GIS與礦產(chǎn)資源評價

1、GIS 與礦產(chǎn)資源評價一、引言盡管各國研究程度不同、 所用方法不同，搜集評價區(qū)盡可能 多的信息（地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、遙感信息等），在成礦 理論的指導(dǎo)下，提取成礦信息，對各種成礦信息進行綜合分析， 以確定成礦有利地區(qū)或找礦靶區(qū)并估算其資源量是礦產(chǎn)資源評 價的差不多任務(wù)。地理信息系統(tǒng)-GIS 作為對地球空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、檢索、建模、分析和表示的計算機系統(tǒng)，不僅能夠治理以數(shù)字、 文字為主的屬性信息，而且能夠治理以圖形圖像為主的空間信 息。它通過各種空間分析方法對各種不同的空間信息進行綜合分 析解釋，確認(rèn)空間實體之間的相互關(guān)系，分析在一定區(qū)域內(nèi)發(fā)生的各種現(xiàn)象和過程。在礦產(chǎn)資源評價領(lǐng)域，不管

2、是進行區(qū)域成礦 系統(tǒng)的研究，依舊確定礦床的有利靶區(qū)，GIS 不僅提供了在計算機輔助下對上述多源地學(xué)信息進行集成治理的能力、靈活的查詢 檢索能力，而且可在經(jīng)驗與模型的指導(dǎo)下， 通過各種空間分析方 法對與成礦有關(guān)的各種空間信息進行綜合分析解釋， 確定成礦的 有利地區(qū)。七十年代末，八十年代初（姜作勤， 1999），地質(zhì)學(xué)家們開 始嘗試在礦產(chǎn)資源評價中應(yīng)用 GIS 技術(shù)。通過二十年的努力， 在 用于礦產(chǎn)資源評價的空間數(shù)據(jù)庫的建立、 工作程度不同地區(qū)的基 于 GIS 的礦產(chǎn)資源評價方法的研究與應(yīng)用、 對多種成礦信息的綜 合分析方法的研究與應(yīng)用、 基于 GIS 的礦產(chǎn)資源評價專用軟件的 開發(fā)，以及如何合理

3、地組織人力資源適應(yīng)新技術(shù)的應(yīng)用要求等方 面取得了長足的進步。實踐證明，GIS 技術(shù)的應(yīng)用形成了新一代 的礦產(chǎn)資源評價方法 （李裕偉， 1998） 。GIS 不僅差不多成為發(fā) 達國家礦產(chǎn)資源評價的有力工具，在中國（姜作勤，1999） 、 巴 西、 南非、 泰國、 越南、 印度尼西亞等（ Markku Tiainen,1998） 許多進展中國家的應(yīng)用也越來越深入。二、地理信息系統(tǒng) GIS 概述1. 什么是地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)， 簡稱 GIS（ Geographic Information System）。顧名思義， 地理信息系統(tǒng)是處理地理信息的系統(tǒng)。 地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有

4、關(guān)的信息，又常稱為空間信 息。一般來講， GIS 可定義為： 用于采集、存儲、治理、處理、 檢索、 分析和表達地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)， 是分析和處理海 量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù) 。從 GIS 系統(tǒng)應(yīng)用角度，可進一步定義 為： GIS 由計算機系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成，通過對地理數(shù) 據(jù)的集成、存儲、檢索、操作和分析， 生成并輸出各種地理信息， 從而為土地利用、資源評價與治3 / 54理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經(jīng)濟 建設(shè)、 都市規(guī)劃以及政府部門行政治理提供新的知識，為工程設(shè) 計和規(guī)劃、 治理決策服務(wù) （陳述彭，1999） 。人類生活在地球上， 80%以上的信息與地球上的空間位置有 關(guān)。GIS 的出現(xiàn)是

5、信息技術(shù)及其應(yīng)用進展到一定程度的必定產(chǎn)物。 地理信息系統(tǒng)萌芽于上世紀(jì)的 60 年代。1962 年，加拿大的 Roger F. Tomlinson提出利用數(shù)字計算機處理和分析大量的土地利用 地圖數(shù)據(jù)，并建議加拿大土地調(diào)查局建立加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS，以實現(xiàn)專題地圖的疊加、面積量算、自然資源的治理 和規(guī)劃等；與此同時，美國的 Duane F. Marble 在美國西北大學(xué) 研究利用數(shù)字計算機研制數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)， 以支持大規(guī)模都市 交通研究，并提出建立地理信息系統(tǒng)的思想。70 年代是地理信息系統(tǒng)走向有用的進展期。美國、加拿大、英國、西德、瑞典和日本等國對 GIS 的研究均投入了大量人力、 物

6、力和財力。到 1972 年CGIS 全面投入運行與使用，成為世界上第一個運行型的地理 信息系統(tǒng)；在此期間美國地質(zhì)調(diào)查局進展了 50 多個地理信息系 統(tǒng)，用于獵取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息；1974 年日本國土地理院開始建立數(shù)字國土信息系統(tǒng)， 存儲、處理和檢索 測量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形地質(zhì)等信 息；瑞典在中央、區(qū)域和都市三級建立了許多信息系統(tǒng)，如土地 測量信息系統(tǒng)、 斯德哥爾摩地理信息系統(tǒng)、 都市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。 但由于當(dāng)時的 GIS 系統(tǒng)多數(shù)運行在小型機上， 涉及的計算機軟硬 件、外部設(shè)備及 GIS 軟件本身的價格都相當(dāng)昂貴， 限制了 GIS 的 應(yīng)用范圍。80

7、 年代是 GIS 的推廣應(yīng)用時期，由于計算機技術(shù)的飛速進 展，在性能大幅度提高的同時，價格迅速下降，特不是工作站和 個人計算機的出現(xiàn)與完善，使 GIS 的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍不斷擴大。 GIS 與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合，開始用于全球性問題的研究，如全 球變化和全球監(jiān)測、全球沙漠化、全球可居住區(qū)評價、厄爾尼諾 現(xiàn)象及酸雨、核擴散及核廢料等（李德仁， 1994）；從土地利用、 都市規(guī)劃等宏觀治理應(yīng)用， 深入到各個領(lǐng)域解決工程問題， 如環(huán) 境與資源評價、工程選址、設(shè)施治理、緊急事件響應(yīng)等。 在這一 時期， 出現(xiàn)了一大批代表性的 GIS 軟件， 如 ARCINFO、GENAMA、P SPANS MAPINPO

8、ERDAS Microstation 等，其中ARCINFO 差 不多愈來愈多地為世界各國地質(zhì)調(diào)查部門所采納， 并在區(qū)域地質(zhì) 調(diào)查、區(qū)域礦產(chǎn)資源與環(huán)境評價、 礦產(chǎn)資源與礦權(quán)治理中發(fā)揮越 來越重要作用。90 年代為 GIS 的用戶時代，隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù) 字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS 成為了一個產(chǎn)業(yè)，投入使用5 / 54的 GIS 系統(tǒng)， 每 23 年就翻一番， GIS 市場的增長也專門快。目前，GIS的應(yīng)用在走向區(qū)域化和全球化的同時，己滲透到各行 各業(yè)，涉及千家萬戶，成為人們生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和工作中不可 缺少的工具和助手。與此同時，GIS 也從單機、二維、封閉向開放、網(wǎng)絡(luò)（包括

9、Web GIS）、多維的方向進展。我國地理信息系統(tǒng)方面的工作始于 80 年代初。地理信息系 統(tǒng)進入進展時期的標(biāo)志是第七個五年打算的開始， 地理信息系統(tǒng) 研究作為政府行為， 正式列入國家科技攻關(guān)打算， 開始了有打算、 有組織、有目標(biāo)的科學(xué)研究、應(yīng)用實驗和工程建設(shè)工作。許多部門同時展開了地理信息系統(tǒng)研究與開發(fā)工作。 1994 年中國 GIS協(xié)會在北京成立， 標(biāo)志中國 GIS 行業(yè)已形成一定規(guī)模。 九五期間， 國家將地理信息系統(tǒng)的研究應(yīng)用作為重中之重的項目予以支持， 1996 年，為支持國產(chǎn) GIS 軟件的進展，原國家科委開始組織軟 件評測， 并組織應(yīng)用示范工程。 這一系列的舉措極大的促進了國 產(chǎn)

10、GIS 軟件的進展與GIS 的應(yīng)用。 1998 年，國產(chǎn)軟件打破國外 軟件的壟斷，在國內(nèi)市場的占有率達 25%。同年，在抽樣調(diào)查 25 個省市 19 個行業(yè)的 1000 多個單位中， 全部使用了地理信息系統(tǒng) （ 秦其明、袁勝元， 2001） 。地理信息系統(tǒng)在資源調(diào)查、評價、治 理和監(jiān)測，在都市的治理、規(guī)劃和市政工程、行政治理與空間決 策、災(zāi)難的評估與預(yù)測、地籍治理及土地利用，在交通、農(nóng)業(yè)、 公安等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 2. 地理信息系統(tǒng)的組成GIS 的應(yīng)用系統(tǒng)由五個要緊部分構(gòu)成， 即硬件、軟件、數(shù)據(jù)、 人員和方法。2.1 硬件硬件是指操作 GIS 所需的一切計算機資源。目前的 GIS 軟

11、件 能夠在專門多類型的硬件上運行， 從中央計算機服務(wù)器到桌面計 算機，從單機到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 一個典型的 GIS 硬件系統(tǒng)除計算機外，7 / 54還包括數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖儀、磁帶機等外部設(shè)備。依照硬 件配置規(guī)模的不同可分為簡單型、差不多型、網(wǎng)絡(luò)型。圖 1 是典型的網(wǎng)絡(luò)型 GIS 硬件配置（修文群，1999），圖 2 是一個典型的差不多型 GIS 硬件配置，它是一般用戶最常用的配置。2.2軟件軟件是指 GIS 運行所必須的各種程序。要緊包括計算機系統(tǒng)軟件和地理信息系統(tǒng)軟件兩部分。地理信息系統(tǒng)軟件提供存儲、 分析和顯示地理信息的功能和工具。 要緊的軟件部件有： 輸入和 處理地理信息的工具；數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)工具；支持地理查詢、分析和可視化顯示的工具；容易使用這些工具的圖形用戶界面圖 1 網(wǎng)絡(luò)型 GIS 硬件系統(tǒng)圖 2 差不多型 GIS 硬件系統(tǒng)(GUI) 。2.3 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是一個 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)的最基礎(chǔ)的組成部分。 空間數(shù)據(jù)是 GIS的操