地理信息系统及其在地质矿产勘查中的应用

[摘要]随着计算机技术的发展，地理信息系统广泛应用于各行各业，其多学科综合且快捷高效的特点使得人们在资料管理、勘查预测方面对其情有独钟，特别是在地质矿产勘查领域。本文介绍了地理信息系统的发展背景、地理信息系统的发展历程以及地理信息系统在地质勘查中的应用。

[关键词]地理信息系统 地质 矿产 勘查

[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-124-1

1前言

地理信息系统，简称GIS，是用于处理地理信息的系统。它综合地理学、计算机科学、数学、信息学、测绘学等学科，以地理和测绘为基础，依靠计算机技术作为技术支撑，广泛应用于与空间信息有关的领域。

地理信息系统有三个基本特征。首先，地理信息系统是以计算机软件为基础的应用系统，其使用职能为通过计算机接收外部信息进行空间数据整理。其次，地理信息系统以多媒体数据库系统为媒介，它的功能和使用范围将随着多媒体技术和数据库的技术发展而发展。第三，地理信息系统经由内部处理器完善生成的数据具有两大特点，分别是统计性和空间地理性。

2地理信息系统的发展背景

地理信息系统的发展只有50多年的历史[1]，了解地理信息系统出现的背景对于更好的认识地理信息系统有重要的意义。

首先，地理信息系统以地理学为认识基础。从概念上看，地理信息系统就是处理和地理有关的信息。在经历了传统地理学、计量地理学之后，地理学如今走向了信息化的道路。通过计算机技术的引用，将过去纸面上、手头上的数据进行信息处理与加工，进而系统化、统一化、定量化、动态化。地理信息系统作为一种新思想、新技术丰富了解决地理问题的手段，是地理学科走向多元化发展的道路。

其次，地理信息系统以地图学为方法基础。传统的地图表达方式具有更新慢、效率低等缺陷，如今计算机技术的引入使得地图学以信息的形式存在于系统中，计算机通过外部输入获得信息，通过内部程序进行加工处理，从而获得精确可靠的地理信息。而且由于计算机网络的发展，其更新快、实时性强、精度高的特点更为突出。不过，传统的地图学提供的地理信息系统以地图学色彩设计与表示方法、地图制图综合、地图量算与分析、专题数据处理与

表示方法等都在地理信息系统得到了延续。

第三，地理信息系统以空间对地观测获得新的信息源。如何获得可靠、丰富且实时的信息源一直以来是地理信息系统发展过程中的重要问题。传统的信息来源是在地图学发展的基础上出现的，如实地测绘、航空摄影、探险考察等。如今计算机网络和数据库的发展很好的解决了困难。卫星、航天飞机、无人机等实时化、全球化通信网络成为了地理信息系统获取新信息的重要工具，对地理信息系统来说，这是其发展过程中极其重要的一环。

3地理信息系统的发展

地理信息系统从上世纪60年代诞生到现在已经发展了50多年，世界各国已经开始应用地理信息系统来进行空间数据的储存、获取、传输和处理等，给管理人员和决策人员提供巨大的信息保障。在了解了地理信息系统产生的背景之后，我们更要知道地理信息系统50多年的发展历史，更好的认识地理信息系统以便在今后的使用中得心应手。

地理信息系统的最初构想由加拿大的Roger F.Tomlinson 和美国的 Duane F.Marbel 在二十世纪六十年代初分别提出。之后加拿大人Tomlinson 于1962年提出使用计算机技术的方法建立加拿大地理信息系统，简称CGIS，其功能主要是进行地图的叠加和量算。这是地理信息系统发展的第一阶段，属于开拓期。这一时期内，研究人员利用计算机技术开发了一些简单的软件，后人称之为地理信息系统软件包。然后利用这些软件包进行空间数据的地学处理。1972年CGIS在简单完善后投入使用，美、英也开始进行相关研究的工作。二十世纪七十年代是地理信息系统的平稳发展阶段，注重管理是这一阶段的主要内容。进入八十年代，地理信息系统实现了技术上的重大突破，空间决策支持分析的出现使得地理信息系统的应用越来越广，各国政府也从中获得了利益，因此，相关的研究机构被设立，地理信息系统进入快速发展的阶段。1992年，Goodchild提出地理信息科学概念，旨在研究应用计算机技术处理、储存、管理、分析地理信息过程中的一系列基本问题。地理信息科学的提出使得地理信息系统理论化，这是地理信息系统发展的必然结果。二十世纪九十年代地理信息系统已经服务于多种行业，特别是地理信息科学的提出使得它将有更加广阔的未来。时间进入二十一世纪，近十年来，遥感、全球定位系统、国际互联网等现代信息技术与地理信息系统相互联系、相互渗透，它们之间已经发展形成了以地理信息系统为核心的集成化技术系统。新时代、新技术的蓬勃发展给地理信息系统注入了新的活力，而地理信息系统广阔的应用前景必将使得它在今后拥有更好的未来。

4地理信息系统在地质矿产勘查中的应用

地理信息系统在现今高新技术层出不穷的背景下飞速发展，加之信息化技术和信息化产业的不断完善，地理信息系统已经在地质学领域取得了重大发展。

地理信息系统在地质学领域的发展主要表现在地质制图、地质灾害预测、石油勘探资料管理和矿产资源预测等方面。我们着重介绍其在地质矿产勘察方面的发展。

首先是地理信息系统用于地质矿产勘探制图。长久以来，矿产、石油勘探都需要通过地质、物探等得到相关资料做成地图，以完成相关信息的综合。不过传统的地质制图方法存在效率低下、利用率低、管理繁杂等不足，已经不适应如今迅速发展的油气勘探、矿产开发等领域。地理信息系统的出现很好的解决了这一问题，它可以实现各种专题图的可视化、数字化，并通过数据库对其进行管理，存贮方便且查询容易。

其次是地理信息系统用于地质矿产勘探数据管理。在地质矿产勘探过程中，如何对庞大的数据资料进行管理是很重要的问题。如今，地理信息系统通过将各种文本资料录入，图形资料数字化，从而完成由文本、图形到数据的移植。这种方式便于保存，且通过识别码连接实现对空间信息、属性资料的一体化管理，继而做到对矿产地质信息的全方位管理与应用。

第三是地理信息系统用于矿产资源预测。勘查人员在研究地质矿产资源的过程中会遇到很多棘手的问题。恶劣的地质环境，简陋的分析设备以及不可预知的自然环境都使得研究人员头痛欲裂。不过，地理信息系统的出现有效的降低了这一问题的难度。现今，大量的地源信息、地质资料已被获得，研究人员要做的就是将它们录入地理信息系统中，然后通过计算机技术进行处理就能获得有价值的信息。

地理信息系统在地质矿产行业的发展中发挥了巨大作用，取得了很多成果。美国、加拿大、澳大利亚等过早在1985～1989年就将其应用于地质矿产调查和填图[2]。2002年，澳大利亚得研究人员携带笔记本电脑于野外采集地质数据，并建立相关数据库。Zhou[3]以其建成的中国金矿大型数据库为基础，使用地理信息系统进行成矿地理分析，预测区域成矿靶区。中国地质科学院方一平等建成1：500万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。此外，我国1：50万数字地质图数据库[4]已经建立完成。总而言之，通过地理信息系统辅助，研究人员可以基于大量的信息进行空间采样，从而对地质矿产勘查进行预测和指导。

5地理信息系统的未来展望

地理信息系统数据量庞大、信息多元化、定量化分析等特点正是传统地质研究中所缺乏的。不过地理信息系统也存在着如分析对设备要求较高、硬件花费较大、收集资料耗时耗力等不足。随着地理信息系统的应用被越来越广泛的开发，地理信息系统在地质矿产勘查领域的发展将会朝以下几个趋势发展：高维化、网络化、集成化和智能化。我们相信地理信息系统的研究将使其更加完善，并更好的服务于各行各业。

参考文献

[1] 王家耀，成毅，吴明光，孙庆辉. 地理信息系统的演进与发展. 测绘科学技术学报. 2008， 8 （5）， No.4.

[2] 郑贵洲.地理信息系统（GIS）在地质学中的应用[J]. 地球科学， 1998， 23（4）： 420～423.

[3] Zhou， J. Tectonics and Gold Deposits of China[M]. Ph. D.Thesis， University of New England， Australia.1999.

[4] 李军. 全国1：50万数字地质图数据库建成[N]. 中国国土资源报（地矿版）， 2000，1，8.