浅谈地理信息系统在地质矿产勘查中的应用
地理信息系统即GIS（ Geographical Information system）是指在计算机系统的基础上，运用信息技术和图层处理技术，对收集的地表空间信息进行分析、处理、显示，并利用建模对地理资源、环境等方面进行规划、研究、分析和预测等的人机决策管理系统。[1]GIS可以通过对图形操作实现对空间对象进行分析，在矿产勘查评价过程中实现人机交互，并且可以将评价结果进行可视化展示，为矿产资源多源信息的集成管理提供了非常好的解决方法。GIS已经成为当前地质学家矿产资源勘查的重要手段。
一、GIS 在矿产资源勘查中的具有的优势
传统的矿产资源勘查主要是根据专家经验，对预测区域的地、物、化、遥等资料进行分析判断，并利用手工的方法，在图纸上定性圈定矿产预测靶区。应用此方法的矿产勘查评价，仅是处理数据信息，不能进行图形信息处理，另外，勘查评价过程难以将空间对象的复杂关系利用可视化呈现，评价结果的表达不够精确。
相比于传统得到矿产资源勘查方法，GIS 在矿产资源勘查中的具有的优势主要包括如下三点。
第一，GIS综合了多种学科知识。GIS作为一项新兴科学技术应用，不仅包括地理学、地图学、信息科学方面的知识，而且包括了测量学、管理科学和计算机等方面的学科知识，具有极强的综合性。
第二，GIS具有多种功能。GIS不仅具有空间数据的获取、存储、显示，而且具有空间数据的编辑、处理、分析、输出和应用等功能。
第三，GIS是完整的解决空间问题的系统。它不仅改变了矿产资源勘查的体系，而且简化了勘查过程，从而提高了矿产资源勘查的效率。
GIS的这些优势使其可以应用在地质调查、地质矿产预测、地质矿产资源勘查评价等方面。 GIS不仅会改变地质工作者的思维方式，而且对矿产资源勘查的研究方法产生深远的影响。
二、GIS在矿产资源勘查中的预测方法
目前，GIS矿产资源预测，主要是利用GIS的基本空间分析功能，研究地质矿产实体的空间关系，对未知地段找矿远景作直观评价，比如通过控矿因素的叠置分析，可以圈出找矿有利地段，其方法可以概括如下四个方面。
1、通过对地理、地质、矿产、物探、化探等方面的数据采集和分类，并对属性数据进行编码，将获得的图形进行分层处理，将属性数据与图形数据进行连接匹配，建立多源地学的空间数据库。
2、根据矿产勘查预测的目标，研究成矿地理区域特征和矿产的特点，得出预测区域的成矿规律，并通过定性的研究确定成矿因子变量，确定评价因子。
3、在空间数据库和评价因子的前提下，利用空间叠加、数据检索，模型处理等方法，产生矿产勘查预测的专题图层和属性，并建立综合的找矿模型。
4、利用GIS的空间分析功能和数学预测模型，对专题图层和属性进行可视化分析，得出成矿的地段，并通过建模方法对优选的成矿区域进行资源量估计。
三、矿产资源勘查GIS 评价工作流程
在GIS没有成为矿产资源勘查的主要手段之前，国内外常用的评价流程，是通过地质、矿质等方面的资料收集，建立空间数据库，并通过成矿信息提取，成矿理论的应用进行矿区预测和圈定。GIS出现之后，由于其多源、多时态、多层次空间信息等方面优势和高效的空间信息分析功能，其逐渐成为矿产资源勘查潜力评价的主要手段。
矿产资源勘查评价流程，第一是通过多源地学方面的信息，比如地质、化探、遥感等方面的信息，建立空间数据库。第二，利用GIS空间分析功能和评价模式，结合矿产地质对比数据和成矿规律研究，对收集的资料进行信息分析和挖掘，第三，基于GIS 技术，对不同数据源信息建立图层，并进行归类，对矿源信息进行空间叠加，进行综合分析和研究，最终圈定矿产勘查的靶区。矿产资源勘查GIS评价工作流程如图1所示。[2]
四、GIS 在矿产资源勘查潜力评价应用
GIS 在矿产资源勘查潜力评价应用主要包括建立基于GIS的数据库、信息要素的提取与模型的建立、矿产资源勘查潜力预测三个方面。
1、建立基于GIS的空间数据库
我国最早建立的关于矿产勘查的数据库主要是对非空间数据进行管理。目前数据库主要是进行空间数据信息的管理，这些信息不仅包括矿产资源的空间位置，而且包括其可视化分布情况。通过GIS 手段对空间信息进行规范和标准化后，可以建立矿产资源勘查评价的数据库。
空间数据库建立后，可以实现属性和图形信息之间的相互检索的活动，即可以根据地质图形检索地质体的属性信息，也可以根据地质体的属性信息检索地质图形的相应信息。另外，还可以根据属性的组合条件进行查询和检索。比如根据地质图空间数据库中的地层、岩性、构造等属性信息检索出相应的地质体特征，还可以通过地质图形的矿床、钻孔、断层、河流、地层、岩体等检索出它们的属性。空间数据库一旦建立就可以储存在计算机内，并可以根据勘查需要不断进行检索和查询，数据库的建立极大的提高了矿产资源勘查潜力评价的工作效率。 [3，4]
2、信息要素的提取与模型的建立
信息要素提取是指利用GIS的空间分析功能，把地学数据信息以图层或属性的形式表现，对地学数据信息中的潜在成矿信息进行发掘，提取矿产资源位置和规模的信息。
矿产资源勘查潜力评价模型主要基于GIS技术建立，根据矿产资源勘查目标或问题，使矿产资源的概念模型表达为具象化的可操作要素。。矿产资源勘查潜力的评价模型包括反映矿床成矿模型、综合标志找矿模型、矿床地质环境模型和社会经济模型等内容。[5] GIS可以在潜力评价模型的建立过程中表达各种要素，例如在矿床模型中，利用GIS可把模型的要素表示为成矿地质背景、矿床成矿要素、成矿产物、成矿标识等。 3、矿产资源勘查潜力预测
矿产资源勘查潜力预测的目的，是应用先进地质理论和技术方法，并结合矿产数据和信息，圈定预测区域，缩小勘查目标范围，提高找矿的效率。[6]
矿产资源勘查潜力预测，主要是利用GIS对矿带、地质、地球物理和地球化学图进行分析，利用组合图进行潜力评价和预测。GIS 在矿产资源勘查潜力预测中的应用流程，具体如图2 所示。[7]
结语：
矿产资源是我国经济发展的物质基础，随着科学技术的进步和生产力水平的不断提高，矿产资源的工业价值和利用程度也将不断提高。鉴于矿产资源在经济发展中的重要作用，我国已经将矿产资源勘查潜力评价作为制定国家矿产资源战略、加强资源宏观调控的重要举措。虽然我国将GIS技术应用于矿产资源潜力评价，并取得了一些成果，但是相比于美国、加拿大、澳大利亚等发达国家，我国GIS 在理论和应用方面都有很大的进步空间，地质学家和研究人员的研究手段从通用GIS到专用GIS的转变，三维GIS数据操作、全息图像显示、层次处理，GIS技术、网络技术、虚拟现实技术三者的有机结合对矿产资源勘查的未来发展有着深远意义。
