2012地理信息系统报告.doc

矿产勘查，从普查、详查到勘探，实质上是一个找矿信息逐渐获取和找矿风险不断减小，而投资相对增加的过程。现代科学和技术主要在以下3个方面为矿产勘查提供了支撑：现代地球科学提供了矿床的形成、分布及其地质特征等方面的知识，即建立矿床成矿模式和找矿模型的基础；现代探测技术为识别矿床的存在提供了海量的地学探测数据；现代信息处理技术为从这些探测数据中进一步提取诊断性找矿信息，进而建立找矿模型、定量圈定找矿靶区并评价其资源潜力提供了强有力的手段。 GIS是地理信息系统(Geographic InformationSystem)的简称，其最初的定义是一个管理空间数据的计算机系统。它具有捕获、输入、管理、转换、可视化、组织、查询、分析、模拟和输出等功能，并能够将不同数据源的数据集成，形成一个统一的数据库，通常使用各种数据结构作为一系列数据层，代表空间上的变化现象。随着地球科学领域数字空间数据的迅速增长，GIS成为该领域真正的需求。GIS不仅能够对空间数据的单个图层进行管理和分析，而且能够对诸图层之间的内在联系进行分析和模拟，因此它对地学许多应用领域产生了巨大的影响。地球科学家需要了解所有种类空间数据之间的空间关系。譬如，矿产勘查需要同时考虑矿床存在和形成的诸多证据，如一个地区地质学、构造地质学、地球化学和地球物理学的特征及已发现矿床的位置和类型。GIS的最终目的是对基于空间数据的决策提供支撑，勘查决策者可以应用GIS以矿产资源潜力图的形式组织数据，以确定将来优先勘查的区域。 GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用,并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在19851989 年就将其应用于地质矿产调查和填图 。目前,澳大利亚开始利用计算机笔记本以数字形式采集野外地质数据,建立有关数据库,借助Arc Info与ArcView编制第二代地质图件。Zhou建立了中国金矿大型数据库,对中国大地构造13级单元按最新研究动态进行划分并建立属性表,结合其他成矿信息,进行成矿GIS分析,预测区域成矿靶区。在国内,原地矿部系统许多单位已购买一些MAPGIS , GIS已开始普遍应用于地质调查。此外,还有一些利用国外GIS进行矿产资源研究与建立地学多源信息系统的新成果。例如,中国地质科学院方一平等建成1500万中国矿产资源数据库,中国地质矿产信息研究院吴仲煌将GIS应用于矿产资源区域评价,福建地勘局数据信息中心对GIS数据(数值、文字、图层等)采集、建库的有关技术问题进行全面研究。上述三个成果主要基于Arc Info与ArcView平台。 为了使GIS技术在地质找矿中得到更加广泛的应用,国土资源部制定了“资源评价规划工作中地理信息系统工作细则”、“数字化地质图图层及属性文件格式”、“GIS图层描述数据内容标准”、“物化探异常数据文件格式”、“固体矿产矿点(床)地质数据文件格式”等规范标准 。在此基础上,为了实施跨世纪地矿工作信息化工程, 1997年4月国土资源部下发文件,将信息系统建设包括成矿区划数据库、120万数字地质图数据库、大中型矿产数据库和钻孔数据库等作为生产任务下达各局。这一项重要举措标志着应用GIS进行矿产资源评价从科研进入生产阶段。此外,我国已建成150万数字地质图数据库 。可以预言,今后几年内会有更多GIS地质应用成果面世。 总而言之,借助GIS,基于大量综合信息,可进行空间采样, ,对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成等作时空和多元统计分析,进行成矿预测和指导矿产勘查,模拟区域地质演化。在数据量充裕前提下, GIS分析具有定量、定时、定位的特点,可给出动态(不同时间于不同位置)结果。借助深部与时间数据, GIS分析实际可拓展到四维空间。在一个地区,依据所有已知地质资料建立的图形、图像、数据库,实际乃该区域地质工作的总结,有关GIS分析结果则代表该区现阶段较为客观的总认识。重要的是,所有按GIS分析要求格式化数据极易被将来新的数据充实,并按所有掌握数据再次进行新的分析,形成新的成果。 近年，GIS技术在矿产资源勘查开发中的应用有了较大发展，在矿山勘查、规划、设计、生产、管理、全过程监控等领域逐渐走向成熟。从目前的应用来看，主要的应用领域有以下几个方面：(1)矿产资源勘查评价 GIS在矿产资源勘查评价的研究，起始于20世纪70年代，国外地质学者通过GIS技术的各种空间分析方法，来研究勘查矿产资源综合信息。经过20多年的努力，GIS技术在矿产资源勘查评价方法的研究与应用，基于GIS的矿产资源评价软件的开发，基于多源地学信息集成的矿产资源评价，以及如何合理地组织人力资源适应新技术的应用要求等方面，已取得了长足的进步。其中，首推美国、加拿大、澳大利亚等发达国家把GIS技术与成矿预测结合起来并成功应用。加拿大地质统计专家提出，用条件概率与贝叶斯规则相结合的证据加权模型，在资源评价中将GIS的空间分析与定量模拟结合起来，已作为矿产资源评价的主要方法得到了广泛应用。(2)矿产资源规划管理 矿产资源规划管理中，涉及大量的图形数据、文档数据、指标数据，对这些矿产地质资料进行有效管理是一个重要问题。采集、整理、编辑各类数据，应用GIS手段对其进行标准化和规范化处理，建立矿产资源数据库。采用客户机一服务器(CS)的运行模式，通过大型关系数据库(SQLServer0racle)和GIS空间数据引擎，将属性数据和图形数据纳入服务器端的数据管理平台，实现图形、文档、指标三类数据的分布式远程数据库管理，并支持空间数据的统计和分析，同时，还可进行规划项目的远程办理。对矿产资源进行规划管理，是有效保护和开发利用矿产资源、保护生态环境的重要手段，也是对矿产资源勘查、开发利用和保护所作的总体布局和安排。(3)矿产资源储量管理 20世纪80年代，我国开始研制的矿产储量数据库，在矿产资源管理中发挥了重要作用。然而，这类矿产储量数据库，只是实现了对矿产储量的非空间数据的管理。直到20世纪末，矿产资源储量估算还仍旧处于纯手工方法计算的局面。经过几年的发展，目前基于GIS技术的矿产资源储量管理系统，已经实现了储量属性数据与图形数据及资源规划数据的叠加显示、网络共享，以及分析总结储量规律，动态监督管理资源储量，建立三维资源储量管理空间数据库等功能，为矿产资源规划提供基础数据平台，方便管理部门使用，提供社会服务。(4)矿山动态监测与预警 预警系统已在森林、耕地及海洋等资源管理中得到应用，但在矿产资源的管理中应用较少。矿山的不合理开采，易造成资源毁损、地质灾害增多和环境污染，危及人类社会的发展。越来越多的矿山管理人员，也意识到这个问题，开发矿产资源管理信息系统的同时，也考虑到加入动态监测与预警模块建立的通用报警系统,是把报警功能独立于其他业务子系统，封装为单独的软件组件，通过对报警信息表的轮流查询和在应用系统中显示报警提示的方法，实现应用系统的报警功能，并对应用系统的报警信息统筹处理。(5)数字矿山 自1999年提出了“数字矿山”(Digital Mine简称DM)概念以来，DM的思想已深入人心，DM科学研究与技术攻关已悄然兴起。DM是用多媒体和模拟仿真虚拟技术，进行多维数字化、网络化、可视化的技术系统，是对真实矿山的数字化再现。国内外专家和学者在数字矿山或者智能矿山方面，做了大量研究工作，并取得丰硕成果。加拿大国际镍公司从20世纪90年代初，在数字化矿山的基础上研究遥控采矿技术，开发了一个能在地下获取定位数据的名为“Horta”的装置。将该装置安装在地下观测车上，利用激光陀螺仪和激光扫描仪扫描矿山巷道的断面，产生巷道的三维结构图，实现从地面对地下镍矿的采、掘、运等活动进行远距离控制。近年来，我国矿山信息化、数字化建设，进行了采矿机器人、矿山地理信息系统、三维地学模拟、矿山虚拟现实、GPS定位等方面的开发与应用研究。 经过矿山地质科研工作者的大量工作，矿山信息化和可视化的研究取得了显著的成果，但仍然存在很多问题亟待解决。由于矿山地质数据量大，数据来源不同，格式差异大，缺乏较为统一的标准，因此，矿山地质数据库系统开发，往往具有强烈的针对性，移植性很差。矿山信息系统的设计，缺乏远景规划的指导，开发出的信息系统缺乏弹性。在以信息化带动矿产业现代化的进程中，GIS在矿产业的应用，将迅速占领管理和决策层面，并且势必作为基础技术支撑，进入数字领域，成为真正意义上的数字矿山。这在技术上已经发展并逐步成熟，而且在矿产行业开始应用的主要有以下几个趋势：(1)多元集成 GIS必须与地理信息科学、地理学、遥感技术、全球定位技术、计算机技术等科学技术紧密结合、共同发展，才能在矿产行业得以高效应用。(2)矿山生产过程一体化 应用GIS、三维可视化、虚拟现实等技术，实现整个矿山设计开采生产过程一体化。(3)矿山决策支持系统 GIS在矿产资源方面的应用，经过多年发展已逐渐成熟，但其应用还主要停留在数