刘骏军 傅汉超 陆强---现代测绘技术在地理国情普查中的应用探讨（精选5篇）

第一篇：刘骏军 傅汉超 陆强---现代测绘技术在地理国情普查中的应用探讨

现代测绘技术在地理国情普查中的应用探讨

作者：刘骏军傅汉超 陆强 单位：浙江省第三地质大队邮编：321001 摘要：地理国情普查在国力国情调查中扮演着极其重要的角色，是了解和掌握地表生态、地表自然以及人类活动情况的基础工作，是获取地理国情信息的手段。随着我国科学技术的发展，测绘技术不断进步，为社会各行各业提供测绘基准信息产品，满足了全社会对测绘地理信息公共产品的需求，建立档案信息化服务，发挥测绘地理信息应有的作用。本文就以 3S 技术 为依托，浅谈现代测绘技术在地理国情普查中的应用。

关键词：测绘技术；地理国情普查；现代测绘技术

地理国情普查是一种综合利用地理信息技术系统、全球卫星导航技术以及遥感技术等现代测绘技术，对全国范围内的地形、交通、水系等进行动态的全方位的监测，并且统计分析其变化规律、特征、差异以及未来发展趋势等，最终形成关于环境、资源、生态等信息的变化规律监测数据、图表及报告等。近10 年来，地理空间信息技术进入了全面更新和加速发展时期。在这个大背景下，党和政府明确要求进一步加快“数字中国”地理空间框架建设。各省、区、市也相继开展了“数字城市”地理空间框架建设。在“数字区域地理空间框架建设”的同时开展的地理国情普查工作是现代社会发展必然趋势，体现经济社会发展各领域对测绘地理信息工作的新需求。

1.地理国情普查的重要意义

地理国情普查是一项重大的国情国力调查，是全面获取地理国情信息的重要手段，是掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的基础性工作，通俗的讲就是摸清国情“家底”。通过开展普查，能够全面查清我国自然和人文地理要素的现状和空间分布情况，为开展常态化地理国情普查奠定基础，满足经济社会发展和生态文明建设的需要，提高地理国情信息对政府、企业和公众的服务能力。

地理国情是空间范围内的国情信息，通过各种高科技手段，超越时间的维度，统筹兼顾的对国情信息进行分析、统计，以便于做出长远、可持续的科学决策。通过地理国情普查能够快速获得地表植被、生态环境、城镇发展等地理国情信息，国家或地区政府能够通过这些信息制定正确的发展战略和规划。从这个角度来说，地理国情普查能够加快我国生态文明建设的发展。另外地理国情信息利用空间信息科学为人类服务，同时有推动着空间信息科学的发展。地理国情普查的数据获取、信息提取、信息传输、空间分析等都需要将 3S 技术有机整合起来，借助通信、云计算等各种高新技术手段，实现对地理信息的收集、处理及预测，这些工作必将带动空间信息、地理科学等领域的发展与融合，从而推动空间信息科学的快速发展。

2.地理国情普查的任务和内容 2.1 地理国情普查的任务

地理国情普查任务主要包含：自然与人文地理要素信息的动态获取、综合分析与评估、产品生产与发布。其中，自然与人文地理要素信息的动态获取主要是利用现代测绘技术手段对地理要素量测及其动态变化的发现、识别、解译与数据采集，形成地理要素普查时空数据库本底数据库。在地理要素监测时空数据库的基础上分析与评估，综合运用空间统计分析、探测性空间分析、时空数据挖掘与发现技术，对地理要素的各类专题属性特征、时空分布模式、发展趋势与演变规律等进行的综合分析、时空变化的评估与趋势预测。

2.2 地理国情普查的内容

地理国情普查内容主要包括地表形态、地表覆盖和重要地理国情要素三个方面。地表形态数据反映了地表的地形及地势特征，也间接反映了地貌形态。数字高程模型是反映地表形态常用的计算机表示方法。地表覆盖分类信息反映地表自然营造物和人工建造物的自然属性或状况。地理国情要素反映与社会生活密切相关，具有较为稳定的空间范围或边界，具有或可以明确标识，具有独立监测和统计分析意义的重要地物及其属性。地理国情普查内容分为 12 个一级类，58 个二级类，135 个三级类。

3.现代测绘技术在地理国情普查中的应用

地理国情普查的实施需要利用遥感技术、航空摄影测量技术和全球卫星导航定位技术等，实现地理国情信息一体化的采集和快速更新；综合运用空间统计分析等技术，进行地理国情空间特征的综合分析、时空变化评估与趋势预测；利用地理空间信息系统技术、数据库技术，实现地理国情信息的自动化和定量化统计分析，完成国情普查的外业数字调绘工作，实现对我国的基本国情进行综合分析，结合各个时期的测绘成果，整理信息资料，得到社会发展的规律与趋势。从而更好的指导我国经济的发展。可见，地理国情普查普查离不开现代测绘技术的应用，下面我们来看一下现代测绘技术在地理国情普查中的具体应用。

3.1 3S 技术在地理国情普查中的应用 3.1.1 航空遥感技术

航空遥感技术在地理国情普查中的具体应用是监测调查地标地物的形态，这种技术能够快速、准确的收集各种地标信息。近几年，随着传感器的发展、影像数据源丰富多彩，图片的分辨率不断提高，使遥感数据采集信息的质量与效率大大提高。遥感技术结合地理信息系统技术和全球定位系统，能够自动快速定位地理数据信息，形成精密的监测，为空间决策分析提供依据。目前我国城市的信息采集也开始机载激光雷达扫描技术，它能够快速、精准的获取地面三维信息，普查范围广、精确度高，能全天候、无限制的获取地面三维信息，它是对遥感技术的一种延伸发展，大大促进了地理信息普查普查技术的进步。

3.1.2 全球卫星定位技术

全球卫星定位技术应用于地理国情普查中能够快速、准确、高效的提供地理信息的点、线、面三维坐标以及其他相关信息。它的特点是：自动化、全天候、精度高。全球卫星定位技术结合高精度全站仪、野外数据采集技术，实现地理国情数据的快速采集，以其高度的适应性、精密的测量、快速的技术手段为地理国情普查提供技术支持，推动其技术的进步。

3.1.3 地理信息系统技术

地理信息系统技术主要用于分析、管理地理国情普查空间数据的应用，它是集空间科学、信息科学、测绘科学于一身的技术手段，其技术系统主要由计算机硬件、软件和其他先进技术组成，能够精准的实现对地理国情普查数据的采集、整理、分析及显示等，便于解决复杂的规划与管理问题，为政府、企业及社会公众提供真实可靠的地理信息服务。

3.2 无人飞机航摄系统在地理国情普查中的应用

无人飞机航摄系统是一项崭新技术，能获取和处理高分辨率及高精度遥感影像。近来，国内测绘的无人机在升限、续航能力、载荷、飞行速度等技术方面都有了质的飞跃，且机载遥感技术得到迅猛发展。无人飞机普查具有机动能力强、操作简单、便于携带、成本低、安全性高、能低空获取高分辨率遥感数据等优点。为我国地理国情普查工作提供了重要的装备支撑。

4.结语

地理国情普查工作具有长期性、艰巨性。在全国范围内开展地理国情普查，需要丰富的地理信息数据和先进的测绘技术做保障。开展地理国情普查是时代赋予测绘地理信息部门的新使命，是测绘由传统模式向信息化模式转型升级的良好机遇，也是基础测绘工作服务于大局的一项重要任务。测绘单位需要及时更新测绘技术装备，提高地理国情普查成果的精度，不断完善测绘地理信息体系建设，进而提升测绘地理信息行业的保障服务能力，为地理国情普查提供有力的数据支撑，为推动我国经济社会科学可持续发展做贡献。

参考文献：

[1] 张勤 , 樊文峰.测绘与地理国情普查 [J].测绘通报 ,2014.(11):78-80.[2] 刘玉萍 , 包煜 , 张文.现代测绘技术在省级地理国情普查监测中的思考 [J].测绘技术装备 2015(1):46-47 [3] 钟先坤 , 张贵和 , 张登波.浅谈地理国情普查与测绘高新技术 [J].江西测绘，2015（01）:15-17．

第二篇：矿产普查与勘探读书报告-现代勘查技术、方法在现代矿产勘查中的综合应用

《矿产普查与勘探 》课程读书报告

----现代勘查技术、方法在现代矿产勘查中的综合应用

一、地质勘查技术体系的构成现状[5]

勘查技术根据其研究对象、工作目的、技术实质及管理范畴可划分为五大门类十大专业。即物化探类(含物探、化探、遥感三专业)、探工类(含钻探、坑探二专业)、测绘类(含测量、制印二专业)、实验测试类(含岩矿分析与鉴定二专业)、以及地质勘查电算技术类。

1．物探技术：

在探测方法方面现已形成七大系统与系列，即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面已建有十数家地勘仪器制造厂，可批量生产各类物探仪器，满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我们均有，且已更新3代至5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果，探测出数以百计的油气构造、数以千计的矿产地、数以万计的供水井位，而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。

2．化探技术：

近年来取得了突飞猛进的发展，填补了多项技术空白。首先六种方法即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立，并取得发展与提高。其次在应用方面，除用于地质找矿之外已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面。第三，化探技术进步方面亦相当突出，主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术；区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术；用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等。

3．遥感技术：

自50年代中期开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来，地质遥感技术飞跃进步，包括可见光、红外、微波等多波段成象的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面，特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得显著社会效益和经济效益。近年来陆续引进德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备，并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图象与sPOT图象已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪，开发和推广了微机图象处理系统和相应的处理软件。

4．钻探技术：

经过数十年的努力我国钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广了绳索取芯金刚石钻探，并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相、从单一无机为主转为高分子为主。，地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探；水域里的滨海钻探、深海钻探和极地钻探等，以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。

5．坑探技术：

勘探掘进即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高并形成作业线。勘探坑道软弱围岩盯注、锚、喷加固支护技术和独立长巷通风技术，以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好并已在生产中推广使用，同时还积极推广了“新奥法，’(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深17om掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术，都取得较好成果。坑探技术已在探矿、采矿、水利、交通、地下工程建设等多方面应用，特别是在隧道、涵洞、地铁、地下公路、地下储物库方面做出了突出贡献。6．测量技术：

地质勘查测量技术方法水平提高与发展速度很快，地形测量由平板仪测图为主发展到航空摄影测制(应用航片测制大比例尺1：1000一i：10000图件提高工效2倍、成本降低1/3)，推广光电测距技术使测量工作比原来提高工效3倍，且可节约一半人力，航空与海洋勘测已应用先进的无线电定位与卫星定位GPS技术等，陆地GPS也已试用。目前地勘行业中测量专业分布在各个部门，从事地勘测地、地形测量、工程测量、海洋测量、城市测量、矿山测量等，同时也进行地质灾害监测，地面沉降与地震形变监测等多项工作。

7．制印技术：

地质制图与印刷技术已趋于正规化和规范化。多色印刷新技术已使落后的“氨熏兰晒”成为历史。应用航空航天遥感信息编图和计算机辅助制图以及建立地理信息系统GIS等新技术已列到工作日程上。另外也研究成功解象力强、储存方便、适于印刷精细地学类图件的PS感光预制版，并研究出PS版再生技术使成本大幅降低。网点菲林减色印刷图件提高了效率。同时也研究成功电子分色激光扫描，这是对工艺繁杂的彩色印刷的重大改革，获日内瓦国际发明与新技术展览会奖牌，这项技术的应用使各省区地质图件印刷积压问题得到解决

8．岩矿分析技术：

近年来分析技术发展很快，地矿行业已建立起方法较为齐全的实验测试技术体系。其中卓有成效的有区域化探主、次、痕量元素分析系统，超痕量Au分析方法、15个稀土元素分量测定方法，非金属矿的物化性能测定方法等。油气勘查的实验测试技术也具有较高水平。络合滴定法、光度分析法、分光光度法等都大步提高，极谱仪、光焰光度计、原子吸收光度计等已经普及。并部分配置了石墨原子吸收、X荧光光谱仪、等离子直读光谱仪等大型设备。

9．矿物鉴定和加工技术：

由于岩矿鉴定技术的全面提高导致矿产分选和综合利用水平大幅度的提高。这方面首先是显微镜法、费氏旋转台法、油浸法及矿物分选的重液分离、磁性分离法等普及最早。后来又发展应用X光衍射粉沫法、差热分析法、透射电子显微镜等鉴定技术。并且也引进与研制了电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、四圆单晶X光衍射仪、同位素质谱仪等现代技术和设备。矿物分离分选技术业已应用磁流体分离、静电分离、高频与中频介电分离等多种先进技术。磁团聚重选新工艺使效率提高数十至数百倍。另外，由于查清矿物组成与赋存状态，推进矿产综合利用，使“一矿变多矿”、多种矿产综合采选与冶炼。低品位金矿堆淋技术也已通过试验，开始应用。

10．地勘电算技术：

1984年地矿部召开电子计算机应用工作会议，推动了电算技术大发展。现在物探、化探、遥感、数学地质、探矿工程、测量制图、水文地质，以及科研管理都已用上微机。目前地质勘查中应用电算主要是进行数据处理(包括物化遥资料解释推断、地矿信息定性定量分析、地质作用过程数学模拟等)、图形图象处理、数据管理(如各类数据库、检索系统等以及建立勘查专家系统等

二、勘查技术体系发展方向

尽管我国勘查技术发展提高很快，但与发达国家相比，总体上还有相当差距，主要是高新技术发展缓慢，突破性独创技术较少，设备仪器更新换代周期较长。但是，只要地勘行业各单位领导给予重视，新方法、新技术、新仪器、新工艺必然迅速得到开发与推广。可以预料今后发展方向如下。

1．物探方面：

第一是研制一批新型设备(如超导磁力仪、微伽重力仪、探地雷达、岩性探测仪、大功率TEM系统等)；第二是发展一批实用的方法技术(如VSP技术、AvO技术、CT技术、X光检测技术、压电与压磁技术等)；第三是开发一批资料处理和解释成图软件。

2．化探方面：

第一是研究地气法和寻找深埋矿床方法，以及扩大化探在农业和环保方面的应用研究；第二是探索特殊矿种(如铂与铂族元素等)分析方法、多元素野外现场快速分析方法与轻便设备；第三是编制各种地球化学图件(分幅、分省、分成矿区、分不同景观单元)。

3．遥感方面：

第一开展窄波段波谱和成象波谱应用研究、热惯量制图研究、微波窗口理论研究；第二发展航空热红外扫描、多光谱扫描、侧视雷达的应用；第三推广模拟阴影图象、人工视差立体象对、多变量比特累加图等程序，推广图象变换程序(如蒙塞尔变换、霍夫变换等)。

4．钻探技术：

第一研究科学深钻工艺及装备、海底与极地冰层地质钻探工艺及装备第二开发大直径深尺工程施工钻探(直径150一200cm、深100一200m)技术与设备；第三推广受控定向钻探技术(大斜度、长距离)、双管反循环取样钻技术、泥浆净化与处理技术、新型高效护孔与堵漏等。

5．坑探技术：

第一开发喷硷机械手的程控技术及设备、新型高效大冲击凿岩工具、有毒有害矿种遥控掘进技术控制爆破技术等；第二发展短浅坑道液压与无轨凿装运机械化作业线与复杂地层掘进技术及设备；第三扩大推广“新奥法”掘进工艺，尤其软弱围岩复杂岩层中应用。

6．测量技术：

第一发展全天候、短观测时、无须站间通视的全球定位系统；第二开发利用轻型飞行器进行大比例尺航摄以对矿区勘测与环境监测；第三研制特种精密仪器以对地壳形变、岩层移动、地基倾斜、地应力变化、精密工程进行观测研究。

7．制印技术：

第一努力改革成图工艺实现制版软片化；第二发展正射投影技术以制作信息丰富、立体感强、易判图识别的影象地图；第三建立地理信息系统、推广减色印刷、电子分色、电子挂网、微机控制印刷新技术、扩大PS版应用等。‘

8．岩矿分析：

第一开展超痕量的稀有分散元素、贵金属元素、气液包裹体中有关化学成分测定技术与岩矿同位素分析技术研究；第二探索能源矿产中有机成分测定、离子探针、超细磨等技术与装备；第三推广岩矿全分析、多元素同时分析、离子色谱、原子荧光等分析方法。

9．岩矿鉴定：

第一加强探索对岩矿表面物化性能与工艺性能测定技术研究；第二开展对矿物新材料的测定技术、细菌冶金技术、煤歼石开发利用新技术等的开发工作；第三普及低品位金矿堆浸技术、磁团聚重选工艺及设备、矿物学找矿和化学物相找矿技术、非金属深加工工艺。

10．电算技术：

第一建立完善地矿信息系统(包括全国级物化探异常、航磁、区重数据库)；第二探索开发找矿模型库、方法库(含专家系统)，并与数据库形成三库一体化；第三发展推广各类工作站逐步组构全国地矿网络，促使勘查技术实现管理和办公自动化。

三、GIS在地质矿产勘查中的应用[1]

GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用，并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985~1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前，澳大利亚开始利用计算机笔记本以数字形式采集野外地质数据，建立有关数据库，借助ArcInfo与ArcViewGIS编制第二代地质图件。建成中国金矿大型数据库，对中国大地构造1~3级单元按最新研究动态进行划分并建立属性表，结合其他成矿信息，进行成矿GIS分析，预测区域成矿靶区。在国内，原地矿部系统许多单位已购买一些MAPGIS，GIS已开始普遍应用于地质调查。此外，还有一些利用国外GIS进行矿产资源研究与建立地学多源信息系统的新成果。例如，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，福建地勘局数据信息中心对GIS数据(数值、文字、图层等)采集、建库的有关技术问题进行全面研究。上述三个成果主要基于ArcInfo与ArcView GIS平台。此外，我国已建成1∶50万数字地质图数据库。可以预言，今后几年内会有更多GIS地质应用成果面世。总而言之，借助GIS，基于大量综合信息，可进行空间采样，对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成等作时空和多元统计分析，进行成矿预测和指导矿产勘查，模拟区域地质演化。在数据量充裕前提下，GIS分析具有定量、定时、定位的特点，可给出动态(不同时间于不同位置)结果。借助深部与时间数据，GIS分析实际可拓展到四维空间。在一个地区，依据所有已知地质资料建立的图形、图像、数据库，实际乃该区域地质工作的总结，有关GIS分析结果则代表该区现阶段较为客观的总认识。重要的是，所有按GIS分析要求格式化数据极易被将来新的数据充实，并按所有掌握数据再次进行新的分析，形成新的成果。

四、地质三维可视化的应用领域[2]

固体矿产的地质勘探是一个长时间的研究和生产过程，涵盖了地球物理、地球化学、成矿预测等诸多领域，一般要经过成矿研究、地质普查、详查勘探等过程。地质三维可视化可以应用于整个过程，尤其是可延伸至矿山开发、管理等阶段。

成矿分析、地质普查阶段

随着地质勘探工作的深入，地表的矿产资源一般都已经发现，故现在的地质勘探是寻找地下盲矿体，它埋藏于地下一定深度内，这类矿产的成矿预测必须利用反映地下矿体的多种资料，包括地层、岩性、构造、地球物理、地球化学资料，对这些资料进行综合分析，进行成矿预测。以往的成矿预测研究方法是研究者在纸面上对各种资料进行分析，现在三维可视化技术为成矿预测综合分析提供了一个平台，可以在三度空间中分析各种资料及其异常特征，对这些资料进行叠加运算、缓冲区分析等，寻找它们与成矿的关系，建立成矿模型，更好地进行成矿预测。在对所有的地质、地球物理和地球化学数据分析的基础上，寻找对成矿最有利的地段，布置普查钻孔，设计普查钻孔的位置、深度，提高普查钻孔的见矿概率，以便节约勘探资金，根据钻孔的见矿概率来提高对矿体成矿规律的认识，更好地进行成矿分析。如笔者近几年应用澳大利亚maptek公司的Vulcan软件对铅锌矿体进行三维可视建模，直观明了地展示地下铅锌矿二、三维形态，为研究矿体的空间展布规律提供了科学依据。

勘探阶段

勘探两个主要问题一是合理地布置钻孔，减少勘探成本，二是建立钻探数据库，合理地进行地质解释，圈定矿体，进行储量计算，提交高级别的储量。在以往许多地质勘探过程中，常常存在两种情况，一是由于钻孔布置过密，导致勘探成本加大，施工期延长；二是刚好相反，钻孔布置过稀，导致钻探工程不能完全控制矿体，影响提交储量的级别，需要补充勘探，延长施工期。在三维矿山GIS中，对这种矛盾的解决是利用普查阶段得到的普查工程数据，建立矿体的粗略的三维模型，把矿体分成矿房大小的小块，应用品位估算方法粗略估算各小块的品位，由于工程数量较少，将会有许多小块没有工程控制，不能进行品位估算，只有在这些部位补充布置钻孔才能得到完整的品位估算结果，这种利用矿业三维GIS进行详查阶段的钻孔优化布置方法既经济又高效。在钻探施工过程中，利用三维矿山GIS采集勘探数据，包括钻孔、浅井和竖井、探槽、坑道编录数据、地质测量的数据、地层记录数据、岩矿分析化验数据、物探化探测量数据、地震测量的数据以及其它探测和调查数据，建立矿区勘探数据库；在三维可视化环境下进行地质解释、矿体边界的圈定，实现地质体的三维重建和可视化，建立复杂而又不规则的地质体三维模型，应用地统计方法进行矿体储量计算，得到矿体的品位分布规律和储量

[1]

。如澳大利亚普莱塞尔公司在陕西八卦庙金矿的补充勘探是在澳大利亚surpac软件的指导下完成，取得了满意的效果。

经济评价阶段

在矿山三维GIS中，矿体的品位模型是基于矿房的模型，并且矿房的尺寸可以根据需要改变。由于每一个矿房都有品位，整个矿体的矿石量、金属量也容易计算，这样，对矿体的经济评价就变得比较容易。同时，随着市场情况的变化，可以改变矿体的边界品位，重新圈定矿体，重新计算矿体的平均品位、矿石量、金属量，进行不同市场情况下的矿山经济评价。

采矿设计阶段

国内常用的采矿设计一般是基于CAD的设计，CAD软件可以对均匀材质的实体和相对规则的三维实体建模，而对于矿体这样复杂、多变的实体，根本无法表达和操作。随着矿山三维GIS的功能完善，复杂矿体的三维模型的建立在技术上成为可行，这样真正进行地下三维可视化设计也成为可能。可视化采矿设计就是应用三维实体模型技术，建立矿山的数字模型，在三维数字化模型的基础上完成采矿工程布置、方案优化、进度计划编制等采矿设计。顾名思义，可视化采矿设计就是在采矿设计或生产过程中，能即时看到设计对象的结果和效果，实时交互地修改设计对象。并且可以实时验证设计的合理性和正确性，迅速得到满意的结果。而不象以往传统的设计程序那样需要很多的人力、专家花很多的时间和精力去检查设计结果或计划的正确性和合理性，而且不能定论设计方案或计划方案是否最优。在利用可视化采矿设计进行设计时，检查(或审检)人员可以节省大量的时间和精力不去检查那些繁杂的对象关系及细节，因为所有的对象或工程都清清楚楚地跃于眼前，细节及相互间的关系也一目了然。设计人员可以把主要精力用在整个系统的合理性和最优性的分析上，也就是说，只考虑关键的属性、参数，如果它们合理、正确，则结果是正确，而无需质疑细节和误差。这样大大地提高了设计产品的质量、水准及速度，减少了设计上的失误和错误，避免了大量的重复设计和修改的工作量。

[7]矿山的生产管理

在矿山采矿过程中，出矿品位是最主要的参数，也是采矿生产计划所关心的主要参数，它关系到矿山的生产配矿，在矿山三维GIS中，已经估算了每一个矿房的品位，而且该品位的估算精度将随着矿山开采的进展，矿体模型的完善而越来越高，因此生产计划中将要开采的任何位置的矿石品位、矿石量、金属量可以直接从计算机中得到，矿山管理人员可以根据将要开采的矿石品位等特征来计划矿山采矿配矿的工作。如中国江西铜业公司应用三维可视化软件进行矿山采矿配矿管理，取得了很好的效益。

参考文献：

[1] 赵鹏大．矿产勘查理论与方法[M]．武汉：中国地质大学出版社，2001． [2] 金性春．板块构造学基础[M]．上海：上海科学技术出版社，1982．

[3] 候德义，刘鹏鄂，李守义，等． [M]．矿产勘查学．北京：地质出版社，1997． [4] 阎葆瑞，张锡根．微生物成矿学[M]．北京：科学出版社，2000． [5] 董月华．遥感地质学[M]．武汉：中国地质大学出版社，1998． [6] 赵鹏大，李万亨．矿床勘查与评价[M]．北京：地质出版社，1987．

[7] 赵鹏大，胡旺亮，李紫金．矿床统计预测[M]．北京：地质出版社，1994． [8] 彭文能，刘小雅，罗文强．地质数据的多元统计分析[M]．武汉：中国地质大学出版社，2000．

第三篇：矿产普查与勘探读书报告-现代勘查技术方法在现代矿产勘查中的综合应用

《矿产普查与勘探 》课程读书报告

----现代勘查技术、方法在现代矿产勘查中的综合应用

一、地质勘查技术体系的构成现状[5] 勘查技术根据其研究对象、工作目的、技术实质及管理范畴可划分为五大门类十大专业。即物化探类(含物探、化探、遥感三专业)、探工类(含钻探、坑探二专业)、测绘类(含测量、制印二专业)、实验测试类(含岩矿分析与鉴定二专业)、以及地质勘查电算技术类。1．物探技术：

在探测方法方面现已形成七大系统与系列，即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面已建有十数家地勘仪器制造厂，可批量生产各类物探仪器，满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我们均有，且已更新3代至5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果，探测出数以百计的油气构造、数以千计的矿产地、数以万计的供水井位，而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。2．化探技术：

近年来取得了突飞猛进的发展，填补了多项技术空白。首先六种方法即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立，并取得发展与提高。其次在应用方面，除用于地质找矿之外已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面。第三，化探技术进步方面亦相当突出，主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术；区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术；用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等。3．遥感技术：

自50年代中期开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来，地质遥感技术飞跃进步，包括可见光、红外、微波等多波段成象的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面，特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得显著社会效益和经济效益。近年来陆续引进德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备，并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图象与sPOT图象已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪，开发和推广了微机图象处理系统和相应的处理软件。4．钻探技术：

经过数十年的努力我国钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广了绳索取芯金刚石钻探，并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相、从单一无机为主转为高分子为主。，地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探；水域里的滨海钻探、深海钻探和极地钻探等，以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。5．坑探技术：

勘探掘进即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高并形成作业线。勘探坑道软弱围岩盯注、锚、喷加固支护技术和独立长巷通风技术，以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好并已在生产中推广使用，同时还积极推广了“新奥法，’(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深17om掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术，都取得较好成果。坑探技术已在探矿、采矿、水利、交通、地下工程建设等多方面应用，特别是在隧道、涵洞、地铁、地下公路、地下储物库方面做出了突出贡献。

6．测量技术：

地质勘查测量技术方法水平提高与发展速度很快，地形测量由平板仪测图为主发展到航空摄影测制(应用航片测制大比例尺1：1000一i：10000图件提高工效2倍、成本降低1/3)，推广光电测距技术使测量工作比原来提高工效3倍，且可节约一半人力，航空与海洋勘测已应用先进的无线电定位与卫星定位GPS技术等，陆地GPS也已试用。目前地勘行业中测量专业分布在各个部门，从事地勘测地、地形测量、工程测量、海洋测量、城市测量、矿山测量等，同时也进行地质灾害监测，地面沉降与地震形变监测等多项工作。7．制印技术：

地质制图与印刷技术已趋于正规化和规范化。多色印刷新技术已使落后的“氨熏兰晒”成为历史。应用航空航天遥感信息编图和计算机辅助制图以及建立地理信息系统GIS等新技术已列到工作日程上。另外也研究成功解象力强、储存方便、适于印刷精细地学类图件的PS感光预制版，并研究出PS版再生技术使成本大幅降低。网点菲林减色印刷图件提高了效率。同时也研究成功电子分色激光扫描，这是对工艺繁杂的彩色印刷的重大改革，获日内瓦国际发明与新技术展览会奖牌，这项技术的应用使各省区地质图件印刷积压问题得到解决 8．岩矿分析技术：

近年来分析技术发展很快，地矿行业已建立起方法较为齐全的实验测试技术体系。其中卓有成效的有区域化探主、次、痕量元素分析系统，超痕量Au分析方法、15个稀土元素分量测定方法，非金属矿的物化性能测定方法等。油气勘查的实验测试技术也具有较高水平。络合滴定法、光度分析法、分光光度法等都大步提高，极谱仪、光焰光度计、原子吸收光度计等已经普及。并部分配置了石墨原子吸收、X荧光光谱仪、等离子直读光谱仪等大型设备。9．矿物鉴定和加工技术：

由于岩矿鉴定技术的全面提高导致矿产分选和综合利用水平大幅度的提高。这方面首先是显微镜法、费氏旋转台法、油浸法及矿物分选的重液分离、磁性分离法等普及最早。后来又发展应用X光衍射粉沫法、差热分析法、透射电子显微镜等鉴定技术。并且也引进与研制了电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、四圆单晶X光衍射仪、同位素质谱仪等现代技术和设备。矿物分离分选技术业已应用磁流体分离、静电分离、高频与中频介电分离等多种先进技术。磁团聚重选新工艺使效率提高数十至数百倍。另外，由于查清矿物组成与赋存状态，推进矿产综合利用，使“一矿变多矿”、多种矿产综合采选与冶炼。低品位金矿堆淋技术也已通过试验，开始应用。10．地勘电算技术：

1984年地矿部召开电子计算机应用工作会议，推动了电算技术大发展。现在物探、化探、遥感、数学地质、探矿工程、测量制图、水文地质，以及科研管理都已用上微机。目前地质勘查中应用电算主要是进行数据处理(包括物化遥资料解释推断、地矿信息定性定量分析、地质作用过程数学模拟等)、图形图象处理、数据管理(如各类数据库、检索系统等以及建立勘查专家系统等

二、勘查技术体系发展方向

尽管我国勘查技术发展提高很快，但与发达国家相比，总体上还有相当差距，主要是高新技术发展缓慢，突破性独创技术较少，设备仪器更新换代周期较长。但是，只要地勘行业各单位领导给予重视，新方法、新技术、新仪器、新工艺必然迅速得到开发与推广。可以预料今后发展方向如下。1．物探方面：

第一是研制一批新型设备(如超导磁力仪、微伽重力仪、探地雷达、岩性探测仪、大功率TEM系统等)；第二是发展一批实用的方法技术(如VSP技术、AvO技术、CT技术、X光检测技术、压电与压磁技术等)；第三是开发一批资料处理和解释成图软件。2．化探方面：

第一是研究地气法和寻找深埋矿床方法，以及扩大化探在农业和环保方面的应用研究；第二是探索特殊矿种(如铂与铂族元素等)分析方法、多元素野外现场快速分析方法与轻便设备；第三是编制各种地球化学图件(分幅、分省、分成矿区、分不同景观单元)。3．遥感方面：

第一开展窄波段波谱和成象波谱应用研究、热惯量制图研究、微波窗口理论研究；第二发展航空热红外扫描、多光谱扫描、侧视雷达的应用；第三推广模拟阴影图象、人工视差立体象对、多变量比特累加图等程序，推广图象变换程序(如蒙塞尔变换、霍夫变换等)。4．钻探技术：

第一研究科学深钻工艺及装备、海底与极地冰层地质钻探工艺及装备第二开发大直径深尺工程施工钻探(直径150一200cm、深100一200m)技术与设备；第三推广受控定向钻探技术(大斜度、长距离)、双管反循环取样钻技术、泥浆净化与处理技术、新型高效护孔与堵漏等。5．坑探技术：

第一开发喷硷机械手的程控技术及设备、新型高效大冲击凿岩工具、有毒有害矿种遥控掘进技术控制爆破技术等；第二发展短浅坑道液压与无轨凿装运机械化作业线与复杂地层掘进技术及设备；第三扩大推广“新奥法”掘进工艺，尤其软弱围岩复杂岩层中应用。6．测量技术：

第一发展全天候、短观测时、无须站间通视的全球定位系统；第二开发利用轻型飞行器进行大比例尺航摄以对矿区勘测与环境监测；第三研制特种精密仪器以对地壳形变、岩层移动、地基倾斜、地应力变化、精密工程进行观测研究。7．制印技术：

第一努力改革成图工艺实现制版软片化；第二发展正射投影技术以制作信息丰富、立体感强、易判图识别的影象地图；第三建立地理信息系统、推广减色印刷、电子分色、电子挂网、微机控制印刷新技术、扩大PS版应用等。‘ 8．岩矿分析：

第一开展超痕量的稀有分散元素、贵金属元素、气液包裹体中有关化学成分测定技术与岩矿同位素分析技术研究；第二探索能源矿产中有机成分测定、离子探针、超细磨等技术与装备；第三推广岩矿全分析、多元素同时分析、离子色谱、原子荧光等分析方法。9．岩矿鉴定：

第一加强探索对岩矿表面物化性能与工艺性能测定技术研究；第二开展对矿物新材料的测定技术、细菌冶金技术、煤歼石开发利用新技术等的开发工作；第三普及低品位金矿堆浸技术、磁团聚重选工艺及设备、矿物学找矿和化学物相找矿技术、非金属深加工工艺。10．电算技术：

第一建立完善地矿信息系统(包括全国级物化探异常、航磁、区重数据库)；第二探索开发找矿模型库、方法库(含专家系统)，并与数据库形成三库一体化；第三发展推广各类工作站逐步组构全国地矿网络，促使勘查技术实现管理和办公自动化。

三、GIS在地质矿产勘查中的应用[1] GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用，并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985~1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前，澳大利亚开始利用计算机笔记本以数字形式采集野外地质数据，建立有关数据库，借助ArcInfo与ArcViewGIS编制第二代地质图件。建成中国金矿大型数据库，对中国大地构造1~3级单元按最新研究动态进行划分并建立属性表，结合其他成矿信息，进行成矿GIS分析，预测区域成矿靶区。在国内，原地矿部系统许多单位已购买一些MAPGIS，GIS已开始普遍应用于地质调查。此外，还有一些利用国外GIS进行矿产资源研究与建立地学多源信息系统的新成果。例如，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，福建地勘局数据信息中心对GIS数据(数值、文字、图层等)采集、建库的有关技术问题进行全面研究。上述三个成果主要基于ArcInfo与ArcView GIS平台。此外，我国已建成1∶50万数字地质图数据库。可以预言，今后几年内会有更多GIS地质应用成果面世。总而言之，借助GIS，基于大量综合信息，可进行空间采样，对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成等作时空和多元统计分析，进行成矿预测和指导矿产勘查，模拟区域地质演化。在数据量充裕前提下，GIS分析具有定量、定时、定位的特点，可给出动态(不同时间于不同位置)结果。借助深部与时间数据，GIS分析实际可拓展到四维空间。在一个地区，依据所有已知地质资料建立的图形、图像、数据库，实际乃该区域地质工作的总结，有关GIS分析结果则代表该区现阶段较为客观的总认识。重要的是，所有按GIS分析要求格式化数据极易被将来新的数据充实，并按所有掌握数据再次进行新的分析，形成新的成果。

四、地质三维可视化的应用领域[2] 固体矿产的地质勘探是一个长时间的研究和生产过程，涵盖了地球物理、地球化学、成矿预测等诸多领域，一般要经过成矿研究、地质普查、详查勘探等过程。地质三维可视化可以应用于整个过程，尤其是可延伸至矿山开发、管理等阶段。成矿分析、地质普查阶段 随着地质勘探工作的深入，地表的矿产资源一般都已经发现，故现在的地质勘探是寻找地下盲矿体，它埋藏于地下一定深度内，这类矿产的成矿预测必须利用反映地下矿体的多种资料，包括地层、岩性、构造、地球物理、地球化学资料，对这些资料进行综合分析，进行成矿预测。以往的成矿预测研究方法是研究者在纸面上对各种资料进行分析，现在三维可视化技术为成矿预测综合分析提供了一个平台，可以在三度空间中分析各种资料及其异常特征，对这些资料进行叠加运算、缓冲区分析等，寻找它们与成矿的关系，建立成矿模型，更好地进行成矿预测。在对所有的地质、地球物理和地球化学数据分析的基础上，寻找对成矿最有利的地段，布置普查钻孔，设计普查钻孔的位置、深度，提高普查钻孔的见矿概率，以便节约勘探资金，根据钻孔的见矿概率来提高对矿体成矿规律的认识，更好地进行成矿分析。如笔者近几年应用澳大利亚maptek公司的Vulcan软件对铅锌矿体进行三维可视建模，直观明了地展示地下铅锌矿二、三维形态，为研究矿体的空间展布规律提供了科学依据。勘探阶段

勘探两个主要问题一是合理地布置钻孔，减少勘探成本，二是建立钻探数据库，合理地进行地质解释，圈定矿体，进行储量计算，提交高级别的储量。在以往许多地质勘探过程中，常常存在两种情况，一是由于钻孔布置过密，导致勘探成本加大，施工期延长；二是刚好相反，钻孔布置过稀，导致钻探工程不能完全控制矿体，影响提交储量的级别，需要补充勘探，延长施工期。在三维矿山GIS中，对这种矛盾的解决是利用普查阶段得到的普查工程数据，建立矿体的粗略的三维模型，把矿体分成矿房大小的小块，应用品位估算方法粗略估算各小块的品位，由于工程数量较少，将会有许多小块没有工程控制，不能进行品位估算，只有在这些部位补充布置钻孔才能得到完整的品位估算结果，这种利用矿业三维GIS进行详查阶段的钻孔优化布置方法既经济又高效。在钻探施工过程中，利用三维矿山GIS采集勘探数据，包括钻孔、浅井和竖井、探槽、坑道编录数据、地质测量的数据、地层记录数据、岩矿分析化验数据、物探化探测量数据、地震测量的数据以及其它探测和调查数据，建立矿区勘探数据库；在三维可视化环境下进行地质解释、矿体边界的圈定，实现地质体的三维重建和可视化，建立复杂而又不规则的地质体三维模型，应用地统计方法进行矿体储量计算，得到矿体的品位分布规律和储量[1]。如澳大利亚普莱塞尔公司在陕西八卦庙金矿的补充勘探是在澳大利亚surpac软件的指导下完成，取得了满意的效果。经济评价阶段

在矿山三维GIS中，矿体的品位模型是基于矿房的模型，并且矿房的尺寸可以根据需要改变。由于每一个矿房都有品位，整个矿体的矿石量、金属量也容易计算，这样，对矿体的经济评价就变得比较容易。同时，随着市场情况的变化，可以改变矿体的边界品位，重新圈定矿体，重新计算矿体的平均品位、矿石量、金属量，进行不同市场情况下的矿山经济评价。采矿设计阶段

国内常用的采矿设计一般是基于CAD的设计，CAD软件可以对均匀材质的实体和相对规则的三维实体建模，而对于矿体这样复杂、多变的实体，根本无法表达和操作。随着矿山三维GIS的功能完善，复杂矿体的三维模型的建立在技术上成为可行，这样真正进行地下三维可视化设计也成为可能。可视化采矿设计就是应用三维实体模型技术，建立矿山的数字模型，在三维数字化模型的基础上完成采矿工程布置、方案优化、进度计划编制等采矿设计。顾名思义，可视化采矿设计就是在采矿设计或生产过程中，能即时看到设计对象的结果和效果，实时交互地修改设计对象[7]。并且可以实时验证设计的合理性和正确性，迅速得到满意的结果。而不象以往传统的设计程序那样需要很多的人力、专家花很多的时间和精力去检查设计结果或计划的正确性和合理性，而且不能定论设计方案或计划方案是否最优。在利用可视化采矿设计进行设计时，检查(或审检)人员可以节省大量的时间和精力不去检查那些繁杂的对象关系及细节，因为所有的对象或工程都清清楚楚地跃于眼前，细节及相互间的关系也一目了然。设计人员可以把主要精力用在整个系统的合理性和最优性的分析上，也就是说，只考虑关键的属性、参数，如果它们合理、正确，则结果是正确，而无需质疑细节和误差。这样大大地提高了设计产品的质量、水准及速度，减少了设计上的失误和错误，避免了大量的重复设计和修改的工作量。矿山的生产管理

在矿山采矿过程中，出矿品位是最主要的参数，也是采矿生产计划所关心的主要参数，它关系到矿山的生产配矿，在矿山三维GIS中，已经估算了每一个矿房的品位，而且该品位的估算精度将随着矿山开采的进展，矿体模型的完善而越来越高，因此生产计划中将要开采的任何位置的矿石品位、矿石量、金属量可以直接从计算机中得到，矿山管理人员可以根据将要开采的矿石品位等特征来计划矿山采矿配矿的工作。如中国江西铜业公司应用三维可视化软件进行矿山采矿配矿管理，取得了很好的效益。参考文献：

[1] 赵鹏大．矿产勘查理论与方法[M]．武汉：中国地质大学出版社，2001． [2] 金性春．板块构造学基础[M]．上海：上海科学技术出版社，1982．

[3] 候德义，刘鹏鄂，李守义，等． [M]．矿产勘查学．北京：地质出版社，1997． [4] 阎葆瑞，张锡根．微生物成矿学[M]．北京：科学出版社，2000． [5] 董月华．遥感地质学[M]．武汉：中国地质大学出版社，1998． [6] 赵鹏大，李万亨．矿床勘查与评价[M]．北京：地质出版社，1987．

[7] 赵鹏大，胡旺亮，李紫金．矿床统计预测[M]．北京：地质出版社，1994．