GIS技术及其在地质矿产勘查中的应用

朱高宝　张宏党

[摘要]电子信息技术的迅猛发展带来了地理信息系统（GIS）这一先进产物。这也是为了适应现代地球和相关科学日益增长的需求。其主要特征在于可以对地球上任何具有空间方位的海量信息进行处理，优点在于可以实现定量、定时和定位等。而且近年来也已经广泛地应用于地质矿产勘查中。进一步完善GIS技术将有助于地质矿产勘查实现数字化发展。

[关键词]地理信息系统 GIS 信息技术 地质矿产

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-112-2

1主要软件及其特点

1995年出现的市场上报价的GIS软件非常多，然而其中只有不过10余种主要占据市场。国外的代表除了ArcInfo和ArcView GIS，还有MapInfo、ErMapper、Idrisi Endas、Erdas、Genamap、Spans、Tigris等[1]。我国的GIS开发比较晚，最初是在上世纪80年代中期才在原地质矿产部进行研发。中国地质大学（武汉）吴信才领导的科研小组研究推出了MAPGIS。

GIS经常容易被误解，认为它是一种计算机系统，并且以进行地图绘制或图像处理为主。实际上GIS相比较一些人造对象的CAD是不一样的，具体指的是面向建筑和机械等，另外，相比较一般的绘图软件或地图编辑出版系统等，也是不一样的。如今像《方正智绘4.1》等绘图软件也新增加了一些关于GIS的新功能，发展趋势主要是更强更具适用性。

GIS主要的研究对象包括天然图形与图像，其中的天然图形包括地形图、地图、地质图等，而其中的图像则主要是包括航空与卫星图像等。GIS不仅拥有一般绘图和图像处理软件具备的基本功能，还具有图形编辑和拓扑等更强的功能。一般情况下能够实现光栅数据的矢量化，实现大地坐标投影的转换，或者是不同投影之间进行的转换。其具有极为复杂的图像处理系统，诸如HSI变换、空间滤波等，多图层和图像之间也可以实现叠合，可以将内部数据库建立起来，同时连接外部的ACCESS等大型数据库。使用者可以根据自己的需要来进行属性统计分析等空间分析。GIS提供的多是AML语言等二次开发工具，这样能够为用户提供方便，可按照自己的专业需求来自定义建模，进而对GIS功能进一步拓展。ArcView GIS还能有Script服务，还可以实现自动化处理。GIS软件包则不一样，也就会具有不同的特点与功能，要进行综合运用才能实现良好的效果。

2在地质矿产勘查中的应用

GIS如今已经广泛地应用于地质矿产的勘查中，而且也取得了不少瞩目的成就。早在上世纪80年代，就在美国、加拿大等国就开始在地质矿产调查和填图中应用。当前，澳大利亚开始借助计算机笔记本来将野外的一些地质数据收集起来，并且是采用的是数字的形式，将有关数据库建起来，关于第二代地质图件，可以在编制的时候利用ArcInfo和ArcViewGIS来进行。Zhou将中国金矿的大型数据库建成，按照最新研究动态来划分中国大地的构造1～3级单元，同时相应的属性表建立起来，与其他成矿信息相结合，作出成矿GIS分析，从而对区域成矿靶区进行预测。

国内的原地矿部系统有不少单位都依据将MAPGIS等设备采购回来了，并且在地质调查中已经广泛地应用GIS技术。另外，还有出现了一些新成果，主要是借助国外GIS来研究矿产资源，并将地学多源信息系统建立起来。例如，中国地质科学院的方一平等人经过努力将1：500万的中国矿产资源数据库建立起来；中国地质矿产信息研究院的吴仲煌在矿产资源区域评价中应用了GIS技术[2]。这些成果都主要是以ArcInfo与ArcView GIS平台为基础的。另外，我国已经将1：50万的数字地质图数据库建成[3]。我们可以预见，不久的将来会出现更多的GIS地质应用成果。

总之，通过GIS，以海量综合信息为基础，便能做好空间采样，从时空和多元统计的角度来分析构造演化、火成活动和沉积相等。也可以对成矿进行很好地预测，或者是对矿产勘查等相关工作进行合理地指导，还可以对区域地质演化进行模拟。确保充裕的数据量，就能确保GIS分析能够做到定时、定量和定位，进而得出动态的结果。考察深部和时间数据，就能实现对GIS分析的实际拓展，即向四维空间拓展。同一个地区，可以已知地质资料为依据，来将相应的图形、图像和数据库建立起来，这实际上也就是在总结这一区域的地质工作。其中关于GIS分析的结果实际就是客观地总结这一区现阶段的总情况。值得注意的是若是按照GIS分析的要求来进行数据的格式化，那么这些数据就很容易会在将来被新数据充实，并且还要依据全部掌握数据进行新的再次分析，这样新的成果才会形成。

3存在的问题

目前在地质中应用GIS技术还有不少问题存在，需要加以重点考虑，从而尽可能地解决或避免。GIS分析对设备具有很高的要求，其中的计算机内存、硬盘等都必须具有较大容量，一般还要采用数字化仪，显示器也要是大屏幕高分辨的，对扫描仪等设备都有着高质量的要求，所以在硬件方面会存在较大的花费。GIS主要是对很多的综合性信息进行处理，相比较软硬件而言，需要耗费更多的却是在资料方面的花费，而且在缺乏充足信息量的情况下，GIS分析通常是无法进行的，即使获得结果也是不可信的。GIS需要的信息有着极为广泛的涉及面。具体有地质图以及一些诸如岩浆岩、岩相古地理等基础图件，还要矿产数据和岩石地化数据等等。在对这些资料进行收集时往往非常耗时并且十分昂贵。而大型数据库的建立还需要有专业经验丰富、计算机基础十分深厚的人员。这些必然会对GIS广泛、深入应用于地质矿产勘查造成不利影响。

将与GIS分析相适应的地质数据库建立起来十分艰难，若是数据库出现质量问题，那么最终的分析结果就很有可能是错误的。若是标准没有统一下来，那么必然会对数据交流和汇总的实现产生不利影响，导致很多重复性的劳动出现。首先，以往搜集的不少数据在位置确定方面不够准确，采用不是很合适。其次，有些引用出处不详的数据，国内文献中普遍存在，特别明显的还在那些通过统计计算原始数据而得出的数据。经常会出现几个合作研究者对同一批数据的广泛引用，但是却没有详细注明，这样就会导致建库者容易把很多重复的数据吸收进来，而这必然会对数据的概率分布图式造成干扰。再次，良好的数据库必然是每一个数据都能做到有迹可循，都有大量的说明数据。GIS分析结果很大程度上与数据质量密切相关，但是目前有不少文献都都没有细致地说明数据，进而导致数据库难以很好地加以引用。

4结论

总而言之，尽管将GIS应用于地质找矿工作还有不少问题存在，然而前景却十分广阔。GIS分析具有海量数据、多元（源）信息、定量化的重要特点，而这正是传统地质研究所欠缺的[4]。数据经过长期的积累，同时不断完善具体的研究方法，这必然会导致质的变化。而相应地GIS在地质中也将得到越来越成熟的应用，进而对地质学家提出的要求也就会越来越多、越来越新。还会相继地出现一些标准化的措施和工作规范，研究人员对原始数据的采集也将严格按照GIS分析的要求来执行，要按照相关规定来在学术刊物进行地质资料的发表，坚持循序渐进，必然会实现地质研究的全面定量化，这样地质学就能很大程度上突破许多基本认识，在找矿方面也会有许多重大突破。而研究人员不断拓宽知识面和提高综合技能也会促使地质信息系统相应地产生，从而根本转变研究手段，实现从通用到专用的过渡，由此可见其深远意义。

参考文献

[1]郭际元，曾文.多媒体技术在地理信息系统中的应用[J].地球科学，1998，23（4）：404～407.

[2]李军.全国1B50万数字地质图数据库建成[N].中国国土资源报（地矿版），2000 -01 -08.

[3]吴信才.地理信息系统的基本技术与发展动态[J].地球科学，1998，23（4）：329～332.

[4]郑贵洲.地理信息系统（GIS）在地质学中的应用[J].地球科学，1998，23（4）：420～423.