地理信息系统(GIS)在地质勘查找矿中的应用
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摘要：地质勘查找矿工作需要准确定位、科学分析、合理规划才能实现理想的经济效益和生态效益，因此地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)应运而生，被广泛地应用到地质找矿工作中。GIS在成矿规律和成矿预测工作中具有极强的优势与功能，并且可以储存大量勘查项目的信息、数据、成果等资料，为地质勘查工作提供了极大的方便。
关键词： GIS；地质勘查；找矿；预测
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：
地质勘查找矿工作离不开全面的空间信息的支持，因此，需要建立在完善的设计、准确的数据结果和客观的评价之上，而地理信息系统恰恰为其提供了可能。地理信息系统侧重于对各种空间信息的采集、管理和分析，并利用自身强大的数据查询、空间分析能力，为地质勘查、设计、施工提供有效的信息支持。本文将从GIS具有的优势、特点及具体应用进行分析探讨。
地理信息系统（GIS）在地质勘查找矿工作中的优势
在地质学、气象学等自然资源与环境学科中，需要大量准确的空间数字进行模拟、分析、统计，例如地震数据处理、遥感数据处理、重磁数据处理、地球化学数据处理等。GIS的出现，其强大的数据采集、分析、管理功能，为解决环境及资源问题提供了一条康庄大道。在具体的地质勘查找矿工作中，具有以下的优势与特点：
强大的数据信息采集与处理能力
GIS简单而言，是一种处理数据输入/出、图件产品的计算机软、硬件系统，它集采集、存储、管理、检索和综合分析各种地理空间信息为一体，涵盖了计算机的各种应用程序和各种地学信息数据，并且还可以有效地组织而成的现实空间信息模型。在地质找矿勘查工作中，地质人员可以通过输入空间材料的数据，形成各种模型，并且可以从视觉、计量和逻辑上对现实空间进行模拟、管理及预测；地质人员可以随意的抽取、组合、传输相关的空间信息，对各类数据所形成的图片进行仿真模型，有效地预测出成矿的规律及岩土成分。GIS强大的数据采集、管理及处理能力，为地质工程勘查找矿工作提供了来源广泛的数据，数据采集的质量更高、速度更加的快。
2、对图形的处理更加灵活
我们可以把GIS看作是一个图形处理和显示的系统。图形可以是矢量格式，也可以是栅格格式。在该系统中，包含有许多图形的算法，可以充分地实现图形的生成、修改、布局、装饰、显示、可视化等操作的需求。并且可以表达和描述复杂的空间实体，并且对所收集到的图形、图像数据和属性数据高度集成的地理信息系统数据库，为全面管理地质勘查找矿设计信息提供了可能，为建立完善的地质模型、预测成矿、地形特点等，提高了全面可靠的信息。GIS的可视化操作能力，为地质找矿勘查工作提供了一个可视化操作平台，为判断与决策提供了必要的信息数据支持。
3、强大的综合分析能力
GIS可以进行大量的数据模拟与分析，例如地震数据处理、遥感数据处理、地球化学数据处理等。为丰富多彩的空间信息分析与综合提供了有力的新工具。GIS的空间数据分析功能还有拓扑叠加、缓冲区分析数字地形分析等，为建立完善的专业设计、分析、评价、辅助决策模型提供了强有力的分析工具。
二、GIS在地质找矿成矿预测中的应用
GIS成矿预测的经验方法只适用于具备足够数量的已知矿床的地区，因为需要利用这些已知矿床来证实矿化的空间关系。然而，在工作程度较低的几乎不含有已知矿床的地区，则需要借助于概念方法来进行成矿预测，这种方法包括下述三个步骤：
1、建立知识库
首先需要建立导致矿床形成因素及过程的知识库，然后把它们转化为局域范围(数十公里)或区域范围(数百公里)的GIS成因准则。由于大多数矿床的面积都小于3k㎡，因而无论是在局域或大区域成矿预测中都不能直接提供目标矿床的位置。不过，大多数矿床都是多种地质过程共同作用的产物，其中的许多地质过程在这样的大范围内都是可以成图的。从而，分析某个地区的成矿潜力，很重要的一点是把矿床看作是一个完整的区域成矿系统中的一个微小部分。根据这种认识，成矿系统可以认为包括六个主要的组成部分：(1)驱动成矿系统的能源；(2)配位体的来源；(3)矿质的来源；(4)搬运通道；(5)圈闭区；(6)出流区。这种方法要求证实上述每个成矿分量可能促成矿化的潜在要素。
建立GIS数据库
条件优越的成矿地质、具有较多地学资料的区带要优先选择，或在重点勘查区优先试用地理信息系统（GIS）技术,只有在试行得以认可的基础上,我们才能使一套具有高度可行性的地理信息系统（GIS）系统的衡量标准得以建立，才地学建设处一个更具合理性和实用性的信息空间数据库建设，才能对信息进行综合分析。
证实了成矿系统的基本要素并转化为成图准则后，还必须建立相关数据的GIS数据库。为了能够进行快速成矿分析，可以从原始图形数据中建立一系列专题数据库，例如，为了便于度量距某个特征(如断层或花岗岩体边界)的距离，可以建立一系列由同心缓冲(以距这些特征的不同距离)组成的专题。
3、开发评价成矿潜力的子程序
这一步骤涉及到发展和改进成矿预测的方法，澳大利亚地质调查部门已在ARC／INFOGIS上开发了三个由菜单驱动的模块：
(1)专用模拟模块
该模块实际上是一个简单的“黑箱”专家系统，它能使用户选择某个特殊的矿床类型以及包括研究区的某个GIS数据库的名称，该模块然后询问该GIS数据库并圈定满足全部矿床预测准则的区域。该模块的不足之处在于：
A．必须定义矿床类型的特征，从而它不能圈定新的矿床类型的远景区；
B．它要求以严格的方式建立区域数据库，所命名的所有专题和属性都必须与该专家系统数据库相同。
(2)相互作用模拟模块
相互作用模拟模块更灵活，并能使地质人员在一套指定的专题中定义专门的搜索参数而建立用户模型。换句话说，该方法使地质人员能够定义构成某个未知矿床类型的异常岩石类型和其他地质特征；该模块要求用户具有广博的成矿系统的知识。完成分析以后，研究区内任何已知矿床都可用于检验相互作用模拟的结果。
(3)类模拟模块
该模块用于检验矿化已知区域GIS内重要的地球物理异常。类模拟模块能使用户选择某个重要的地区并根据GIS数据库内所有专题的内容确定选择区的特殊地学显示，然后该模块证实具有类似特征的所有其他地区，最后产生一份二元图，把所选择的地区分成类似或不类似于该重要区的区域。
三、小结
综上所述，GIS成矿预测的经验方法和概念方法不是对立的，而是互补的。GIS能够对成矿环境进行定量化，因而在成矿规律和成矿预测中具有极强的功能；GIS还能建立勘查项目管理系统并能够储存与勘查项目有关的各种信息，诸如矿权地边界、以前的勘查成果等。GIS正在改变着我们传统的矿产勘查工作的方式，其巨大的应用潜力正在越来越多地被认识。
参考文献:
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[3]穆仕坤.矿产地质勘查理论及技术方法研究[J].山西科技,2008( 4) .
个人简介：彭菲菲，女，陕西人，助理工程师，学士，研究方向：地质（找矿）。
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