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GIS技术及其在地质矿产勘查中的应用毕业论文.doc
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GIS技术及其在地质矿产勘查中的应用毕业论文.doc
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GIS 技术及其在地质矿产勘查中的应用
[摘要] GIS 作为一种先进技术, 是电子信息技术飞速发展的必然产
物, 与现代地球及其相关科学日益增长的需求相适应,以处理地球上
任何具有空间方位的海量信息为特征,具定量、定时、定位等优点,
近 10 年来已在地质矿产勘查中得到广泛应用。一个区域各种地质资
料( 图形、图像、文字、逻辑、数值)的 GIS 分析实际上代表该区域
现阶段较为客观的总认识。目前, 野外收集资料、数据建库、GIS 分
析等尚存在规范化、标准化等问题,GIS 本身解决诸多专业性较强地
质问题的能力亦不足。但 GIS 的进一步发展与完善必将使地质矿产勘
查进入一个数字化的新时期。
[关键词] 矿产资源;地理信息系统;GIS;GIS 应用现状;预测方
法;矿产资源勘查潜力;评价路线;关键问题
矿产资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,随着生产力水
平的提高和科学技术的不断发展,矿产资源的利用程度及其工业价值
也将不断提高。鉴于矿产资源在经济发展中举足轻重的地位,我国已
经将矿产资源勘查潜力评价作为制定国家矿产资源战略、加强资源宏
观调控的重要依据。传统的矿产资源勘查主要依据专家的经验,通过
对预测区范围内地、物、化、遥等资料进行研究,并利用手工方法在
图纸上定性地圈定矿预测靶区。该方法存在以下缺点:①在勘查过程
中评价模型主要是针对数值型数据而非图形数据;②勘查评价过程中
难以实现可视化的互操作,并且空间对象之间的复杂关系难以直观地
体现;③难以将实现评价的结果可视化表达[1]。而地理信息系统即
GIS( Geographical Information system)通过图形操作对空间对象关
系进行分析,在此基础上通过可视化界面输出分析结果,这不仅可以
在矿产资源勘查过程评价中实现人机交互操作,并且评价结果能进行
可视化展示。因此该技术为矿产资源多源信息的集成管理提供了理想
的解决途径;从而很好地弥补了传统矿产资源勘查中的不足,成为专
家们在矿产资源勘查方面的有利工具[2]。
1 GIS 在矿产资源勘查中的研究现状
1.1 GIS 简述
当今时代是信息的时代, 现代通讯技术、网络技术、多媒体技术、
海量的数字化信息以及功能日益增强的计算机软硬件正使其向纵深
飞速发展。地理信息系统即 GIS( Geographical Information system)
是指在计算机软硬件支持下,运用系统工程和信息科学方法,对地表
空间数据进行采集、存储、显示、查询、操作、分析和建模,以提供
对资源、环境和区域等方面规划、管理、决策和研究的人机系统[3]。
GIS 作为一门新兴技术,从学科的角度来看,是在地理学、地图学、
测量学、信息科学、管理科学和计算机等学科的基础上发展起来的一
门学科,具有独立的学科体系;从应用和技术的角度来看,就是解决
空间问题的工具、方法和技术;从功能的角度看, 具有空间数据的
获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能;从系统
学的角度看,具有一定的结构和功能,是一个完整的系统[3]。GIS
所具有的这些实用性特点,使其能够应用于诸多领域,如区域地质调
查、地质找矿和矿产资源预测及评价、土地整治和自然资源管理及区
域经济规划、城市规划和建设、各种灾害的评估和防治、农作物估产
以及耕地动态变化等。
目前,GIS 在理论和应用上都处在一个飞速发展的时期,GIS 的
广泛应用、普及必将成为 21 世纪的一个重要特征。
1.2 国内外研究现状
GIS 应用于地质矿产资源勘查评价中,起始于 70—80 年代,美
国、加拿大、澳大利亚等发达国家较先把 GIS 技术与矿产资源勘查评
价结合起来并成功应用,而我国 GIS 技术应用研究起步较晚[4-6]。
我国将 GIS 技术应用于矿产资源潜力评价始于 20 世纪 80 年代中后
期,许多研究部门及大专院校,运用 GIS 技术在全国一定范围内开展
了矿产资源勘查的工作,初步研制出基于 GIS 平台的矿产资源勘查评
价辅助决策系统,并对部分矿种实施了资源潜力评价研究[7],如中
国地质科学院肖克炎博士的课题组在 MapGIS 软件平台上开发了矿产
资源评价系统(MRAS)[8],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)[9],长春科技
大学王世称等“综合信息矿产资源预测系统(KCYC)”[10],中
国地质大学池顺都开发的“基于GIS地质异常的分析系统”,中国
地质矿产信息研究院与四川地质矿产勘查开发局在ARC/INF
O和ARCVIEW平台合作开发的“GIS应用于矿产资源区域评
价方法(AMS-GIS)”[11],武警黄金指挥部白万成等基于AR
CVIEW开发的“矿产位置预测系统(DPIS)”[12]等。这些
基于GIS的矿产预测系统在地质矿产资源勘查中得到广泛的应用,
如李光明“西藏冈底斯铜多金属成矿带基于MRAS资源评价系统的
成矿预测”[13],薛顺荣“基于MRAS的证据权重法在香格里拉地
区的综合信息成矿预测”[14],李绍儒“松潘—摩天岭地区金矿定位
预测研究”[15],矫东风“基于MORPAS平台的甘南铅锌矿床远
景区预测”[16]等
国内外实践证明:把 GIS 应用于矿产资源勘查中,已成为地质学
家在矿产资源勘查方面的重要手段,这主要是因为:①它改变了传统
矿产资源的勘查体系;②它提高了矿产资源勘查的效率,简化了勘查
的过程。随着 GIS 和矿产资源勘查理论的有机结合,必将对矿产资源
勘查及地学工作者的思维方式和研究方法产生深远的影响。
2 GIS 在矿产资源勘查中的预测方法
传统的预测方法,预测人员在使用多元信息数据时面临如下问题:
(1)多元数据的时空性:简单的数学模型或经验模型难以兼顾
数据间的空间相关关系;
(2)多元数据的多样性:地、物、化、遥异常及各异常组合的
综合成为令人生畏的难题;
(3)多元数据的庞杂性:多元数据的多元性致使它也具有复杂
性,因此预测难度增大,预测人员也经验有限,人为因素较多;
(4)多元数据的转化:实际中预测大都运用文字、图件、表格
等形式来表现成果,因此大多定性的或定量的多元数据需经转化,才
能适用于预测模型。
目前,GIS 矿产资源预测,主要是利用 GIS 的基本空间分析功能,
研究地质矿产实体的空间关系,对未知地段找矿远景作直观评价,如
通过控矿因素的叠置分析可以圈出找矿有利地段,或是与数学预测模
型相结合进行预测,其方法可以概括如下:
(1)收集地理、地质、矿产、构造、化探、物探及遥感等多源
矿产地质数据资料,将图件进行数字化、分层、统一坐标系统等处理
后存入图形库中,将属性数据分类、编码,并与图形特征数据连接,
建立多源地学信息空间数据库。
(2)针对特定的预测目标,进行成矿地质背景和典型矿床特征
分析,研究预测区的成矿规律,定性地确定影响成矿的因子变量,确
定区域找矿模型。
(3)在多源地学信息空间数据库的基础上,根据确定的评价因
子,利用 GIS 提供的空间叠加、属性分析、数据检索、二维模型分析
及三维模型分析等处理多源地学信息,进行专题提取和生成,形成适
合矿产资源预测的专题图层和专题属性,并建立综合信息找矿模型。
(4)利用 GIS 提供的可视化空间分析功能,对专题图层进行综
合分析研究, 同时结合数学预测模型对专题属性进行综合分析研究,
进而圈定成矿有利地段,还可以计算成矿概率。
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