梁樹鵬

（廣西地礦資源勘查開發(fā)有限公司，廣西 南寧 530022）

隨著找礦難度和找礦風(fēng)險(xiǎn)的增大，礦床勘查和開發(fā)成本的提高，找礦勘探效率的降低，人們開始探尋礦產(chǎn)勘查的新理論、新技術(shù)和新方法，于是，便出現(xiàn)了運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS)進(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)。

1 GIS應(yīng)用于礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)的作用及優(yōu)勢(shì)

地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計(jì)算機(jī)硬、軟件支持下，以采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描述和應(yīng)用與空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，GIS作為在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的強(qiáng)有力的工具，有著眾多不可比擬的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)數(shù)學(xué)地質(zhì)遙感地質(zhì)研究所開發(fā)了金屬礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)(MORPAS)。武警黃金指揮部白萬成等研制成功了用于區(qū)域找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)的GIS專家系統(tǒng)(DPIS)。安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局開展了GIS應(yīng)用于安徽東部地區(qū)金礦資源評(píng)價(jià)的研究。陳石羨利用MAPGIS對(duì)鄂東南地區(qū)鐵礦資源進(jìn)行了預(yù)測(cè)，取得了較好的效果。它的具體優(yōu)勢(shì)在于：

1.1 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能

GIS數(shù)據(jù)庫(kù)可完成遙遠(yuǎn)的地學(xué)信息綜合管理，在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中涉及的有關(guān)地質(zhì)、地物、地化、遙感信息通過數(shù)字化后進(jìn)入系統(tǒng)，可長(zhǎng)期保存，保障了礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的順利和有效的開展。

1.2 高效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能

在圖件上可精確地統(tǒng)計(jì)各種地質(zhì)體空間幾何屬性,如面積、周長(zhǎng)等,有助于定量研究地質(zhì)問題,完成手工操作不能完成的工作。還可在不用進(jìn)行地質(zhì)信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的情況下,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì),減少礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中的人為因素。

1.3 強(qiáng)大的空間分析能力

GIS提供的空間分析(疊加、包含、相鄰關(guān)系、緩沖區(qū)、地形分析)及空間信息計(jì)算(面積、周長(zhǎng)、距離等)等功能,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)方法難以進(jìn)行的對(duì)各種地質(zhì)體的多種空間關(guān)系的定量分析。

1.4 便捷的模型可視化功能

利用DEM、TIN模型完成各種空間測(cè)量科學(xué)數(shù)據(jù)的可視化，可方便地將成礦信息數(shù)據(jù)處理與GIS可視化結(jié)合起來。同時(shí)，GIS能夠保證成礦預(yù)測(cè)的過程可視化，將成礦預(yù)測(cè)工作可視化。

1.5 快捷地完成空間信息查詢、檢索

既可根據(jù)專題屬性，如地質(zhì)圖層中檢索巖漿巖地質(zhì)體，又可完成不同專題數(shù)據(jù)空間交互條件查詢，如檢索出某含礦地層中礦床數(shù)等。

2 應(yīng)用GIS進(jìn)行礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)的方法及思路

在現(xiàn)代成礦科學(xué)理論指導(dǎo)下，以可靠的野外地質(zhì)調(diào)查第一手資料為基礎(chǔ)，廣泛運(yùn)用新的技術(shù)手段研究地質(zhì)、礦產(chǎn)、物探、化探、遙感等綜合信息與礦產(chǎn)的關(guān)系，通過綜合信息研究區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用、成礦作用的時(shí)間、空間演化規(guī)律，總結(jié)礦床的綜合控礦因素及找礦標(biāo)志信息，形成礦床綜合信息找礦模型，然后運(yùn)用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法進(jìn)行遠(yuǎn)景區(qū)的成礦有利性及資源潛力定量評(píng)價(jià)。具體步驟包括：一般基于GIS地質(zhì)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)可采用6步法：

2.1 搜集資料

搜集研究區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的地質(zhì)、礦點(diǎn)分布、地下巖性和構(gòu)造、地球化學(xué)、航磁、重力等地球物理和遙感等資料。如有可能，在缺乏資料的地區(qū)可補(bǔ)充采集資料，據(jù)此進(jìn)行綜合研究確定現(xiàn)代地質(zhì)環(huán)境。

2.2 確定礦床類型

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境與全球范圍內(nèi)已知的某種礦床類型有關(guān)的或與研究區(qū)內(nèi)已知的礦床礦點(diǎn)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行對(duì)比，確定在以上地質(zhì)環(huán)境中可能形成的礦床類型。

2.3 建立這些礦床的描述性模型

從每一個(gè)描述性模型中，選擇出能確定該類型礦床存在與否的重要標(biāo)志和一般性標(biāo)志并將其定量化。

2.4 建立數(shù)據(jù)庫(kù)

用第一步搜集到的信息建立數(shù)據(jù)庫(kù)（空間數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù))，并用GIS實(shí)現(xiàn)集成管理與靈活檢索。建庫(kù)時(shí)要解決現(xiàn)存數(shù)據(jù)的集成問題:比例尺、定位與投影方式、數(shù)據(jù)精度與格式等。

2.5 確定礦床類型

用GIS技術(shù)根據(jù)所建立的模型對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的多源地學(xué)信息進(jìn)行分析處理，判別標(biāo)志是否存在以及各種判別標(biāo)志的區(qū)域分布和相對(duì)重要程度，然后進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)，確定每個(gè)礦床類型出現(xiàn)的有利程度。

2.6 編制預(yù)測(cè)圖件

從搜集資料到第三步建立礦床的描述性模型與傳統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)方法是相同的?；贕IS的礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的主要任務(wù)是在對(duì)研究區(qū)的資料充分研究的基礎(chǔ)上，確定合適的數(shù)據(jù)源、建立合理有效的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)、單個(gè)空間關(guān)系的確定和量化以及多個(gè)空間關(guān)系集成。

3 需要解決的關(guān)鍵問題

3.1 豐富的、高質(zhì)量的空間與非空間數(shù)據(jù)是礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)

利用GIS進(jìn)行礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的基本要求，用于基本分析的數(shù)據(jù)最少要包括基本地質(zhì)數(shù)據(jù)(地質(zhì)、地球物理、遙感)、點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)(巖石物理特性、地球化學(xué)、礦床點(diǎn))以及一系列基礎(chǔ)專題數(shù)據(jù)復(fù)合而成的綜合數(shù)據(jù)(土壤地質(zhì)、變質(zhì)巖、構(gòu)造帶等)。由于原始數(shù)據(jù)是由不同單位在不同時(shí)間段所采取不同的采集及分析方法而獲得的，因此，必然造成同一研究區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)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儲(chǔ)方式。因此，在應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行綜合分析之前，必須對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如投影變換、格式轉(zhuǎn)換，以保證建立高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

3.2 多源地學(xué)信息的管理是有效評(píng)價(jià)的保證

地質(zhì)信息是礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)信息，其主要來源是地質(zhì)圖，在GIS中分空間信息及屬性信息進(jìn)行管理。如果是建立區(qū)域綜合地學(xué)信息系統(tǒng)，就要存儲(chǔ)地質(zhì)圖上的全部信息。如果單純?yōu)橘Y源評(píng)價(jià)，地質(zhì)圖在數(shù)字化前要進(jìn)行簡(jiǎn)化。由于處理的需要，地質(zhì)圖的信息適合用矢量型GIS，即將空間信息分成點(diǎn)、線和面進(jìn)行存儲(chǔ)，為了便于操作與管理，可將數(shù)據(jù)按邏輯類型或?qū)I(yè)屬性分成不同的層進(jìn)行組織。

3.3 找礦信息的量化與轉(zhuǎn)換

GIS可理解處理的形式主要指將成礦信息用具有空間拓?fù)潢P(guān)系的點(diǎn)、線、面及相應(yīng)的屬性描述的圖層表示。地球物理(重力、航磁等)、地球化學(xué)、遙感信息經(jīng)一定的數(shù)學(xué)方法處理，得出或推斷出與成礦有關(guān)的圖形信息。對(duì)于地質(zhì)信息，通過GIS提供的屬性檢索、空間信息的量算以及疊加、緩沖等空間分析功能，可幫助完成從地質(zhì)信息提取成礦信息的過程。

3.4 礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的空間分析方法

用于礦產(chǎn)資源的空間分析方法根據(jù)研究區(qū)的工作程度的差別，可大致分成兩類：經(jīng)驗(yàn)的和理論的。前者利用已知礦床，后者利用礦床和成因模型。在工作程度較高，數(shù)據(jù)比較豐富的地區(qū)，可采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法；在沒有已知礦床或已知礦床很少的情況下，信息是由遙感和地球物理數(shù)據(jù)推斷而來，模型僅以地學(xué)專家的概念想法存在時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法就不能使用。而只能采用簡(jiǎn)單的分級(jí)和知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，不管是那種方法，其主要目的是定量化的表示相關(guān)的專題關(guān)系，最終對(duì)若干個(gè)專題關(guān)系進(jìn)行集成分析生成一副預(yù)測(cè)圖。多數(shù)GIS為基礎(chǔ)的礦產(chǎn)預(yù)測(cè)集中研究，對(duì)多個(gè)專題關(guān)系進(jìn)行綜合分析。布爾邏輯、代數(shù)方法、貝葉斯、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是幾種常用的方法。

總之，雖然目前一些基于GIS開發(fā)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)還處于試運(yùn)行階段，也存在一些問題，但從它們用于已知礦床所取得的成果看，其預(yù)測(cè)結(jié)果有很高的可信度。因此，GIS在礦產(chǎn)資源的定量和定性評(píng)價(jià)中都有很廣闊的前景。

[1] 王亞民,趙捧未.地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].西安:先電子科技大學(xué)出版社,2006.

[2] 韓密,陳國(guó)旭,董高梅.基于GIS礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)方法 [J].資源開發(fā)與市場(chǎng),2007,23（12）:1096-1099.

[3] 石德強(qiáng),姚燕,張永忠.GIS在礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].資源開發(fā)與市場(chǎng),2008,24.（1）:50-52.