我國地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)分析與建議思考研究

韋夢蝶

（中國煤炭地質(zhì)總局廣西煤炭地質(zhì)局，廣西 南寧 530200）

隨著工業(yè)化的發(fā)展，礦產(chǎn)資源需求量持續(xù)增加，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源安全開采，則需要做好地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，全面優(yōu)化礦產(chǎn)勘查技術(shù)。不可忽視的是，中國雖然擁有豐富的礦產(chǎn)資源，而不少礦區(qū)所處地理條件相對惡劣，勘查工作要面臨多方面的困難，對此，則需要充分發(fā)揮GIS技術(shù)和遙感技術(shù)優(yōu)勢以提升勘查效率。

1 GIS技術(shù)的基本定義

GIS技術(shù)即地理信息系統(tǒng)，此系統(tǒng)是多學(xué)科技術(shù)的集合，其基礎(chǔ)依托是地理空間，在技術(shù)應(yīng)用中會自動構(gòu)建地理模型，收集勘查信息，展開模型分析，從而為地理空間研究工作與地理決策工作提供參考依據(jù)。在信息勘查與分析過程中，GIS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)表格化數(shù)據(jù)的自動轉(zhuǎn)化，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榍逦牡貓D圖形，以便于用戶瀏覽、分析和操作。從發(fā)展視角來看，GIS技術(shù)的開發(fā)工具與系統(tǒng)軟件在不斷更新和升級，其發(fā)展領(lǐng)域體現(xiàn)在五個方面：第一，隨著GIS技術(shù)系統(tǒng)與軟件的升級，技術(shù)功能在不斷優(yōu)化[1]。第二，GIS技術(shù)開發(fā)語言與開發(fā)模式在不斷更新與變化，通過與Windows NT平臺相融合增強(qiáng)技術(shù)勘查效率和信息分析效率。第三，在數(shù)據(jù)庫管理建設(shè)中，GIS技術(shù)以優(yōu)化客戶服務(wù)器管理結(jié)構(gòu)體系為發(fā)展方向，使服務(wù)效果更為良好，數(shù)據(jù)收集、整合與分析效率更高。第四，GIS技術(shù)與三維技術(shù)、四維技術(shù)相融合，不僅能提供詳細(xì)的文字?jǐn)?shù)據(jù)信息，而且能生成高質(zhì)量的圖形數(shù)據(jù)。第五，在數(shù)據(jù)信息收集與處理工作中，高效完成數(shù)據(jù)信息共享與交換是GIS技術(shù)的重要發(fā)展目標(biāo)。

2 遙感技術(shù)基本概念

遙感技術(shù)通過發(fā)揮高空間分別率、時相分辨率和光譜分辨率來勘查、收集、分析和提取找礦信息，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，空間分別率和光譜分辨率是遙感數(shù)據(jù)選擇工作的重要依據(jù)。遙感技術(shù)會通過啟用目視解譯來分析地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與礦產(chǎn)分布，自動生成的遙感技術(shù)圖形紋理清晰，融合了大量地址信息，其成圖比例尺符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在分析礦化蝕變工作中，遙感技術(shù)會通過識別特征光譜來了解礦化蝕變狀況。其次，遙感技術(shù)為了準(zhǔn)確分析海量數(shù)據(jù)信息，與大數(shù)據(jù)技術(shù)相融合，構(gòu)建了數(shù)據(jù)整合、分析與存儲平臺。從技術(shù)架構(gòu)來區(qū)分，大數(shù)據(jù)由基礎(chǔ)層、管理層、分析層和應(yīng)用層共同組成。其中，基礎(chǔ)層是大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)第一層，也是最底層。實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建和啟動高度自動化數(shù)據(jù)平臺，優(yōu)化數(shù)據(jù)平臺存儲功能，則需要啟用基礎(chǔ)層擴(kuò)展存儲空間容量，優(yōu)化存儲性能，實(shí)現(xiàn)線性擴(kuò)展，合理調(diào)配數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與分布結(jié)構(gòu)，盡量縮小數(shù)據(jù)傳輸時間。管理層能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的兼容，具備數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)傳輸、信息存儲和信息計算功能，本層次的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)類型有并行化存儲和分布式存儲。分析層主要用于分析海量數(shù)據(jù)信息，通過啟用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來提取有價值的信息，同時，用計算機(jī)學(xué)習(xí)算法計算、分析并解釋數(shù)據(jù)集。應(yīng)用層的價值是進(jìn)行數(shù)據(jù)決策，提供終端服務(wù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動與數(shù)據(jù)貨幣化。基于遙感技術(shù)的大數(shù)據(jù)存儲平臺具有良好的兼容功能，因而能保存大量不同種類、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，同時，對海量勘查信息進(jìn)行有效識別、甄選、提純、分析、存儲與應(yīng)用。該平臺還會通過傳感器、RFID視頻、互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)交互等技術(shù)設(shè)備來獲取不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息，以此構(gòu)建大量的數(shù)據(jù)知識服務(wù)模型。融入大數(shù)據(jù)技術(shù)的遙感技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)是突破不同結(jié)構(gòu)與不同數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)采集，準(zhǔn)確反映數(shù)據(jù)映像，迅速做好數(shù)據(jù)信息解析、信息轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)信息裝載工作，確保數(shù)據(jù)信息開發(fā)質(zhì)量。一般情況下，數(shù)據(jù)信息采集工作由基礎(chǔ)支撐層和智能傳感層共同完成[2]。

3 我國地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)應(yīng)用方案

3.1 GIS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用方案

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，GIS技術(shù)能精確收集和分析采礦數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建礦產(chǎn)資源信息數(shù)據(jù)庫及其系統(tǒng)平臺。在收集地質(zhì)礦產(chǎn)信息的過程中，GIS技術(shù)會自動將勘查信息及其相關(guān)結(jié)論全部存儲于數(shù)據(jù)資料庫中。礦產(chǎn)資源信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺同時會支持?jǐn)?shù)據(jù)信息存儲、綜合分析、檢索、調(diào)閱、查詢和糾錯功能，從而使地質(zhì)礦產(chǎn)勘查資料更完善。

其次，GIS技術(shù)融合了三維立體化技術(shù)優(yōu)勢，能夠通過展示三維立體圖像與模型來反映礦區(qū)空間地質(zhì)特征，模擬采礦活動，判斷采礦工作中遇到的問題，制定解決對策，總結(jié)礦產(chǎn)勘查結(jié)論。在地質(zhì)礦產(chǎn)地理空間特征信息調(diào)取工作中，GIS技術(shù)能夠準(zhǔn)確劃分不同礦區(qū)的各種地質(zhì)信息，根據(jù)這些信息來預(yù)測采礦工作遇到的問題，演示地質(zhì)成礦變化，將所有預(yù)測信息提交給管理平臺。與此同時，GIS技術(shù)與模擬仿真技術(shù)相融合，能準(zhǔn)確預(yù)測礦區(qū)的巖土分布特征和成礦規(guī)律[3]。

再次，GIS技術(shù)具備良好的空間分析功能，因而能夠自動分析所有空間數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)地質(zhì)礦區(qū)勘查工作中，數(shù)據(jù)分析工作主要是由人工完成，效率低下，也容易出錯。在信息時代，隨著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)的發(fā)展和GIS技術(shù)的升級與優(yōu)化，人工模式無法適應(yīng)時代的變化，很難有效處理海量礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)信息，因此，工作人員會充分利用GIS技術(shù)做好礦產(chǎn)資源的空間數(shù)據(jù)立體化分析工作，準(zhǔn)確預(yù)測和判斷大量處于重疊狀態(tài)的信息，例如在分析和推動礦區(qū)疊加礦場分布信息時，疊加視覺效果必然會影響礦產(chǎn)開采的工作過程產(chǎn)生，此時發(fā)揮空間疊加功能可以準(zhǔn)確推斷出礦區(qū)疊加礦產(chǎn)的分布信息，提高開采效率，避免不利影響，確保地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的順利進(jìn)展。

另外，GIS技術(shù)能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)存在異常狀況的地質(zhì)區(qū)域，界定安全成礦區(qū)域，健全地質(zhì)礦產(chǎn)勘查人員的工作負(fù)擔(dān)，合理劃分工作范圍。與此同時，GIS技術(shù)能夠辯證分析地質(zhì)異常點(diǎn)與礦床的關(guān)系，準(zhǔn)確計算地質(zhì)斷裂影響帶的半徑，綜合研究區(qū)域空間的相關(guān)性。在預(yù)測成礦異常點(diǎn)時，GIS技術(shù)通過發(fā)揮疊加功能來整合分析勘查信息和礦產(chǎn)信息，實(shí)現(xiàn)兩類信息的互相匹配，進(jìn)而構(gòu)成新的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)層[4]。然后，依據(jù)礦模式下的圖表與公式準(zhǔn)確定位地質(zhì)礦產(chǎn)資源分布位置，全面提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作效率與質(zhì)量。

3.2 遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用方案

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，遙感技術(shù)應(yīng)用模式主要是遙感地質(zhì)找礦模式，該模式會對勘查數(shù)據(jù)和地質(zhì)資料予以綜合性分析，實(shí)現(xiàn)區(qū)域成礦遠(yuǎn)景的精確預(yù)測，結(jié)合遙感影像的特征來識別地質(zhì)巖性、礦區(qū)地理空間構(gòu)造、交叉部位構(gòu)造、蝕變帶(巖)和線性環(huán)形構(gòu)造等信息。

運(yùn)用遙感技術(shù)分析和研究地質(zhì)礦產(chǎn)信息的方法有兩種：第一種，分析遙感影像的中線，辨別環(huán)構(gòu)造和區(qū)域礦產(chǎn)分布以及成礦的關(guān)系，總結(jié)成礦規(guī)律，對于找礦的遠(yuǎn)景地段進(jìn)行準(zhǔn)確定位。第二種，運(yùn)用多波段來收集地質(zhì)礦產(chǎn)勘查信息，增強(qiáng)遙感圖像處理方法，對圖像信息實(shí)施綜合分析，提煉關(guān)于礦化的所有信息，從而為成礦預(yù)測工作提供有價值的參考。通常，遙感技術(shù)是通過對基礎(chǔ)圖像的影像色調(diào)結(jié)構(gòu)特征(包括顏色、圖影、形狀、紋理等)進(jìn)行簡單的變換處理（像比值分析、濾波分析和變換特征空間）來突顯地層結(jié)構(gòu)、巖性和礦區(qū)空間地理等信息、其次，對于蝕變巖以及關(guān)于礦化的蝕變巖信息，因為它們的光譜信息較為隱晦，所以需要采取針對性專門圖像處理方式（像HIS彩色空間變換法和主成分分析法），這樣方能有效增強(qiáng)和精確提取地質(zhì)專題特征信息[5]。不可忽視的是，礦區(qū)地理結(jié)構(gòu)中的線性構(gòu)造與環(huán)形構(gòu)造均屬于遙感圖像上的基本單元與重要組成元素。通常，從地質(zhì)的角度來分析，地質(zhì)特征是用遙感圖像所呈現(xiàn)出的影像特征來表示。如果影像線性體或者影像環(huán)形體具備專業(yè)的地質(zhì)意義，就屬于影像線性構(gòu)造或者影像環(huán)形構(gòu)造。此外，在遙感圖像中，無論是線性構(gòu)造還是環(huán)形構(gòu)造或者構(gòu)造交叉部位，均屬于成礦重要標(biāo)志，在遙感影像中，這些信息大多是以特定的顏色、色調(diào)、形狀、地貌組合、圖形結(jié)構(gòu)、水系展布等影響特征來表示。

4 結(jié)語

綜上所述，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，GIS技術(shù)能精確收集和分析采礦數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建礦產(chǎn)資源信息數(shù)據(jù)庫及其系統(tǒng)平臺。該技術(shù)融合了三維立體化技術(shù)優(yōu)勢，能夠通過展示三維立體圖像與模型來反映礦區(qū)空間地質(zhì)特征，模擬采礦活動，判斷采礦工作中遇到的問題，制定解決對策，總結(jié)礦產(chǎn)勘查結(jié)論。其次，運(yùn)用遙感技術(shù)開展地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，能夠?qū)辈閿?shù)據(jù)和地質(zhì)資料予以綜合性分析，實(shí)現(xiàn)區(qū)域成礦遠(yuǎn)景的精確預(yù)測，準(zhǔn)確識別地質(zhì)巖性、礦區(qū)地理空間構(gòu)造、交叉部位構(gòu)造、蝕變帶或者蝕變巖以及線性環(huán)形構(gòu)造等信息。