地质矿产勘查领域中3S技术的应用研究

许 飞

（山东省第五地质矿产勘查院，山东 泰安 271000）

在矿山施工过程中，因山体结构改变、废矿渣倾倒等各类因素引起的地质问题给周边地区的居民、环境造成了极大的危害，甚至会造成山体滑坡、塌方等灾害，严重影响了周边居民的人身安全和财产安全，并影响了经济的健康发展。地质矿产勘查是针对矿山各类地质问题提前进行勘查、预警、治理的第一措施，随着现代化信息技术的发展与应用，融合了计算机技术、互联网与大数据的3S技术是目前勘查、检测技术领域最受欢迎的技术，随着国家和相关部门对地质灾害治理的重要性认识不断提高，对3S技术等现代化科技在地质矿产勘查领域中的应用也越来越重视，3S技术的应用能在地质矿产勘查中提供精确数据，并通过相关工作人员对数据的分析与评估，对地质矿产区域进行科学化管理，减少地质灾害的发生，保障矿山周边地区居民、财产的安全性。

1 3S技术的概述与发展

1.1 3S技术概述

3S技术是GIS、GPS、RS的总称，其中，GIS是指地理信息系统，是通过与计算机技术相结合，建立、更新地理数据库的相关技术，可以通过存储、共享、处理、查询等主要功能来实现地理信息数据化；GPS是指全球定位系统，是使用无线定位系统对目标进行实时定位，发挥导航作用，从而明确目标物体在地表的动态情况。RS是指卫星遥感技术，是通过卫星、飞机、无人机等工具进行高空探测，并通过传感器电磁波将收集到的数据进行传输，并使用物理法、数值解析法等对数据进行处理，并将数据转化为虚拟3D地理模型，从而对地面环境分布与变化明确掌握，特点是探测面积大、可探测较为负责环境与地形；三者具有相互支持的作用，RS技术、GPS技术将对地面环境信息捕捉、监视过程中产生的数据共享给GIS系统，通过三大系统对地面数据的共同分析、处理，获得较为完善的地面环境信息，加强对地面环境动态性信息的了解与掌握。因此，促进了三大系统的综合利用与集成化发展，促进全面化的环境勘查、利用、治理。

1.2 3S技术的发展

我国将信息资源开发正式录入现代化建设发展战略中已有四十年左右的发展历史，在国家政策的大力支持与推动下，3S技术作为国家重点发展项目，经过不断发展，我国信息技术的发展速度在世界名列前茅，尤其是RS技术和GPS技术，现已广泛应用于多个领域中[1]。科技的发展与勘查工作发展需求下，促进了GIS技术、GPS技术与RS技术的集成化发展，随着三大技术的紧密结合，使地质矿产勘查领域的发展前景更加广阔。以3S技术为基础，构建综合性的技术系统，促进勘查工作中对地理、环境信息的收集、整理。

2 地质矿产勘查中存在的问题特性

2.1 地质矿产勘查具有多样性

地质矿产勘查工作是在保护生态环境的基础上，了解并掌握当地环境、地质状态与变化，从而起到保护地质环境与生态环境的目的。在这项工作中，因需要勘查的地质矿产类型较多，不同地性、环境所需要的勘查技术和处理方式也不同，勘查流程也有区别，因此，地质矿产勘查具有多样性的特点。地质与环境的多样性也代表了不同地质具有其个性化特点，使勘查工作过程中存在一定的变化性，会直接影响到不同地质矿产勘查工作的难易度，从而影响地质勘查工作中的协调性。

2.2 地质矿产勘查具有复杂性

根据地质矿产勘查工作内容与勘查数据进行分析，地质结构和矿产资源类型较为复杂，同时也存在交通环境复杂现象。在进行勘查规划工作时，因当地地质结构和矿产资源具有复杂性特点，存在对规划与系统设计工作难度大、内容复杂现象。在以保护生态环境工作为主要目的实际勘查工作中，因勘查中具有复杂性特点，会影响勘查工作前期规划与勘查系统的规范性设计。

2.3 地质矿产勘查具有不定性

在实际地质矿产勘查时，因当地地面环境、磁场的影响，会引起探测设备在勘测、测量过程中出现勘测数据不准确的问题。当进行地质勘查时出现天气、氧气浓度、气压等方面的变化，例如在海拔较高的区域进行勘测，可能会造成勘测人员身体上的不适，从而影响到勘测人员的工作质量[2]。因此，当在地质矿产勘测中出现不定性变化时，勘测人员应及时采取应急措施，调整、优化勘测规划。

3 地质矿产勘查领域中3S技术的作用

3S技术是GIS技术、RS技术和GPS技术结合性发展的结果，但因各项技术特点不同、具体功能也具有差异性，因此，将对3S技术进行个体性分析。

3.1 地质矿产勘测领域中GIS技术的作用

（1）对地质矿产资源信息数据集中化管理。GIS技术具有对高速处理数据特点，通过GIS对地质矿产资源的采集与整理，将地质矿产资源信息数据进行集中化管理，从而提高地质矿产资源信息数据处理的质量与速度，更方便、直观的了解地质信息，并实现不同区域地质矿产信息的关联性。

（2）对地质矿产资源综合评估。根据GIS技术对各类地质信息大数据的综合利用，包括地理数据库、GPS数据库、RS数据库、地质矿产数据库、化学数据库和物理数据库等相关信息，能实时从综合数据库中提取评价工作中需要的各类信息，并通过对各类地质矿产资源的集中化管理，对地质矿产资源的评价工作提供了较为完善的评价依据。

3.2 地质矿产勘测领域中RS技术的作用

（1）对矿区地质结构的识别性提高。RS技术应用与地质矿产勘测领域中，通过对捕捉矿区数据的分析、识别、处理与标绘，得出捕捉对象的形态、构造、组合与分布，从而知道矿区的地质成因。并通过对矿区多时段、多波段信息的收集与对比，分析并掌握矿区地质结构。

（2）有利于寻找矿藏。矿山中普通岩土物质与矿物质的数学变换数据或者两者之间的吸收光谱段变量是不同的，而RS技术能通过这两点具有差异性的量化信息有效区分出普通岩土和矿物质的区别之处，并通过对已知矿点分布的掌握与信息分析，建立RS地质寻矿模型，并标记异常信息，分析矿藏所在区域。

（3）对矿区生态环境实时检测。RS技术具有勘测涵盖面积大、勘查信息量大等特点，能多维度分析勘查面积内的资源、环境信息，从而通过对矿区资源信息和周边环境信息的掌握，分析前者对后者的影响原因和可能造成的影响，从而起到保护周边生态环境的作用。

3.3 地质矿产勘测领域中GPS技术的作用

GPS技术具有对三维图像坐标的位置、空间、时间实时共享的作用，能不间断的为勘查人员提供以上信息，从而节省了勘测环节，提高了勘测速度，并降低了勘测成本，为勘测人员减轻了工作强度。

4 地质矿产勘查领域中3S技术的应用分析

因3S技术中各项技术特点不同、具体功能也具有差异性，因此，将对地质矿产勘查领域中3S技术的应用进行个体性分析，从而促进3S技术在地质矿产勘查领域中的综合利用。

4.1 地质矿产勘查中GIS技术的应用分析

（1）对地质演变进行分析、预测。GIS技术是在进行空间采样时通过对空间内大量信息综合采集、处理，从多个维度的角度进行对采集信息分析处理，从而对地质矿产活动更加明确，不仅能够对地质矿产资源进行勘查，同时也可以根据各项数据的分析与处理模拟勘查区域的地质演变。

（2）对矿区、矿点预测。GIS技术通过对采集信息的分析计算出成矿区域，并对该区域内的各类资源数据进行处理分析，对可能出现矿产资源的异常地质区域进行标注，通过对已知矿点结构的分析，找出标注区域与矿点的关联性。建立找矿模型后，对矿区各类数据产生的信息进行筛选，将无关联信息筛选掉，并将剩下信息建立新数据层。

4.2 RS技术在地质矿产勘查中的应用

RS技术根据不同的地质使用的方法和模型也不相同。有色、线、环、块、带五大要素寻矿法，也有通过对矿源场进行遥感信息采集、处理方式，找出成矿节点后通过节点区域异常信息寻找新的矿产资源。总体来说，是对当前区域成矿规律分析后建立寻矿模型的过程。

4.3 GPS技术在地质矿产勘查中的应用

根据GPS技术对空间、位置等信息实际检测的作用，在地质勘查中对信息的实时更新、共享与定位都具有重要作用，能对天气变化实时掌握，对勘查位置准确定位，减少地质矿产勘查工作受环境不定性因素的影响，从而提高地质矿产勘查数据的精确性。

5 结语

综上所述，3S技术在地质勘查应用中具有多方面的作用。地质矿产资源的开发和利用，对原生态环境资源造成了一定的破坏，并且环境后期修复工作艰难，而地质矿产勘查中3S技术的应用则有利于实时掌握当地生态环境，对环境修复、治理工作也有较大作用。在地质矿产资源开发中，3S技术也有利于资源开发管理工作的加强，促进地质矿产资源的合理开发、矿渣的合理存放，并对开矿过程中产生的垃圾做好分类工作，从而减低地质矿产资源开发对当地土壤、水源造成的污染，促进地质矿产勘查领域的发展。