MapGIS在礦產(chǎn)資源勘查中的應(yīng)用

資源儲量估算與礦體三維建模系統(tǒng)武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心數(shù)據(jù)缺少統(tǒng)一的組織和管理。傳統(tǒng)的儲量估算工作主要基于手工完成，工作量大。整個(gè)流程可視化程度不高，無法充分了解礦體空間信息。礦產(chǎn)勘查地質(zhì)成圖過程自動(dòng)化程度不高。1.系統(tǒng)開發(fā)背景研究

隨著全球礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用的不斷深入，礦產(chǎn)勘查的難度也在日益增大。通過新技術(shù)和新方法研究來改善和更新礦產(chǎn)勘查技術(shù)，提高隱伏礦、深部礦和難識別礦的發(fā)現(xiàn)率是目前礦產(chǎn)勘查工作中不可缺少的重要組成部分。原本功能單一，可視化程度不高、繼承性不強(qiáng)的勘查數(shù)據(jù)處理軟件已難以滿足礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)的綜合處理業(yè)務(wù)流程的需求。以GIS技術(shù)為核心，結(jié)合三維建模與可視化技術(shù)和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論提高礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)和資料的綜合利用效率、為礦床預(yù)測、礦山設(shè)計(jì)提供數(shù)字化及可視化的分析手段，實(shí)現(xiàn)高效一體化的礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)處理與成果編制流程?；贛apGIS、MapGIS-TDE三維平臺開發(fā)的三維可視化固體礦產(chǎn)儲量估算與礦體建模系統(tǒng)。

地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)庫

礦體圈定

地質(zhì)成圖

資源量估算

三維礦床建模

三維可視化及分析

復(fù)雜地質(zhì)體建模

成果數(shù)據(jù)、管理和輸出1.系統(tǒng)開發(fā)背景研究一體化數(shù)據(jù)處理、建模與成果編制流程1.背景－項(xiàng)目來源資源量估算與礦體三維建模系統(tǒng)由中國地質(zhì)調(diào)查局主持、中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心與中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）教育部地理信息系統(tǒng)軟件及應(yīng)用工程中心共同研發(fā)。目前，本系統(tǒng)已作為全國危機(jī)礦山接替資源找礦項(xiàng)目及其他固體礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目資源儲量估算的軟件工具，完成了多個(gè)礦區(qū)的試點(diǎn)和資源量估算工作。并與2008年8月1日，通過了由全國危機(jī)礦山接替資源找礦項(xiàng)目管理辦公室組織的“資源儲量估算與礦體三維建模系統(tǒng)”軟件與試點(diǎn)成果評審?？傮w結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)綜合數(shù)據(jù)管理單工程礦體圈定勘探剖面礦體圈定勘探數(shù)據(jù)三維模型數(shù)據(jù)儲量管理原始資料管理工程數(shù)據(jù)管理模型數(shù)據(jù)管理應(yīng)用數(shù)據(jù)管理MapGIS本地?cái)?shù)據(jù)管理引擎Access屬性表數(shù)據(jù)管理TDE三維空間數(shù)據(jù)管理引擎?zhèn)鹘y(tǒng)法儲量估算礦體實(shí)體建模礦體表面建模三維顯示和分析地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)儲量估算儲量數(shù)據(jù)圖表輸出2數(shù)字化的礦產(chǎn)勘查業(yè)務(wù)處理流程1.一體化的數(shù)據(jù)管理2.自動(dòng)化礦體圈定流程3.成果圖件輔助編制4.資源儲量估算5.成果表自動(dòng)化輸出2.1一體化的數(shù)據(jù)管理1）多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建庫與管理2）不同階段數(shù)據(jù)的一體化集成與無縫連接2.2礦體自動(dòng)化圈定根據(jù)工業(yè)指標(biāo)和礦石類型進(jìn)行自動(dòng)化的單工程礦體圈定2.2

單工程礦體圈定（1）基于礦石類型和品級劃分的礦體圈定處理（2）多金屬礦床礦體圈定處理（3）礦石綜合品位折算處理

礦石品級信息設(shè)置礦石品級劃分（1）基于礦石類型和品級劃分的礦體圈定處理在礦體圈定時(shí)，首先確定礦石的自然類型（如磁鐵礦、赤鐵礦、硫鐵礦等），然后根據(jù)每種礦石劃分工業(yè)品級（如高爐富礦、平爐富礦等）。（2）多金屬礦床礦體圈定處理

在礦體圈定時(shí)劃分不同的礦種。同時(shí)對一些特殊的圈定要求進(jìn)行處理：例如：某鐵礦和硫鐵礦共生礦體，在圈定的鐵礦中，必須先根據(jù)一定的規(guī)則扣除掉硫鐵礦中鐵的含量，再按照圈定指標(biāo)進(jìn)行礦體的圈定。而其扣除的原則如下：當(dāng)鐵礦石中S含量大于8%，則需依據(jù)扣除公式，扣除硫化鐵中所附帶的鐵。

將上述條件組織成判斷式，在進(jìn)行礦體圈定之前對樣品全Fe進(jìn)行預(yù)處理：NFe=TFe-（TS>8%）*0.875*TS;其中NFe：扣除后的全Fe含量（%）TFe：原始樣品中的全Fe含量（%）TS：原始樣品中的全S含量（%）0.875:為根據(jù)分子式FeS2計(jì)算出的折算系數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理、條件判斷式輸入（2）多金屬礦床礦體圈定處理（3）礦石綜合品位計(jì)算及礦體圈定

很多多金屬礦床，主要有用組分含量可能達(dá)到了工業(yè)指標(biāo)，也可能與共生或伴生組分一樣，含量較低，均為達(dá)到工業(yè)要求。對于這類礦床就需要進(jìn)行礦石綜合品位計(jì)算，然后根據(jù)該綜合品位進(jìn)行工業(yè)礦體的圈定。提供綜合品位計(jì)算工具，根據(jù)元素折算計(jì)算公式進(jìn)行礦石綜合品位計(jì)算，根據(jù)計(jì)算獲得的綜合品位進(jìn)行礦體的圈定。綜合品位計(jì)算工具多品級礦石圈定修改礦段圈定結(jié)果圈定結(jié)果的人－機(jī)交互式修改功能：（1）合并：將兩個(gè)已圈定的礦段進(jìn)行合并，它們之間的夾石也參加該合并礦段。（2）拆分：將已圈定的單個(gè)礦段拆分為多個(gè)礦段，以滿足礦區(qū)的具體要求。（3）穿鞋帶帽：修改已圈定的礦段的上、下邊界。（4）刪除：刪除已圈定的礦段。2.3

成果圖件輔助編制（1）勘查剖面圖（2）礦體投影圖（3）礦體中段圖（4）鉆孔柱狀圖（1）勘探剖面礦體形態(tài)編輯與交互礦體、夾石的連接，與交互式規(guī)則外推曲線與直線方式修改連接面積礦體面積的自動(dòng)編號與面積自動(dòng)計(jì)算交互式給面積賦礦體編號面積連接帶工程約束的尖滅帶地表約束的平推剖面礦體連接與外推規(guī)則設(shè)置（1）勘探剖面圖勘探剖面礦體連接效果圖（根據(jù)勘查報(bào)告要求提供直線與曲線連接模式）（1）勘探剖面圖靈活的表格生成方式樣品表格生成責(zé)任表生成責(zé)任表模板編輯自動(dòng)生成的礦體投影底圖塊段生成交互工具多樣的投影點(diǎn)生成方式多樣的注記生成方式（2）礦體投影圖塊段儲量計(jì)算根據(jù)塊段屬性計(jì)算礦段地質(zhì)儲量：不同的尖滅點(diǎn)處理方式“平推”：計(jì)算塊段平均厚度時(shí)，外推點(diǎn)不參與塊段的平均厚度計(jì)算?！凹馔啤保河?jì)算塊段平均厚度時(shí)，外推點(diǎn)按0m厚度參與塊段平均厚度計(jì)算。同時(shí)可以在“尖滅點(diǎn)數(shù)”選項(xiàng)中選擇0m厚度點(diǎn)的個(gè)數(shù)。塊段儲量計(jì)算（2）礦體投影圖礦體水平投影效果圖不同顏色表示不同儲量級別（3）礦體水平中段圖

礦體水平中段圖是反映不同標(biāo)高各水平面上礦體及地質(zhì)構(gòu)造特征、礦化分布規(guī)律、勘查工程分布等信息的主要圖件之一，也是礦山開采設(shè)計(jì)、儲量動(dòng)態(tài)管理的重要依據(jù)。

礦體水平中段圖示意

支持由數(shù)據(jù)庫中的鉆孔數(shù)據(jù)自動(dòng)生成預(yù)定義格式(模板)的柱狀圖，并可實(shí)現(xiàn)鉆孔柱狀圖與數(shù)據(jù)庫的雙向聯(lián)動(dòng)，從而可輔助地質(zhì)專業(yè)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫中鉆孔的分層，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)專家知識、數(shù)據(jù)庫與圖的有機(jī)結(jié)合和統(tǒng)一。并且提供方便靈活的柱狀圖編輯和制作模板功能。(4)鉆孔柱狀圖生成基于模板的鉆孔柱狀圖生成（4）鉆孔柱狀圖生成效果3.4資源儲量估算我國礦產(chǎn)資源豐富，礦產(chǎn)類型繁多。不同礦產(chǎn)資源特點(diǎn)和地質(zhì)特征的礦床，采用儲量計(jì)算方法也不同。支持國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的剖面法、地質(zhì)塊段法、和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)等三種方法。3.4.1傳統(tǒng)法資源儲量估算剖面法地質(zhì)塊段法更新塊段體重及儲量針對有些礦種礦石體重與礦石品位呈線性回歸的關(guān)系，提供礦石體重計(jì)算換算與更新功能，根據(jù)輸入的計(jì)算式計(jì)算礦體塊段體重，并更新塊段儲量。3.4.1傳統(tǒng)法資源儲量估算3.4.2地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法資源儲量估算具有最小方差的最優(yōu)線性無偏的估值方法。充分考慮樣品的空間變異性和礦化程度在空間的分布特征。支持常用的簡單克里格、普通克里格、泛克里格、指示克里格等估值方法。3.4.3基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法的資源儲量估算方法劃分組合樣實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)分析理論變差函數(shù)套合交叉驗(yàn)證克里格估值設(shè)置搜索橢球參數(shù)屬性模型3.5成果圖和報(bào)表輸出支持成果數(shù)據(jù)管理和圖表輸出功能。鉆孔柱狀圖、勘探剖面圖、礦體中段圖、組合樣品位等值線圖及各類統(tǒng)計(jì)信息圖生成。以Excel表格的形式生成單工程礦石厚度、品位計(jì)算表，礦石品位分級計(jì)算表，塊段儲量計(jì)算表，剝采比計(jì)算表，礦體匯總表等。4三維地質(zhì)建模與可視化分析（1）勘查工程、礦石品位、礦區(qū)地形一體化建模與顯示（2）三維礦體表面實(shí)體與空間品位分布模型建立（3）三維地質(zhì)體建模（4）三維可視化查詢與分析工具（1）勘查工程、礦體、礦區(qū)地形一體化建模與顯示地形、地理底圖、勘探工程地形、地理底圖、礦體樣品、礦體塊段樣品、品位模型（2）三維礦體表面實(shí)體與空間品位分布模型建立基于勘探剖面礦體輪廓線生成礦體表面模型勘探剖面礦體邊界線礦體表面模型基于塊體的礦體屬性模型礦體品位模型（2）三維礦體表面實(shí)體與空間品位分布模型建立（4）三維可視化分析按不同的約束條件顯示礦體品位模型可根據(jù)