蔣洪明 李雪潔 肖 茜
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（江蘇省地質(zhì)資料館）
摘 要 利用館藏地質(zhì)資料信息對(duì)全省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)更新維護(hù)，是館藏地質(zhì)資料服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的有效途徑之一。為了提高建庫與維護(hù)工作的質(zhì)量、效率以及加強(qiáng)技術(shù)交流，作者對(duì)江蘇礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)應(yīng)用過程中，地質(zhì)資料發(fā)揮的重要作用，以及利用 MAPGIS 技術(shù)采集礦體資源儲(chǔ)量估算范圍、水平投影圖形拐點(diǎn)坐標(biāo)的方法和步驟進(jìn)行了總結(jié)闡述。
關(guān)鍵詞 地質(zhì)資料 MAPGIS 礦產(chǎn)資源 空間數(shù)據(jù)庫
隨著地質(zhì)資料信息化的發(fā)展，對(duì)地質(zhì)資料信息需求也在不斷地提高。儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)與數(shù)據(jù)維護(hù)工作，是我省地質(zhì)資料信息資源管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在促進(jìn)地質(zhì)資料深化利用過程中，地質(zhì)資料為礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)與維護(hù)，提供了重要的基礎(chǔ)信息資源。通過地質(zhì)資料提供的可靠數(shù)據(jù)信息來源，我館以 MAPGIS 技術(shù)為基礎(chǔ)，采用創(chuàng)新方法以及現(xiàn)代化信息系統(tǒng)技術(shù)，使礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)得到了不斷補(bǔ)充、更新與完善，實(shí)現(xiàn)了礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)管理，同時(shí)，也進(jìn)一步加強(qiáng)了地質(zhì)資料信息集群化產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
1 儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)與維護(hù)
隨著信息技術(shù)在國土資源領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展，2003 年 10 月 14 日，國土資源部辦公廳下發(fā)了《關(guān)于建立礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫的通知》（國土資廳發(fā) [2003]324 號(hào)），要求各省國土資源行政主管部門開展礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)與日常維護(hù)工作，帶動(dòng)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、圖形化管理發(fā)展，促進(jìn)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量管理由傳統(tǒng)的“以數(shù)管礦”向“以圖管礦”新模式的轉(zhuǎn)變，增加礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量信息對(duì)探礦權(quán)、采礦權(quán)和礦產(chǎn)資源規(guī)劃等礦政管理工作的支撐力，進(jìn)一步提高礦政管理現(xiàn)代化水平。此項(xiàng)工作的開展，拓展了館藏地質(zhì)資料服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的新途徑。
1.1 礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)
根據(jù)國土資源部下發(fā)的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作技術(shù)要求，礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)，是通過提取地質(zhì)資料信息，進(jìn)行礦區(qū)礦產(chǎn)特征以及資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形拐點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)等相關(guān)信息的采集。
儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建庫的流程為：確定入庫礦產(chǎn)地；收集礦區(qū)資料；礦區(qū)資料預(yù)處理分析，確定作為礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算水平投影的圖件；圈定礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形，量算拐點(diǎn)坐標(biāo)；采集礦區(qū)地質(zhì)特征等相關(guān)信息；坐標(biāo)數(shù)據(jù)與信息采集質(zhì)量檢查與訂正；數(shù)據(jù)錄入；數(shù)據(jù)錄入質(zhì)量檢查與訂正；提供利用。
1.2 礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫維護(hù)
礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫維護(hù)工作就是對(duì)新發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)地，按建庫工作流程，采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)與信息，填加入庫；同時(shí)對(duì)已提供利用的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)行檢查、核實(shí)與更正，從而增強(qiáng)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性、準(zhǔn)確性。
2 礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫維護(hù)現(xiàn)狀
礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)與維護(hù)是一項(xiàng)長期、持續(xù)的工作。在工作應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)存在著以下兩個(gè)方面的問題。
一是礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量數(shù)據(jù)庫中的礦產(chǎn)基本特征信息的數(shù)據(jù)采集，來源于匯交至我館的地質(zhì)資料報(bào)告中的數(shù)據(jù)，但在實(shí)際的工作過程中，仍然有大量的成果地質(zhì)資料報(bào)告并未匯交至我館。
二是在初期建庫階段，礦體資源儲(chǔ)量范圍水平投影圖形拐點(diǎn)坐標(biāo)，采用了人工直接在紙質(zhì)礦區(qū)圖件上丈量、讀取數(shù)據(jù)、填寫數(shù)據(jù)采集表；這一方法的弊端為采集的數(shù)據(jù)精度比較低，而且差錯(cuò)率也較高，大大增加了數(shù)據(jù)錄入及校對(duì)工作的工作量，從而降低了工作效率。
3 MAPGIS 技術(shù)在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)中的輔助作用
針對(duì)儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中存在的問題，我館總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，研究方法，從而采取了相應(yīng)的解決措施。礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)是“以圖管礦”思想的體現(xiàn)，其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形科學(xué)、合理、準(zhǔn)確地圈定，拐點(diǎn)坐標(biāo)精準(zhǔn)地量算。從建庫工作流程和此項(xiàng)工作的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)可以看出，礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形的拐點(diǎn)坐標(biāo)精準(zhǔn)量算工作環(huán)節(jié)，存在探索研究的空間與必要性。
為了提高礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形拐點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集的精度與工作效率，江蘇在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中進(jìn)行了探索研究，引入 GIS 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)、精準(zhǔn)采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)，很大程度上提高了拐點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集精度與工作效率，創(chuàng)建了礦體資源儲(chǔ)量范圍水平投影圖形拐點(diǎn)數(shù)據(jù)采集新方法。
由于礦體是成礦地質(zhì)作用形成的可開發(fā)利用的自然地質(zhì)體，且形態(tài)多樣，千差萬別，其水平投影范圍的平面形狀亦是多樣、各異。因此，人工量算其坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且精度與效率都低。應(yīng)用MAPGIS 軟件的強(qiáng)大功能，可精確、快捷地采集拐點(diǎn)數(shù)據(jù)，并能自動(dòng)生成坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)。具體工作步驟如下。
3.1 MAPGIS 生成標(biāo)準(zhǔn)圖框
打開 MAPGIS 投影變換模塊，利用鍵盤生成矩形圖框，根據(jù)需要填寫上相應(yīng)的參數(shù)。坐標(biāo)系通常填寫“國家坐標(biāo)系”，它的起始代號(hào)根據(jù)原地質(zhì)圖相應(yīng)的帶號(hào)填寫；標(biāo)注選擇為“公里值”；網(wǎng)起始值是公里網(wǎng)從哪點(diǎn)開始，以光柵圖內(nèi)圖廓左下角 X 及 Y 值作為起始公里值，以內(nèi)圖廓右上角 X 及 Y 坐標(biāo)作為終止公里值，單位選擇“公里”。根據(jù)原圖比例尺，填寫網(wǎng)格間距，例如，原圖比例尺為 1∶2000，則網(wǎng)格間距為 0.2，網(wǎng)格線類型選擇“繪制實(shí)線坐標(biāo)線”，通過以上設(shè)置，將生成所需要的標(biāo)準(zhǔn)圖框。
3.2 生成 MSI 影像文件
在 MAPGIS 主界面上，通過圖像處理模塊，打開圖像分析，在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型中選擇要轉(zhuǎn)換的光柵文件的類型（如JPG、TIF、BMP等），選擇需要轉(zhuǎn)換的光柵文件，然后指定轉(zhuǎn)換后的MSI影像文件存放目錄。在影像文件中，選定生成的 MSI 影像文件，打開“鑲嵌融合”功能，選擇“參照點(diǎn) / 線 / 區(qū)文件”。為保證配準(zhǔn)的精度，選取多個(gè)控制點(diǎn)，進(jìn)行配準(zhǔn)，每確定一個(gè)控制點(diǎn)后，影像圖下方控制點(diǎn) ID 就會(huì)依次出現(xiàn)控制點(diǎn)的 X、Y 坐標(biāo)，然后通過校正預(yù)覽，查看校正后的影像是否準(zhǔn)確，影像完成校正后，對(duì)形成的校正影像文件進(jìn)行保存。
3.3 拐點(diǎn)投影及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
在 MAPGIS 中，進(jìn)入實(shí)用服務(wù)模塊，選擇投影變換下級(jí)目錄用戶數(shù)據(jù)點(diǎn)文件投影轉(zhuǎn)換，將已知的坐標(biāo)點(diǎn)文件（TXT 文本文件）導(dǎo)入進(jìn)來。通過“用戶投影參數(shù)”設(shè)置，輸入投影相應(yīng)的參數(shù)，根據(jù)要求，設(shè)置相應(yīng)的文件類型。按要求完成“結(jié)果投影參數(shù)”的設(shè)置。其中，注意比例尺按需要投影的比例尺確定，投影帶類型及序號(hào)應(yīng)根據(jù)坐標(biāo)確定，對(duì)“點(diǎn)圖元參數(shù)”進(jìn)行“子圖號(hào)”的設(shè)定。設(shè)置完成后，將點(diǎn)保存，即形成了礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形拐點(diǎn)（含標(biāo)志點(diǎn)）坐標(biāo)表，見表 1。
新建一個(gè)MAPGIS項(xiàng)目工程，新建一個(gè)點(diǎn)文件，打開點(diǎn)編輯，根據(jù)屬性標(biāo)注釋。然后再新建一個(gè)線文件，將點(diǎn)文件按屬性標(biāo)上的序號(hào)順序，進(jìn)行連接，按住 Ctr 鍵，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，線將自動(dòng)閉合。通過其他文字及圖的編輯功能，形成礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形，見圖 1。至此，礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形拐點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算機(jī)軟件化采集工作完畢。
表 1 礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖形拐點(diǎn)坐標(biāo)表
圖 1 礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影圖
4 地質(zhì)資料在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間庫中的作用
從礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間庫建設(shè)與維護(hù)過程可以看出，礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)核心任務(wù)是采集礦體資源儲(chǔ)量估算范圍水平投影范圍的拐點(diǎn)坐標(biāo)和礦區(qū)地質(zhì)特征等相關(guān)信息進(jìn)行入庫。這兩方面的重點(diǎn)信息均蘊(yùn)藏在礦區(qū)地質(zhì)勘查報(bào)告中。因此，收集到合格的礦區(qū)地質(zhì)勘查報(bào)告是礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的前提條件。館藏的礦區(qū)地質(zhì)勘查報(bào)告均為通過評(píng)審、正式印刷匯交的地質(zhì)報(bào)告；且通過了匯交驗(yàn)收，報(bào)告質(zhì)量與權(quán)威性毋庸置疑，其文字內(nèi)容的齊全性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、圖件的精確性，為礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間庫的建設(shè)提供了數(shù)據(jù)與信息來源與質(zhì)量保障。
5 結(jié)語
利用館藏地質(zhì)資料，通過 GIS 技術(shù)在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)中的創(chuàng)新應(yīng)用，江蘇于 2004 年率先建設(shè)了全省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量數(shù)據(jù)庫，并提供全省礦政管理和基本建設(shè)等領(lǐng)域利用。同時(shí)根據(jù)有關(guān)要求，在已建數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，不斷補(bǔ)充、維護(hù)、完善，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)管理。江蘇地質(zhì)資料館持續(xù)應(yīng)用在實(shí)踐中自己創(chuàng)建的礦體資源儲(chǔ)量范圍水平投影圖形拐點(diǎn)坐標(biāo)采集方法，按年度維護(hù)與實(shí)時(shí)維護(hù)相結(jié)合的方式，開展全省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫維護(hù)工作。截至 2011 年底，全省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量空間數(shù)據(jù)庫中入庫的礦區(qū)達(dá) 499 個(gè)，涉及 616 個(gè)礦產(chǎn)地，較好地維護(hù)了江蘇礦產(chǎn)地信息的現(xiàn)勢性與準(zhǔn)確性，為全省礦業(yè)權(quán)設(shè)置、礦產(chǎn)資源規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目壓礦審批等礦政管理工作提供了有力的支撐服務(wù)。
石油和礦產(chǎn)勘查要求多種數(shù)據(jù)集進(jìn)行綜合分析。過去對(duì)數(shù)據(jù)存檔、檢索及迭加分析通常使用圖件或表格數(shù)據(jù),對(duì)比與綜合要花費(fèi)大量時(shí)間,遙感與GIS技術(shù)則為這些多源勘探數(shù)據(jù)綜合處理提供了現(xiàn)代化手段。
在石油等礦產(chǎn)勘查時(shí),地質(zhì)學(xué)家首先要對(duì)各種地質(zhì)圖件、地球物理和地球化學(xué)數(shù)據(jù)、地震剖面以及遙感圖像等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,以便能清楚地了解各種不同數(shù)據(jù)集之間的關(guān)系。
地質(zhì)數(shù)據(jù)通常也是由點(diǎn)、線、多邊形三種形態(tài)構(gòu)成的。點(diǎn)數(shù)據(jù)以地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)最典型,它與某一特定的取樣點(diǎn)有關(guān);線數(shù)據(jù)可以是一條巖性分界線或一條斷裂;多邊形數(shù)據(jù)如某種巖類的出露范圍。這些數(shù)據(jù),有的采用圖件形式,用顏色表示巖石類型(專題圖),符號(hào)表示地球化學(xué)取樣點(diǎn)位置,用等值線表示磁場測量值。許多地質(zhì)數(shù)據(jù)還以報(bào)告、圖形或?qū)嶒?yàn)室結(jié)果表格等形式提供。在GIS中,這些不同的數(shù)據(jù)集(如地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)、航磁調(diào)查數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、地質(zhì)圖和地形圖以及遙感數(shù)據(jù))經(jīng)過數(shù)字化、編碼、矢量到網(wǎng)格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生連續(xù)或離散的數(shù)據(jù)集,存入建立起目標(biāo)區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫,圖13-1給出了地質(zhì)地表數(shù)據(jù)的輸入,分析和建庫的過程。
在地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中,地質(zhì)數(shù)據(jù)按專題內(nèi)容分層存貯,幾何特征以圖形圖像表達(dá),屬性數(shù)據(jù)則記錄在二維關(guān)系表中,兩者為一對(duì)一或一對(duì)多的關(guān)系。于是,在這個(gè)數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上,勘探工作區(qū)的所有地球物理、地球化學(xué)、巖石學(xué)及輻射場的數(shù)據(jù)都可以納入數(shù)據(jù)庫。一旦工作區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫被建立,地質(zhì)學(xué)家便可以利用已有的專家(概念)模型來指導(dǎo)數(shù)據(jù)分析。例如,在石油勘探中,首先利用石油存貯條件與變量之間已知的物理、化學(xué)和地質(zhì)聯(lián)系來分析數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù),對(duì)直接或間接與這些聯(lián)系有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、生成各種派生數(shù)據(jù)。表13-1顯示某工作區(qū)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)和派生數(shù)據(jù)集。用這些數(shù)據(jù)所提供的信息來選定油氣儲(chǔ)藏有利地區(qū)。
如將重力和航磁數(shù)據(jù)疊合,有助于對(duì)基底形態(tài)的分析。又由于基底形態(tài)對(duì)沉積蓋層構(gòu)造發(fā)育有影響,因而據(jù)重力和航磁的一階、二階導(dǎo)數(shù)可推斷出構(gòu)造的總體特征。又如,基底隆起地區(qū)可能影響蓋層構(gòu)造特征,基底凹陷的地區(qū)沉積厚度較大,可能成為盆地的沉積中心。
圖13-1 地質(zhì)地表數(shù)據(jù)處理、分析及建庫流程圖
背斜構(gòu)造是重要儲(chǔ)油構(gòu)造。是油氣勘探數(shù)據(jù)庫的重要內(nèi)容。構(gòu)造的向下延伸范圍是一個(gè)最有價(jià)值的參數(shù),目前的技術(shù)水平還難以確定。在數(shù)據(jù)庫中,背斜用多邊形表示,并以背斜軸為中心向下延展來定性表達(dá)背斜的地下影響范圍。
斷層對(duì)油氣的生、儲(chǔ)、蓋都很重要。斷層等密度圖與線性體等密度圖是用任一網(wǎng)格單元范圍內(nèi)斷層/線性體出現(xiàn)的頻數(shù)來定義的。用鄰域分析法計(jì)的研究區(qū)內(nèi)圍繞每一象元的5×5象元陣列中斷層出現(xiàn)的次數(shù)。結(jié)果圖顯示出斷層/線性體密度。將斷層等密度和線性體等密度圖進(jìn)行疊加,合成出一幅描述斷裂密度的新圖。對(duì)蓋層斷裂密度高值地區(qū)進(jìn)行分析,判明它對(duì)區(qū)域油氣運(yùn)移和儲(chǔ)集的具體作用。
表13-2給出某研究區(qū)域模型及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重,系統(tǒng)據(jù)此運(yùn)行后生成一個(gè)新圖像。圖像的像元值等于各輸入的權(quán)值求和,將它們進(jìn)一步分段,便可以表達(dá)工作區(qū)中油氣產(chǎn)出有利性的不同級(jí)別,最后圈出高概率產(chǎn)油區(qū)。
這種技術(shù)方法同樣適用于其它礦產(chǎn)勘查、區(qū)域成礦預(yù)測,工程地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估與預(yù)測等。
GIS技術(shù)的引入可能極大改變地質(zhì)學(xué)家的工作模式,使地學(xué)工作者面臨的對(duì)多源地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集、配準(zhǔn)、存儲(chǔ)、分析、綜合與檢索工作,變得形象直觀、靈活多樣、快速準(zhǔn)確,使各種地學(xué)模型的生成和發(fā)展,在技術(shù)上有了主要的支撐系統(tǒng)。
表13-1 原始和派生地質(zhì)數(shù)據(jù)
表13-2 模型的輸入與數(shù)字加權(quán)
黃旭釗
（地礦部航空物探遙感中心，北京 100083）
地理信息系統(tǒng)（geographic information system；簡稱GIS）始于50年代；70年代以后，由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，促使GIS朝實(shí)用方面迅速發(fā)展，一些發(fā)達(dá)國家先后建立了許多專業(yè)性的地理信息系統(tǒng)；80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用階段；進(jìn)入90年代，隨著數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS逐步深入到各行各業(yè)。中國地理信息系統(tǒng)起步較晚，但發(fā)展很快。在地質(zhì)科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，科學(xué)家們創(chuàng)造了多種認(rèn)識(shí)地質(zhì)現(xiàn)象的方法和手段，如地質(zhì)、物探、化探和遙感等。利用GIS技術(shù)，探討這些信息資源的“開發(fā)利用”方法，使其發(fā)揮更大的作用，是本文的根本目的。
GIS是一種對(duì)空間信息以數(shù)字形式進(jìn)行采集、編輯、處理、存儲(chǔ)、組織、模擬、分析并表示的計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和應(yīng)用四大分量組成，其任務(wù)則包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表示四個(gè)方面。它具有如下兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是它不僅可以像傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)那樣管理數(shù)字和屬性信息，而且可以管理圖形信息；二是它可以利用各種空間分析的方法對(duì)多種不同的信息進(jìn)行綜合分析，解決空間實(shí)體之間的相互關(guān)系，對(duì)礦產(chǎn)預(yù)測水平的提高，起著積極的作用。
一、軟件介紹
在GIS引進(jìn)推廣過程中，將MapInfo作為平臺(tái)，開發(fā)一套功能較強(qiáng)、適于應(yīng)用目的的中小型GIS軟件，是行之有效的。它的主要功能如下（圖1）。
圖1 該系統(tǒng)的主要功能
（一）強(qiáng)大的地圖輸入、編輯能力
MapInfo對(duì)地圖的輸入提供三種輸入方式。
①可以通過數(shù)字化儀進(jìn)行地圖的輸入。
②支持光柵圖像的輸入，其格式可以是：BMP,GIF,JPEG,PCX,SPOT（衛(wèi)星航空照片位圖）、TGA,TIFF為后綴的圖形格式。光柵圖像輸入后，用戶可以用MapInfo提供的強(qiáng)大的作圖工具在其上作圖、編輯，然后存成單獨(dú)的矢量地圖層，也可以把光柵圖像作為底圖顯示。
③MapInfo支持標(biāo)準(zhǔn)的DXF文件的輸入。
（二）地圖與屬性管理
MapInfo以表的形式組織文本或圖形信息。每個(gè)表都有兩個(gè)文件：①文件名.tab，該文件描述表的結(jié)構(gòu)；②文件名.dat或文件名.wks,.dbt,.xls，這些文件包含表數(shù)據(jù)；對(duì)柵格表相應(yīng)的擴(kuò)展名是tif、gif或bmp。如果表里已經(jīng)含有圖形目標(biāo)還將有兩個(gè)相關(guān)文件，文件名.map和文件名.id，前者描述圖形目標(biāo)，后者是連接屬性數(shù)據(jù)和圖形目標(biāo)的交叉參考文件。這樣，就可以在MapInfo內(nèi)生成數(shù)據(jù)庫文件。
MapInfo采用層的概念組織、管理數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)自己對(duì)圖幅及相關(guān)內(nèi)容的理解，出于自身的實(shí)際需要，將某一特定的地理單元?jiǎng)澐殖刹煌膶?，以滿足單層或多層疊加瀏覽地理單元的需要。
（三）查詢統(tǒng)計(jì)與空間分析
查詢包括空間查詢和屬性查詢兩種方式?？臻g查詢是根據(jù)圖形目標(biāo)查找對(duì)應(yīng)的專業(yè)屬性，屬性查詢則根據(jù)專業(yè)屬性字段構(gòu)成的數(shù)據(jù)表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，查找對(duì)應(yīng)的空間實(shí)體。該功能能夠?qū)崿F(xiàn)按單一數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢到按多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行復(fù)雜的SQL查詢，使我們能夠從大量的數(shù)據(jù)中，迅速得到分析所需要的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。
使用GIS很重要的原因之一是要對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行空間分析。MapInfo中的空間分析主要包括緩沖區(qū)分析和疊置分析。緩沖區(qū)分析是地圖窗口中一個(gè)圍繞線目標(biāo)、區(qū)域或點(diǎn)等其它目標(biāo)的區(qū)域，可以用設(shè)置緩沖區(qū)半徑的方法控制緩沖區(qū)的大小。創(chuàng)建完緩沖區(qū)，就能夠在緩沖區(qū)內(nèi)尋找目標(biāo)。疊加分析是將兩個(gè)不同層內(nèi)的多邊形疊加合并的一種空間操作。該操作生成第三層，從而可對(duì)交叉區(qū)域進(jìn)行分析，在MapInfo中該功能需要進(jìn)一步擴(kuò)充和完善。僅僅這些空間分析，不能滿足成礦預(yù)測的要求，因此將傳統(tǒng)的成礦預(yù)測方法納入到GIS中是核心任務(wù)。目前常見的建模統(tǒng)計(jì)方法有信息量計(jì)算法、貝葉斯概率統(tǒng)計(jì)及特征向量法等。它們的基本思路是由已知典型礦床總結(jié)的礦床地質(zhì)標(biāo)志、地球物理標(biāo)志、地球化學(xué)標(biāo)志和遙感影像標(biāo)志構(gòu)成綜合標(biāo)志系列；然后，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在選定的成礦帶中建立找礦模型，再結(jié)合GIS的圖形分析功能，最終形成礦產(chǎn)預(yù)測圖。
（四）輸出形式
Maplnfo是基于Windows操作系統(tǒng)上的，凡是Windows支持的外設(shè)它都自然支持。
二、地質(zhì)與地球物理、地球化學(xué)概況
研究區(qū)位于四川、陜西、甘肅三省交界地帶，出露地層有元古界、古生界、中生界及新生界。其中寒武—奧陶系太陽頂群、泥盆系下吾那組、三疊系是微細(xì)浸染型金礦的重要賦礦層位。
該區(qū)大地構(gòu)造位置屬秦嶺褶皺系西段、松潘甘孜褶皺系的一部分。斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，瑪曲—略陽大斷裂帶、尕?！矍煽h大斷裂帶、瑪曲—文縣—勉縣大斷裂帶均由數(shù)條與走向基本平行的主干斷層組成，為多期多次活動(dòng)的大斷裂帶，亦是重要的控礦斷裂[1]（圖2）
圖2 構(gòu)造分區(qū)
Ⅰ—西秦嶺加里東褶皺帶；Ⅱ—西秦嶺華力西褶皺帶；Ⅲ—西秦嶺印支褶皺帶；Ⅳ—松潘甘孜褶皺系；Ⅴ—揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)
巖漿活動(dòng)與內(nèi)生金屬礦關(guān)系密切。在本區(qū)，大中型金礦床在空間分布上常常與巖體有關(guān)，與基巖有關(guān)的金礦床多分布于巖體的外接觸帶上。
由于該區(qū)航磁數(shù)據(jù)和重力數(shù)據(jù)比例尺較小，因此有些局部異常反映不明顯。但該資料對(duì)區(qū)域構(gòu)造輪廓、主要斷裂構(gòu)造反映比較清晰。
研究區(qū)內(nèi)水系沉積物資料表明：①共生元素組合Au—As—Sb-Hg及Au—As—Sb或Au—As—Hg主要和微細(xì)粒金礦生成有關(guān)。②在金的高背景或低背景上的Au、As、Sb、Hg濃集中心有利于形成微細(xì)浸染型金礦。③較好的金礦化區(qū)，化探異常濃集中心面積并不大，背景不高，濃集中心突出，重合性好。
三、基于GIS的成礦預(yù)測方法
（一）多元地學(xué)數(shù)據(jù)的建立與管理
此次研究共收集了五種來源的地學(xué)數(shù)據(jù)，它們是地層及構(gòu)造數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)數(shù)據(jù)、航磁數(shù)據(jù)、重力數(shù)據(jù)、化探數(shù)據(jù)。處理流程如圖3所示。
圖3 處理流程
將以上這些圖件通過掃描儀輸入到計(jì)算機(jī)中，形成.tif柵格影像文件。經(jīng)過配準(zhǔn)（一般選擇四個(gè)控制點(diǎn)）形成.tab文件，便可作為柵格影像圖顯示出來。地質(zhì)影像圖、航磁平面等值線影像圖、礦床分布影像圖通過屏幕跟蹤實(shí)現(xiàn)矢量化，同時(shí)亦形成.tab文件，一個(gè).tab文件由一個(gè)圖層組成，代表一種專題信息。航磁剖面平面影像圖、布格重力異常影像圖、水系沉積物元素異常影像圖未經(jīng)全部矢量化，只在典型礦床上及其周圍做矢量化處理。根據(jù)航磁異常和重力異常的基本特征，圈出五條隱伏大斷裂及28處隱伏中酸性巖體。參考地質(zhì)資料，形成斷裂及巖體分布圖。經(jīng)過矢量化后的圖層，可隨時(shí)進(jìn)行編輯，并可創(chuàng)建相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫。
（二）查詢統(tǒng)計(jì)
根據(jù)地層分布圖，通過條件查詢功能檢索賦礦地層：下古生界（Pzl）、上古生界（Pz2）及三疊系（T）（圖4）。從圖中我們可以看到礦床（點(diǎn)）在各地層中的分布情況，還可以進(jìn)一步作統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表1。
（三）空間分析與成礦遠(yuǎn)景預(yù)測
1.斷裂與礦床（點(diǎn)）相關(guān)性分析
圖4 賦礦地層
表1 賦礦地層與礦床（點(diǎn)）統(tǒng)計(jì)
該區(qū)礦床與斷裂關(guān)系甚為密切，因此，研究礦床到線性構(gòu)造的“距離”是十分重要的。為了確定礦床與斷裂構(gòu)造的相關(guān)性，在控礦斷裂周圍每隔2km設(shè)置一個(gè)通道，共設(shè)置八個(gè)通道。設(shè)置通道的辦法是用緩沖區(qū)功能來實(shí)現(xiàn)的，對(duì)微細(xì)浸染型金礦而言，分析結(jié)果見表2。從表中可以看出，在距斷裂16km的范圍內(nèi)，集中了71.2%的礦床（點(diǎn)），其中包括了全部的大、中型礦床和77.8%的小型礦床。表中還給出了不同距離區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)礦產(chǎn)地的頻數(shù)（%）。上述分析結(jié)果為確定斷裂影響帶寬度提供了客觀依據(jù)。為此，我們以16km為緩沖區(qū)半徑，做出該類型金礦的斷裂影響帶，這是尋找該類型金礦的有利地帶。應(yīng)該指出，我們選擇的斷裂帶都是規(guī)模較大的斷裂帶，本身都由數(shù)條主干斷層組成，具有較寬的斷裂破碎帶，當(dāng)我們用線表示它們時(shí)，只反映了它們的中心位置，所以我們做出的斷裂影響帶的寬度較寬（圖5）。
表2 斷裂與礦床（點(diǎn)）“距離”統(tǒng)計(jì)
圖5 斷裂與巖體緩沖區(qū)
2.中酸性巖體與礦化的關(guān)系
已知資料表明，巖漿活動(dòng)與內(nèi)生金屬礦床關(guān)系密切。它不僅對(duì)溶液起加熱和驅(qū)動(dòng)作用，而且可能在成礦作用中帶來某些組分。該區(qū)與巖體有關(guān)的金屬礦屬中低溫?zé)嵋盒徒鸬V，多分布于巖體外接觸帶附近，一般在距巖體5km的范圍內(nèi)。因此以5km為半徑作緩沖區(qū)（圖5），這亦是成礦的有利地帶。
3.根據(jù)水系沉積物異常圈定成礦有利區(qū)
根據(jù)1:20萬水系沉積物異常，將具有Au元素異常濃集中心，或者具有Au元素異常濃集中心、同時(shí)伴生As、Sb、Hg或伴生As、Sb或伴生As、Hg元素異常，重合性好的區(qū)域確定為有利成礦區(qū)；將具有Au元素異常，但濃集中心不明顯，伴生As或Sb元素異常的區(qū)域確定為較有利的成礦區(qū)。
4.疊加分析
（1）斷裂影響帶與巖體影響帶作相加運(yùn)算
斷裂影響帶和巖體影響帶都是形成金礦的有利地帶，為此將斷裂緩沖區(qū)與巖體緩沖區(qū)疊加并取其和，形成斷裂與巖體影響帶疊加圖。
（2）賦礦地層與上述斷裂與巖體疊加影響帶作相交運(yùn)算
賦礦地層是形成金礦的必要條件，斷裂與巖體影響帶，只有在賦礦地層中才是金礦成礦的有利地段。因此將賦礦地層圖與斷裂與巖體影響帶疊加圖再進(jìn)行疊加，取相交部分。
（3）將上述結(jié)果與根據(jù)化探得到的有利成礦區(qū)作相交運(yùn)算
為了更有效、更準(zhǔn)確地得到成礦遠(yuǎn)景區(qū)，我們將上述成礦遠(yuǎn)景區(qū)與根據(jù)化探得到的有利成礦區(qū)作相交運(yùn)算，從而得到如圖6所示的遠(yuǎn)景區(qū)。一級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)即賦礦地層、斷裂影響帶（或巖體影響帶）、化探異常疊加的交集，其中有已知大中小型礦床分布。此次共圈定25處一級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)，其中九處區(qū)域與已知礦床（點(diǎn)）完全吻合；六處區(qū)域包含已知礦床（點(diǎn)），但范圍要大得多；九處區(qū)域是新圈出的區(qū)域。二級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)即賦礦地層與斷裂影響帶（或巖體影響帶）疊加的交集；或者滿足地層及地球化學(xué)找礦標(biāo)志，但不處于構(gòu)造有利部位；部分已知中小型礦床落在該區(qū)域內(nèi)。三級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)即賦礦地層與斷裂影響帶（或巖體影響帶）疊加的交集，該區(qū)域內(nèi)沒有已知的礦床（點(diǎn)）分布。
圖6 成礦遠(yuǎn)景區(qū)
應(yīng)該指出的是，上面的例子各種信息量是以等權(quán)來對(duì)待的，若首先應(yīng)用上文提到的數(shù)學(xué)模型確定權(quán)重，再做疊加運(yùn)算，預(yù)測效果將會(huì)更加準(zhǔn)確。
四、結(jié)論
通過使用GIS，我們有如下幾點(diǎn)體會(huì)。
①它改變了傳統(tǒng)的手工操作模式，可以很方便地將所需要的信息疊合，并且同時(shí)輸出。
②數(shù)據(jù)庫具有永久性，可以重復(fù)利用，為以后更新數(shù)據(jù)提供方便，從而減少了重復(fù)勞動(dòng)。
③空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合查詢，使我們能夠從大量的信息中迅速提取分析所需要的信息。
④MapInfo通過點(diǎn)、線和多邊形把數(shù)據(jù)和地圖連接在一起，單擊地圖上的任意對(duì)象，便可以同時(shí)看到多個(gè)與該對(duì)象相關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)。這樣可以幫助我們分析數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)
李文元，等.秦嶺西部微細(xì)浸染金礦成礦條件.中國金礦主要類型找礦方向與找礦方法文集（第二輯），北京：地質(zhì)出版社，1994
A STUDY OF METALLOGENIC PROGNOSTIC TECHNIQUE BASED ON GIS
Huang Xuzhao
（Aerogeophysical Survey and Remote—Sensing Center,Beijing 100083）
Abstract
The geophysical information system（GIS）has greatly raised the multi-purpose utilization level of spatial data for metallogenic prognosis.Its importance is that it plays the role of a bridge which links the traditional manual superimposition technique with the mathematic technique of spatial analysis,thus avoiding many artificial factors imposed on metal-logenic prognosis.Based on evaluation of metallogenic conditions and integrated prognosis for mineral resources in Sichuan-Shaanxi-Gansu triangular area,this paper discusses the application of GIS technique to metallogenic prognosis.
袁中智
（重慶市國土資源和房地產(chǎn)信息中心，重慶，400015）
摘要：GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的數(shù)據(jù)采集、定位、導(dǎo)航、勘測等工作，隨“金土工程”的實(shí)施，為構(gòu)建“天上看地上查網(wǎng)上管”的管理新體系，GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用將出現(xiàn)新的高潮。為此，本文在探討GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用基礎(chǔ)上，分析了應(yīng)用中存在的問題，展望GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：GPS；礦產(chǎn)資源；應(yīng)用；綜述
GPS廣泛應(yīng)用于土地變更調(diào)查、資源清查、滑坡變形監(jiān)測、大型構(gòu)筑物位移實(shí)時(shí)監(jiān)測、地面沉陷監(jiān)測、房地產(chǎn)測量，以及所有在室外進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集、定位、導(dǎo)航、勘測等工作。由于礦產(chǎn)資源勘查、礦區(qū)范圍的劃定、礦體規(guī)模的測定等都需要進(jìn)行定點(diǎn)測量，所以可以使用GPS技術(shù)提高作業(yè)效率。中國地質(zhì)調(diào)查局制定的《戰(zhàn)略性礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查技術(shù)要求》中也明確要求，在進(jìn)行礦產(chǎn)地質(zhì)填圖、勘查、礦產(chǎn)檢查時(shí)，應(yīng)使用GPS進(jìn)行定點(diǎn)、定位和測量等。
2006年4月5日，國土資源部建部以來第一次科技大會(huì)在京召開，大會(huì)將發(fā)展資源調(diào)查、監(jiān)測技術(shù)和實(shí)施“金土工程”等作為重要任務(wù)進(jìn)行了部署，這將掀起一場GPS技術(shù)在國土資源管理中廣泛應(yīng)用的高潮。由此，本文將探討GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用情況、存在問題以及應(yīng)用前景。
1 GPS 技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用
1.1 鉆孔定位
將GPS技術(shù)應(yīng)用于鉆機(jī)鉆孔定位，遠(yuǎn)優(yōu)于操作人員的肉眼控制。即通過安裝GPS和相關(guān)軟件用于鉆孔導(dǎo)向，隨時(shí)了解鉆孔位置和鉆進(jìn)情況。GPS用于鉆孔定位可以減少現(xiàn)場測量工作，為提出更好的爆破設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件，使炮孔布置精度更高、時(shí)間更短；可直接向裝藥車提供鉆孔數(shù)據(jù)；同時(shí)還可以避免超鉆和欠鉆。
1.2 車輛設(shè)備監(jiān)控調(diào)度
對(duì)大型采礦場，需隨時(shí)了解卡車、電鏟等設(shè)備的位置、狀態(tài)信息，以便進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度，使用傳統(tǒng)的人工調(diào)度方法，調(diào)度員難以動(dòng)態(tài)了解場內(nèi)所有車鏟的位置和狀態(tài)，很難做出最優(yōu)調(diào)度，所以調(diào)度指揮較為粗放，導(dǎo)致大型采運(yùn)設(shè)備的效率難以充分發(fā)揮，生產(chǎn)潛力難以挖掘。使用GPS可以隨時(shí)精確測定鏟車標(biāo)高，以便工作人員立即發(fā)現(xiàn)鏟車是否在正確的位置作業(yè)。
在礦區(qū)，汽車安裝GPS后，管理人員可以隨時(shí)了解車輛在全礦區(qū)的運(yùn)行路線，查看車輛卸載位置是否正確，了解車速，進(jìn)行汽車調(diào)度。建立基于GPS/GIS技術(shù)的智能運(yùn)輸系統(tǒng)，可以在開采量一定的條件下，使用最少的卡車和電鏟，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度，大大提高開采作業(yè)效率。系統(tǒng)可通過安裝在卡車、電鏟等工具上的車載終端（GPS接收設(shè)備、通信控制設(shè)備等），廣泛收集各種數(shù)據(jù)，然后通過無線通信，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至中央計(jì)算機(jī)，由中央計(jì)算機(jī)根據(jù)礦山數(shù)據(jù)（作業(yè)計(jì)劃、道路網(wǎng)）進(jìn)行快速運(yùn)算，解算出調(diào)度方案，同時(shí)將調(diào)度指令發(fā)送給裝運(yùn)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度。
1.3 地表礦料堆體的測算
礦料、燃料是大型冶金、礦山等企業(yè)的重要資產(chǎn)，對(duì)這類資產(chǎn)的評(píng)估需進(jìn)行體積和重量的測算，由于礦料、燃料一般分布廣散（幾km2 到幾十km2），不僅形狀復(fù)雜，而且瞬時(shí)進(jìn)出變化大，給資產(chǎn)評(píng)估帶來很大難度。國內(nèi)外測算體積主要用航空攝影測量、地面立體測量以及門式裝置的激光掃描等，但由于這些方法，或者設(shè)備昂貴、測量條件要求高，或者精度不能滿足要求，測量周期長等條件限制，使得這些方法的推廣應(yīng)用受到一定限制。雖然電子全站儀同計(jì)算機(jī)相結(jié)合的空間三維快速測算方法具有準(zhǔn)確、快速、靈活等特點(diǎn)，但需要投入的人力、物力較多，所需時(shí)間較長。
GPS－RTK技術(shù)是用來確定待測點(diǎn)三維空間坐標(biāo)的一種方法，進(jìn)行GPS－RTK測量，至少需要一臺(tái)基準(zhǔn)站和一臺(tái)流動(dòng)站，流動(dòng)站通過接收基準(zhǔn)站發(fā)送過來的改正參數(shù)和直接的衛(wèi)星信號(hào)，可以快速確定測點(diǎn)位置，實(shí)踐證明，將GPS－RTK技術(shù)應(yīng)用于地上礦產(chǎn)資源測算，具有準(zhǔn)確、靈活、快速、省錢、省時(shí)、省力等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)GPS－RTK技術(shù)同地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)結(jié)合，還可以有效測算淺層地下礦藏儲(chǔ)量。
1.4 礦山環(huán)境監(jiān)測
礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)過程中常產(chǎn)生環(huán)境問題，如廢棄的物質(zhì)和能量會(huì)造成水土污染、空氣污染（粉塵和有毒有害氣體污染）、噪音污染、光污染、輻射污染等環(huán)境危害；壓占、破壞土地資源、水資源、森林草地等自然環(huán)境資源；造成水土流失、土壤侵蝕、土地沙化、地質(zhì)景觀破壞等地質(zhì)環(huán)境破壞；誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、地面開裂、地面沉降、地面塌陷、河堤潰決、海水入侵等地質(zhì)災(zāi)害。隨采礦業(yè)的發(fā)展，采礦對(duì)環(huán)境污染日益嚴(yán)重，對(duì)大型礦區(qū)來說，不僅需要對(duì)環(huán)境進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，而且要求有效管理和迅速處理各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。而GPS與GIS結(jié)合構(gòu)成環(huán)境監(jiān)測與分析系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的時(shí)時(shí)監(jiān)測與處理。將各種環(huán)境傳感器（如瞬時(shí)光譜儀、紅外輻射儀、溫度計(jì)、酸堿度測定儀、噪聲儀等）與GPS接收機(jī)構(gòu)成一起，傳感器采集的數(shù)據(jù)與GPS數(shù)據(jù)一起輸入到數(shù)據(jù)庫中，使用GIS對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和分析。這不僅便于監(jiān)測數(shù)據(jù)的組織管理，圖形的直觀、形象表達(dá)，而且便于對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，了解其影響范圍、發(fā)展規(guī)律，為進(jìn)一步預(yù)測災(zāi)害，防災(zāi)減災(zāi)提供決策依據(jù)。
1.5 物、化探勘查
地球化學(xué)勘查中需要進(jìn)行土壤地球化學(xué)測量的測網(wǎng)布設(shè)、水系沉積物中的采樣點(diǎn)定位，以及巖石測量的定位等。常規(guī)的測網(wǎng)布設(shè)方法是，先由測量人員做好控制和基線，然后用羅盤儀和測繩布設(shè)測網(wǎng)，而水系沉積物和巖石測量的定位常根據(jù)地形圖和標(biāo)志物進(jìn)行定位。常規(guī)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且工作難度較大，若使用GPS技術(shù)進(jìn)行測量，可以繞開控制測量環(huán)節(jié)，在節(jié)省測量時(shí)間的同時(shí)，降低了施測條件的要求，減輕了工作強(qiáng)度。同樣，對(duì)于區(qū)域物探調(diào)查中的重力測量，傳統(tǒng)的重力點(diǎn)點(diǎn)位高程測量使用氣壓測高和航片刺點(diǎn)的方法，不僅操作復(fù)雜，而且內(nèi)業(yè)工作量較大，精度較低。使用GPS技術(shù)不僅能提高測點(diǎn)點(diǎn)位精度，降低工作強(qiáng)度，而且可以解決在通視條件較差的條件下目測定點(diǎn)困難的問題。
1.6 形變監(jiān)測
礦區(qū)開采，難免使開采區(qū)發(fā)生地表移動(dòng)與變形，如建筑物、構(gòu)筑物的位移、傾斜、沉降，以及礦區(qū)的整體下沉等，因此對(duì)礦區(qū)進(jìn)行變形監(jiān)測十分必要。常規(guī)的監(jiān)測技術(shù)是應(yīng)用水準(zhǔn)測量的方法監(jiān)測地基的沉降；應(yīng)用三角測量的方法監(jiān)測地基的位移和整體傾斜。由于被監(jiān)測物體通常幾何尺寸較大，監(jiān)測環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測技術(shù)要求高，因此應(yīng)用常規(guī)技術(shù)監(jiān)測，不僅時(shí)間長、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且自動(dòng)化程度低。GPS技術(shù)以其在連續(xù)性、實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在變形監(jiān)測中發(fā)揮著傳統(tǒng)測量無法比擬的重要作用。
礦區(qū)GPS變形監(jiān)測主要有兩種方法，一是定期在監(jiān)測點(diǎn)安置GPS接收機(jī)進(jìn)行變形監(jiān)測，并分期進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)多期監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行變形分析。二是應(yīng)用GPS實(shí)時(shí)監(jiān)測，即在變形監(jiān)測點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，全天候進(jìn)行GPS監(jiān)測，也可根據(jù)實(shí)際情況，每天施測幾個(gè)時(shí)段，并直接將觀測數(shù)據(jù)傳入GPS解算軟件，解算出基線變化量與三維坐標(biāo)變化量。實(shí)踐表明，GPS實(shí)時(shí)測量，能夠監(jiān)測出地表的非線性變形，并準(zhǔn)確建立地表移動(dòng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)模型。
1.7 礦區(qū)范圍劃定
在礦產(chǎn)資源管理中，常需要礦區(qū)范圍劃定，為了防止礦界糾紛，需要準(zhǔn)確測定礦區(qū)拐點(diǎn)坐標(biāo)，由于礦區(qū)大多地處偏僻，地形條件復(fù)雜，使用傳統(tǒng)的測量方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而使用GPS技術(shù)進(jìn)行測量能減少大量人力，提高工作效率。一般來說，GPS 單點(diǎn)定位在30m～100m，雖然工作簡單易行，但其定位精度太低，不能滿足定位需求；GPS靜態(tài)測量雖然精度較高，但尋找已知控制點(diǎn)較難。相對(duì)而言，使用手持式GPS測量系統(tǒng)更便于野外作業(yè)，而且具有觀測時(shí)間短、精度高、無需通視等特點(diǎn)。
手持式測量包括基準(zhǔn)站系統(tǒng)和移動(dòng)系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)站系統(tǒng)一般設(shè)置在辦公地，天線置于屋頂，移動(dòng)系統(tǒng)則隨待測點(diǎn)移動(dòng)，其基本原理是基準(zhǔn)站系統(tǒng)與移動(dòng)系統(tǒng)同步觀測GPS衛(wèi)星載波相位信號(hào)，利用差分定位原理消除電離層、對(duì)流層等帶來的誤差，提高測量精度，通過隨機(jī)軟件進(jìn)行基線解算和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)解算，求出待測點(diǎn)的坐標(biāo)。實(shí)踐證明，手持式GPS測量系統(tǒng)的定位精度在30km范圍內(nèi)可達(dá)0.5m，完全滿足礦區(qū)定界的要求。
1.8 礦區(qū)控制網(wǎng)建立
礦區(qū)控制網(wǎng)是礦區(qū)測繪、勘探、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)。運(yùn)用GPS技術(shù)布設(shè)礦區(qū)控制網(wǎng)，不僅精度高，而且點(diǎn)位精度分布均勻；GPS控制網(wǎng)基本不受邊長的限制，邊長可以相差較大，較常規(guī)的三角網(wǎng)方便靈活，且點(diǎn)間無需通視。經(jīng)研究表明，采用GPS技術(shù)建立平面控制網(wǎng)，所需作業(yè)人員僅為同級(jí)常規(guī)測量控制網(wǎng)的40%，所需作業(yè)時(shí)間為21%，所需作業(yè)經(jīng)費(fèi)為35%。
1.9 水文地質(zhì)調(diào)查
在礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中，需要確定每個(gè)調(diào)查點(diǎn)的位置，利用羅盤及地形地物定點(diǎn)效果較差，應(yīng)用手持GPS進(jìn)行測量定點(diǎn)，可以大大提高點(diǎn)位精度。實(shí)踐表明，利用手持GPS接收機(jī)進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查工作，其單點(diǎn)定位精度能控制在5m以內(nèi)，完全滿足工作需要，較好地解決了不同地形及艱險(xiǎn)條件下地質(zhì)填圖中點(diǎn)位精度問題。
1.10 地質(zhì)測繪
地質(zhì)勘查中需要進(jìn)行地質(zhì)填圖測量、物探測量、化探測量、地質(zhì)工程測量等，傳統(tǒng)的測量設(shè)備主要使用全站儀、羅盤、測繩等，測繪人員工作強(qiáng)度較大，工作效率較低。GPS的應(yīng)用大大提高了測繪效率，特別是手持GPS與成圖軟件的配合，不僅可以方便地從接收機(jī)中下載野外采集的數(shù)據(jù)，而且可以將GIS數(shù)據(jù)導(dǎo)入到接收機(jī)中，便于野外工作。
此外，GPS技術(shù)還應(yīng)用于礦井貫通、礦山風(fēng)井位置確定等。
2 GPS 技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)應(yīng)用中存在問題及應(yīng)用前景
2.1 存在問題
（1）盡管GPS有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，但由于經(jīng)費(fèi)、技術(shù)水平，以及思想認(rèn)識(shí)等原因，在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中未得到廣泛深入應(yīng)用，應(yīng)用成熟度低。
（2）由于建立GPS臺(tái)站網(wǎng)投入大，維護(hù)費(fèi)用高，我國利用臺(tái)站網(wǎng)的技術(shù)也不成熟，礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中仍主要使用RTK技術(shù)進(jìn)行測量作業(yè)，這就需要在測區(qū)附近建立控制點(diǎn)，架設(shè)參考站，給實(shí)際工作帶來不便，而且精度分布不均。
（3）由于礦產(chǎn)資源的勘查開發(fā)工作場所主要在野外，地形和樹木的遮擋常影響GPS的收訊，也使GPS技術(shù)難以在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)得到廣泛應(yīng)用。
（4）目前雖然GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，然而各應(yīng)用系統(tǒng)還處于各自為政、零打碎敲的散亂狀態(tài)，沒有統(tǒng)一的平臺(tái)支持，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
（5）由于基礎(chǔ)地理信息建設(shè)滯后，也未形成良好的使用更新機(jī)制，加上部門間、地區(qū)間對(duì)電子地圖的控制，嚴(yán)重影響GPS的廣泛深入應(yīng)用。
2.2 應(yīng)用前景
（1）隨金土工程的實(shí)施、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的逐步建立、基礎(chǔ)地理信息的建設(shè)，以及“3S”技術(shù)的集成應(yīng)用，將為GPS技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造良好的應(yīng)用環(huán)境。
（2） GPS臺(tái)站網(wǎng)作為獲取空間信息的基礎(chǔ)設(shè)施，具有廣泛的應(yīng)用前景，國內(nèi)一些主要城市已相繼建立了GPS臺(tái)站網(wǎng)，各地GPS臺(tái)站網(wǎng)的建立將進(jìn)一步促進(jìn)GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用。
（3）隨GPS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，體積越來越小，重量越來越輕，價(jià)格越來越便宜，以及數(shù)據(jù)后處理軟件的開發(fā)利用，GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)不斷拓寬和發(fā)展。
（4）利用GSM和CDMA數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)具有覆蓋范圍廣，系統(tǒng)可靠性高、控制中心建站方便等優(yōu)點(diǎn)，GPS與GSM和CDMA的結(jié)合將成為礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中應(yīng)用的新亮點(diǎn)。
（5）多元定位系統(tǒng)的發(fā)展，GPS與GLONASS組合定位技術(shù)的研究與應(yīng)用，將逐步解決GPS在復(fù)雜條件下（如山地、森林）接收信號(hào)較差的問題，提高定位精度和可靠性，推進(jìn)GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用。
（6）到2008年，伽利略系統(tǒng)的即將運(yùn)行，其民用精度可達(dá)1m，在不通過差分處理的情況下即可滿足大部分定位、導(dǎo)航需求，而且費(fèi)用便宜，使用可靠，這將使定位技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中得到更大范圍的普及。
隨“金土工程”的實(shí)施，GPS技術(shù)將在國土資源監(jiān)管中發(fā)揮越來越重要的作用，盡管GPS技術(shù)在目前應(yīng)用中存在這樣或那樣的問題，但以其本身的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢，必將在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。
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重慶分公司
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