GIS在矿产资源评价中的作用

1. 基于GIS的矿产资源评价的优势(与传统工作方式相比) 矿产资源评价涉及的所有信息几乎都直接或间接地与空间位置有关，都属于地理信息的范畴。离开空间位置谈地质体、构造、岩性、采样、样品分析、物化探异常，谈矿产资源评价就没有意义。矿产资源评价的过程就是信息的搜集、整理、处理、成矿信息的提取、综合分析、成矿区带或找矿靶区的确定以及成果表示的过程。作为空间信息管理系统的GIS其应用可贯穿于矿产资源评价的整个过程，表现出传统方法不可比拟的优越性。
　　1.1 将搜集到的各种图形信息(图件)、文字描述信息、数字数据通过合理、有效的空间数据库进行管理可大大提高矿产资源评价的效率 　　

　合理、有效的空间数据库建立起来以后，可实现灵活的图形信息与属性的双向查询检索，即可从图形检索其各种属性，也可根据地质体的各种专题属性检索相应的图形，还可以根据多种属性进行组合条件检索。如可在地质图空间数据库中根据地层、岩性、构造等属性检索出相应的地质体；还可从表示地质现象的点(矿床、钻孔、采样点等)、线(断层、线性构造、河流等)以及面(地层、岩体、异常区等)检索它们的属性；
　于每一个成矿标志都有一个定量化条件，地质学家可用这些条件检查数据库的每一部分，有利于提高研究的深度。 数据库的建立与灵活的检索功能是提高矿产资源评价效率的最根本的保证。
　　1.2 GIS提供的空间分析(叠加、包含、相邻关系、缓冲区、地形分析)及空间信息计算(面积、周长，距离等)等功能，实现了传统方法难以进行的对各种地质体的多种空间关系的定量分析 这种空间分析对于研究地质现象之间的制约关系与相互作用进而提取与矿床或矿化有关的地质标志和信息较为有效(陈秋明，2001)。

　　GIS的叠加功能可形象地理解为计算机化的透图台，是资源评价用得最多的空间分析功能。不同图形信息的叠置既可用于地质成矿信息的提取，也可用于多种成矿信息的综合分析。当然，这种透图台的功能比传统透图台的功能要强大得多。传统资源评价综合分析的最简单方法是使用透图台对多种评价图件进行直接叠置。这种方法一次最多能操作3张图件，而且由于叠置的结果很难形成中间结果保存、利用，因此也很难对更多的图件进行操作。所有GIS软件都提供的空间叠加分析功能，可非常容易地实现图形叠置，而且由于叠加分析的中间结果可根据用户的需要进行保存，因此原则上可实现无限制的叠置，可方便地对更多的因素或条件进行研究，减少盲目性。计算机化的透图台的优越性还表现在对多种信息不是简单的叠加，还可通过综合分析的方法反映信息之间的关系（见综合分析方法一节）。

　　缓冲区分析是通过计算在点、线、面实体周围自动形成满足一定距离要求的区域，通常用于确定影响范围，是资源评价应用比较多的另一个空间分析功能。如对已知矿床与控矿构造(断层或褶皱轴)的空间距离进行统计分析可确定最佳控矿距离，再用该距离对控矿构造进行缓冲区分析即可分析两侧不同宽度范围的矿化点分布规律，从而判断矿床与断层、褶皱轴的相关关系及构造控矿最大影响域或确定矿化有效区带。

　　此外，数字化的地形分析功能能自动提取地表梯度信息，计算坡度、坡向、划分汇水盆地图系和河流网，这种地形表面分析对研究地球化学元素在地表各介质环境中的聚集、扩散和迁移有特别的功效。

　　1.3 GIS为物化探和遥感数据的空间可视化创造了条件，使评价更直观 人们可将物化探异常投影到数字地形之上来直观地表达各种异常与地形的变化关系（Grunsky＆smee，1999），再比如，通过GIS矢量模型结合地质图与地球化学样品的空间分布，可对地球化学数据进行正规化处理，这样可以消除不同岩性对地球化学背景数据的影响（Harris et al，1999）。
　　
　　1.4 空间分析方法使成矿信息的综合更加合理 根据地质模型及各种数据处理方法分别从地质、地球物理、地球化学、遥感等类信息中提取成矿信息后，如何综合分析这些成矿信息，形成最终的尽可能接近实际的评价结果，是矿产资源评价中需要解决的十分关键的问题。目前常用的布尔逻辑、证据权法、代数方法、模糊逻辑、神经网络都是综合定量的空间关系生成单幅评价图的方法。这些方法虽然都有各自的局限性，但却反映了多种成矿信息之间的关系。随着空间分析方法研究的不断深入，资源评价综合分析的精度会越来越高，评价结果也会越来越接近实际。

　　1.5 计算机辅助评价成果图件的输出可大大提高制图效率 可以说，GIS被广泛应用之前，计算机辅助制图是计算机技术对地质领域最大的贡献。它实现了从纸质图件的数字化、交互式编辑修改直至输出具有出版质量的彩色图件全过程的计算机化，使制图工序从传统手工方式的十几道减少到6道，大大缩短了图件准备与出版时间。根据用户的经验，对于新编图件，可提高效率3 ~ 5倍，成本降低约三分之一。数字制图技术已从根本上改变了传统的工作流程。多数重要的GIS软件如ARC/INFO、INTEGRAPH、我们自主开发的MAPGIS等都具有优秀的制图功能，GIS与制图技术相结合，使评价结果图件的输出时间大大缩短。

　　1.6 所建的数字数据库可反复使用 数据库一旦建立，其中的数字数据即作为一种资源存储在计算机内。当在同一地区进行深入的研究，或进行其他涉及库中信息的研究时，即可应用数据库的管理功能，检索出所需的信息。反复利用数字数据，实现数据共享是数字数据库的基本特点。这种数据共享可提高应用的效率并降低成本。

　　综上所述，GIS技术所提供的多源地学信息的管理能力、灵活的查询检索能力、空间分析方法以及计算机辅助制图的能力不仅大大提高了矿产资源评价的效率，而且有利于发挥地质学家的主观能动性。数据库建立以后，如何利用数据库中的数据取决于地质模型。而作为整个评价工作基础的地质模型随地质学家的经验、专长和智慧而变。一旦地质模型改变，通过 GIS所提供的上述功能，可迅速形成另一套评价专题图件。这样，就有可能使地质学家变换思路，尝试不同的评价方法，产生不同的评价结果（李裕伟，1998）。专家们也可在这个过程中，反复补充和精炼模型。实际上，应用GIS进行矿产资源评价不仅可加深对可用地质数据的理解，而且可加深对地质模型本身的理解。专家们可在交互式地对多源地学信息进行对比、综合及分析中获得新的启发或认识，完善与总结规律。这也是传统的工作方式很难或无法实现的，是基于GIS矿产资源评价方法的最大优点。据有经验的地质学家估计，采用传统手工方式，编制一套评价图件需几个月甚至半年的时间，因此，即使有了新的想法，常常因时间或经费等原因而无法实现。

　　2. 正确认识GIS在矿产资源评价中的作用
　　2.1 基于GIS的矿产资源评价的效果从根本上仍然取决于评价专家 GIS技术的优势是提供集成管理多源地学数据、方便地建立模型及进行模拟的能力，是使数据的分析更有效和定量化。但是必须明确，在资源评价中GIS只是为矿产资源评价的专家们提供了前所未有的评价工具与手段。它既不能代替专家，也不能解决数据或数据库本身存在的问题，从而本身也无法取得科学意义上的突破（John L. Dwyer and J. Thomas Nash, 1991）。实际上，预测过程既是知识驱动又是数据驱动。如果所分析的数据是不完全或有质量有问题，预测结果就不会好。如果缺乏对预测矿床特点的认识，预测的结果也不会好。矿产预测评价中起决定作用的是各领域专家，评价的每一步都需要有经验的专家参与。

　　2.2 关于提高效率的问题 前面已经提到过，资源评价效率提高的基础是合理有效地建立数据库。而数据库的建立既需要技术，又需要花费大量的时间。数据库的设计者不仅需要对评价目标有深刻的理解，正确地确定数据的内容，同时要掌握空间数据库的设计技术，解决数据质量所引起的数据集成问题。数据的准备占整个评价的大部分时间，这早已被人们认识。就是说，效率的提高要在数据库建立的基础上。因此，对于缺少数字数据资源的评价，加上数据准备的时间，整体时间可能比传统方式还要长。当然，如果有了数字数据的积累，在此基础上进行矿产资源评价，不仅效率会大大提高，所需费用也会大幅度降低。据USGS对几十个在数据库基础上完成的GIS应用项目费用的统计，平均降低70%。

这没有用的东西，怎么没人喝彩呢？好东西！