MapGIS在矿产资源勘查中的应用

资源储量估算与矿体三维建模系统武汉中地数码科技有限公司中国地质调查局发展研究中心数据缺少统一的组织和管理。传统的储量估算工作主要基于手工完成，工作量大。整个流程可视化程度不高，无法充分了解矿体空间信息。矿产勘查地质成图过程自动化程度不高。1.系统开发背景研究

随着全球矿产资源开发与利用的不断深入，矿产勘查的难度也在日益增大。通过新技术和新方法研究来改善和更新矿产勘查技术，提高隐伏矿、深部矿和难识别矿的发现率是目前矿产勘查工作中不可缺少的重要组成部分。原本功能单一，可视化程度不高、继承性不强的勘查数据处理软件已难以满足矿产勘查数据的综合处理业务流程的需求。以GIS技术为核心，结合三维建模与可视化技术和地质统计学理论提高矿产勘查数据和资料的综合利用效率、为矿床预测、矿山设计提供数字化及可视化的分析手段，实现高效一体化的矿产勘查数据处理与成果编制流程。基于MapGIS、MapGIS-TDE三维平台开发的三维可视化固体矿产储量估算与矿体建模系统。

地质勘探数据库

矿体圈定

地质成图

资源量估算

三维矿床建模

三维可视化及分析

复杂地质体建模

成果数据、管理和输出1.系统开发背景研究一体化数据处理、建模与成果编制流程1.背景－项目来源资源量估算与矿体三维建模系统由中国地质调查局主持、中国地质调查局发展研究中心与中国地质大学（武汉）教育部地理信息系统软件及应用工程中心共同研发。目前，本系统已作为全国危机矿山接替资源找矿项目及其他固体矿产勘查项目资源储量估算的软件工具，完成了多个矿区的试点和资源量估算工作。并与2008年8月1日，通过了由全国危机矿山接替资源找矿项目管理办公室组织的“资源储量估算与矿体三维建模系统”软件与试点成果评审。总体结构基础地质数据综合数据管理单工程矿体圈定勘探剖面矿体圈定勘探数据三维模型数据储量管理原始资料管理工程数据管理模型数据管理应用数据管理MapGIS本地数据管理引擎Access属性表数据管理TDE三维空间数据管理引擎传统法储量估算矿体实体建模矿体表面建模三维显示和分析地质统计学储量估算储量数据图表输出2数字化的矿产勘查业务处理流程1.一体化的数据管理2.自动化矿体圈定流程3.成果图件辅助编制4.资源储量估算5.成果表自动化输出2.1一体化的数据管理1）多元异构数据的统一建库与管理2）不同阶段数据的一体化集成与无缝连接2.2矿体自动化圈定根据工业指标和矿石类型进行自动化的单工程矿体圈定2.2

单工程矿体圈定（1）基于矿石类型和品级划分的矿体圈定处理（2）多金属矿床矿体圈定处理（3）矿石综合品位折算处理

矿石品级信息设置矿石品级划分（1）基于矿石类型和品级划分的矿体圈定处理在矿体圈定时，首先确定矿石的自然类型（如磁铁矿、赤铁矿、硫铁矿等），然后根据每种矿石划分工业品级（如高炉富矿、平炉富矿等）。（2）多金属矿床矿体圈定处理

在矿体圈定时划分不同的矿种。同时对一些特殊的圈定要求进行处理：例如：某铁矿和硫铁矿共生矿体，在圈定的铁矿中，必须先根据一定的规则扣除掉硫铁矿中铁的含量，再按照圈定指标进行矿体的圈定。而其扣除的原则如下：当铁矿石中S含量大于8%，则需依据扣除公式，扣除硫化铁中所附带的铁。

将上述条件组织成判断式，在进行矿体圈定之前对样品全Fe进行预处理：NFe=TFe-（TS>8%）*0.875*TS;其中NFe：扣除后的全Fe含量（%）TFe：原始样品中的全Fe含量（%）TS：原始样品中的全S含量（%）0.875:为根据分子式FeS2计算出的折算系数数据预处理、条件判断式输入（2）多金属矿床矿体圈定处理（3）矿石综合品位计算及矿体圈定

很多多金属矿床，主要有用组分含量可能达到了工业指标，也可能与共生或伴生组分一样，含量较低，均为达到工业要求。对于这类矿床就需要进行矿石综合品位计算，然后根据该综合品位进行工业矿体的圈定。提供综合品位计算工具，根据元素折算计算公式进行矿石综合品位计算，根据计算获得的综合品位进行矿体的圈定。综合品位计算工具多品级矿石圈定修改矿段圈定结果圈定结果的人－机交互式修改功能：（1）合并：将两个已圈定的矿段进行合并，它们之间的夹石也参加该合并矿段。（2）拆分：将已圈定的单个矿段拆分为多个矿段，以满足矿区的具体要求。（3）穿鞋带帽：修改已圈定的矿段的上、下边界。（4）删除：删除已圈定的矿段。2.3

成果图件辅助编制（1）勘查剖面图（2）矿体投影图（3）矿体中段图（4）钻孔柱状图（1）勘探剖面矿体形态编辑与交互矿体、夹石的连接，与交互式规则外推曲线与直线方式修改连接面积矿体面积的自动编号与面积自动计算交互式给面积赋矿体编号面积连接带工程约束的尖灭带地表约束的平推剖面矿体连接与外推规则设置（1）勘探剖面图勘探剖面矿体连接效果图（根据勘查报告要求提供直线与曲线连接模式）（1）勘探剖面图灵活的表格生成方式样品表格生成责任表生成责任表模板编辑自动生成的矿体投影底图块段生成交互工具多样的投影点生成方式多样的注记生成方式（2）矿体投影图块段储量计算根据块段属性计算矿段地质储量：不同的尖灭点处理方式“平推”：计算块段平均厚度时，外推点不参与块段的平均厚度计算。“尖推”：计算块段平均厚度时，外推点按0m厚度参与块段平均厚度计算。同时可以在“尖灭点数”选项中选择0m厚度点的个数。块段储量计算（2）矿体投影图矿体水平投影效果图不同颜色表示不同储量级别（3）矿体水平中段图

矿体水平中段图是反映不同标高各水平面上矿体及地质构造特征、矿化分布规律、勘查工程分布等信息的主要图件之一，也是矿山开采设计、储量动态管理的重要依据。

矿体水平中段图示意

支持由数据库中的钻孔数据自动生成预定义格式(模板)的柱状图，并可实现钻孔柱状图与数据库的双向联动，从而可辅助地质专业人员进行数据库中钻孔的分层，实现地质专家知识、数据库与图的有机结合和统一。并且提供方便灵活的柱状图编辑和制作模板功能。(4)钻孔柱状图生成基于模板的钻孔柱状图生成（4）钻孔柱状图生成效果3.4资源储量估算我国矿产资源丰富，矿产类型繁多。不同矿产资源特点和地质特征的矿床，采用储量计算方法也不同。支持国内应用较为广泛的剖面法、地质块段法、和地质统计学等三种方法。3.4.1传统法资源储量估算剖面法地质块段法更新块段体重及储量针对有些矿种矿石体重与矿石品位呈线性回归的关系，提供矿石体重计算换算与更新功能，根据输入的计算式计算矿体块段体重，并更新块段储量。3.4.1传统法资源储量估算3.4.2地质统计学法资源储量估算具有最小方差的最优线性无偏的估值方法。充分考虑样品的空间变异性和矿化程度在空间的分布特征。支持常用的简单克里格、普通克里格、泛克里格、指示克里格等估值方法。3.4.3基于地质统计学法的资源储量估算方法划分组合样实验变差函数计算数据分析理论变差函数套合交叉验证克里格估值设置搜索椭球参数属性模型3.5成果图和报表输出支持成果数据管理和图表输出功能。钻孔柱状图、勘探剖面图、矿体中段图、组合样品位等值线图及各类统计信息图生成。以Excel表格的形式生成单工程矿石厚度、品位计算表，矿石品位分级计算表，块段储量计算表，剥采比计算表，矿体汇总表等。4三维地质建模与可视化分析（1）勘查工程、矿石品位、矿区地形一体化建模与显示（2）三维矿体表面实体与空间品位分布模型建立（3）三维地质体建模（4）三维可视化查询与分析工具（1）勘查工程、矿体、矿区地形一体化建模与显示地形、地理底图、勘探工程地形、地理底图、矿体样品、矿体块段样品、品位模型（2）三维矿体表面实体与空间品位分布模型建立基于勘探剖面矿体轮廓线生成矿体表面模型勘探剖面矿体边界线矿体表面模型基于块体的矿体属性模型矿体品位模型（2）三维矿体表面实体与空间品位分布模型建立（4）三维可视化分析按不同的约束条件显示矿体品位模型可根据