剖析GIS技术成矿预测方法及应用

■鞠霞 姚娟

（河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院 河南郑州450001）

剖析GIS技术成矿预测方法及应用

■鞠霞 姚娟

（河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院 河南郑州450001）

面对21世纪对矿产资源需求的严峻形势，矿产预测研究将面临新的机遇与挑战，我国矿产预测工作的发展和各种地学数据的急剧增长，GIS在矿产预测工作中的应用研究将随着地学信息科学的发展日益普及和深化。这一技术已被引入到成矿预测工作中，取得了不少成果。本文分析了GIS成矿预测的方法，提出了基于GIS技术进行成矿区预测的应用。

GIS成矿预测方法应用

1　 GIS成矿预测方法比较

1.1布尔逻辑法

布尔逻辑法是在成矿规律分析基础上，根据各个成矿因素对成矿的有利程度，在GIS软件中将每个成矿因素（图层）进行二值化（True，False）或（0，1）。对于每个图层中的单个要素，如果对成矿有利则赋值为1，否则为0。

1.2代数法

代数法是布尔逻辑法的扩展。代数法对于各个成矿因素中的要素不是简单的赋值1或0，而是根据一定的规则对这些数据图层进行一系列的分数赋值，规则的确定可以由地质专家来评定，也可以按照一定的规则划分相应的数据级别和分数。在确定图层内的要素数值的同时，也可以确定图层间的数值关系（权重），这样对每个图层、图层内要素赋值后，就可以开展综合计算。

1.3模糊逻辑法

在模糊逻辑法中，各个成矿图层要素能够进行定量化的连续赋值。模糊逻辑法是在模糊关系值基础上通过模糊代数运算来实现对多个成矿要素图层综合。模糊关系值则是反应模糊集合中各个要素的重要性程度，其位于（0，1）之间，具体数值的确定可以通过基于模糊关系的隶属函数，也可以通过地质专家的主观判断给定。在GIS格式的数据属性中，成矿因素图层的每个数据级别都和模糊关系值相互联系，模糊关系值本质上是各个成矿要素的相对重要性和同一个成矿要素内不同数据之间的相对重要性。

1.4证据加权法

证据加权法是一种基于贝叶斯规则和条件概率基础上的成矿预测方法。在证据加权中，各个成矿预测因素可以被定量化为反映成矿有利度高低的数值。证据加权法进行金矿成矿预测一般包括四个步骤：①各证据因子的二值化处理；②先验概率估算；③计算证据因子的权重值；④计算预测图。

1.5神经网络法

在成矿预测中，人工神经网络本质上是分类的工具，其过程是先建立一个与金矿成矿有关的成矿要素图层，然后将这些先验的成矿信息输入，通过神经网络算法，建立未知区域与已知矿床区域的关联，一旦经过训练，人工神经网络就可以用于确定研究区任何一点的有利程度。

2　 GIS在成矿预测中的应用过程

基于GIS综合信息矿产预测是本文主要采用的预测方法。具体步骤如下：

（1）资料的收集和准备：搜集研究区内与成矿有关的地、物、化、遥等资料。如有可能，在缺乏资料的地区补充采集资料。包括已开采矿区和预测工作区的文字资料和图形影像资料等。

（2）数据整理和数据库的建立：通过对数据进行分析整理进行合理分层，对地质、物探、化探、遥感信息进行详细分析，并根据需要利用GIS工具对数据做相应的分析和处理（如物化探异常的圈定，遥感数据的解译等），利用GIS工具（如ARCGIS，MAPGIS）建立空间数据库，并对属性数据用关系型数据库进行管理，建库时要解决现存数据的集成问题：比例尺、定位与投影方式、数据精度与格式等。

（3）控矿因素的分析及找矿模型的建立：在分析区域的成矿规律基础上，确定控矿因素，建立矿床的描述性模型，列出所有的地质、地球物理、地球化学、遥感等找矿标志。

（4）模型的定量化与转换：从每一个描述性模型中选择出能确定该类型矿床存在与否的重要标志和一般性标志，并将其定量化，包括单个空间关系的确定和量化以及多个空间关系集成的量化，确定空间分析的方法并转换成GIS可以表示和处理的形式。

（5）预测GIS系统的开发及成矿预测：组建二次开发GIS预测系统，利用GIS提供的可视化空间分析功能，进行矿产资源综合分析与评价，利用总结的成矿因素进行多源信息成矿预测并圈定预测靶区。

3　 GIS在成矿预测中的实现方法

在矿的勘测过程中，岩石的碎屑中伴随着一定数量的磁性矿物的富集。通过对对异常进行化极处理，磁异常的弱信息进行增强在数据窗口内计算磁场的水平梯度和垂直梯度（即一阶水平导数与垂直导数）的乘，构成滤波器。计算每一测点的滤波系数Mj。

Mj给出的是总信号功率的量，，具有增强弱信号的作用。从而突出弱异常，压制干扰背景。通过对铀矿化区磁异常航磁化极异常到航磁剩余异常增强的应用，分离了背景值和成矿异常值之间的信息，突出了铀矿异常区范围，缩小了预测的成矿远景。从而降低勘探风险，有助于提高找矿的成功率

4　小结

地理信息系统（GIS）是综合处理和分析空间数据的一种计算机软硬件技术系统。借助地理信息系统能实现空间（几何）数据和属性（非几何）数据的输入、存储、更新、检索、查询、编辑、修改、运算、分析处理、图形显示、输出等工作。综合信息成矿预测就其本质而言，是空间分析问题，它研究的是点（矿床、矿点）、线（断层、构造线）、面（地层、岩体、各种物化探异常）之间的空间关系。地理信息系统正是研究点、线、面（区）空间系统的有力工具。因此地理信息系统（GIS）为综合信息成矿预测提供了强有力的技术支撑。地理信息系统（GIS）支撑下的综合信息成矿预测，在成矿信息的提取、成矿信息的综合关联分析、预测过程及预测结果的可视化等方面均具有许多常规地质方法不可比拟的优点，不但可以极大地提高工作效率，而且在建立研究区空间数据库的基础上进行动态、定量预测，促进成矿预测工作的科学化，是今后成矿预测的一个重要发展方向，必将把传统的成矿预测工作推进到一个崭新的阶段。

[1]邓勇，邱瑞山，罗鑫.基于证据权重法的成矿预测 [J].地质通报，2007，26（9）.

[2]杨茂森，黎清华，张淑珍.GIS技术在山东胶东地区金矿预测中的应用 [J].山东师范大学学报（自然科学版），2005，20（3）：52～55.

F416.1[文献码]B

1000-405X（2016）-2-201-1