息经一定的数学方法处理，得出或推断出与成矿有关的图形信息。对于地质信息，通过GIS提供的属性检索、空间信息的量算以及叠加、缓冲等空间分析功能，可帮助完成从地质信息提取成矿信息的过程。
　　3.4 矿产资源评价的空间分析方法
　　用于矿产资源的空间分析方法根据研究区的工作程度的差别，可大致分成两类：经验的和理论的。前者利用已知矿床，后者利用矿床和成因模型。在工作程度较高，数据比较丰富的地区，可采用数据驱动的方法；在没有已知矿床或已知矿床很少的情况下，信息是由遥感和地球物理数据推断而来，模型仅以地学专家的概念想法存在时，数据驱动的方法就不能使用。而只能采用简单的分级和知识为基础的系统，不管是那种方法，其主要目的是定量化的表示相关的专题关系，最终对若干个专题关系进行集成分析生成一副预测图。多数GIS为基础的矿产预测集中研究，对多个专题关系进行综合分析。布尔逻辑、代数方法、贝叶斯、模糊逻辑和神经网络是几种常用的方法。
　　总之，虽然目前一些基于GIS开发的预测系统还处于试运行阶段，也存在一些问题，但从它们用于已知矿床所取得的成果看，其预测结果有很高的可信度。因此，GIS在矿产资源的定量和定性评价中都有很广阔的前景。
　　参考文献
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