地质找矿预测中三维地形与二维影像数据集成研究

刘锦秀

(青海省地质调查院 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海 西宁 810012)



地质找矿预测中三维地形与二维影像数据集成研究

刘锦秀

(青海省地质调查院 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海 西宁 810012)

矿产资源开发对于促进国民经济发展有着重要的作用，而地质找矿预测的精度和准确性直接影响到矿产开发工作。基于此，为了辅助地质找矿预测工作，结合实例分析，提出了一种三维地形与二维影像多源数据集成方法，以GIS软件为基础，建立地形的三维影响模型，再借助二维影像方法，结合三维模型与多源数据集成，进行地质解释，这种方法能够有效提升地质找矿预测的准确性、科学性和勘查精度，对后期矿产资源的开发工作有着重要的指导作用。

地质找矿；三维地形；二维影像数据；数据集成

1 三维地形与二维影像数据集成技术路线

1.1数据源

本文提出的地质找矿预测三维地形与二维影像数据集成方法采用的数据包括3个：比例尺为1∶10 000的地形图；比例尺为1∶10 000的pan 0.6 m数据；比例尺为1∶10 000的QB(快鸟数据)多光谱2.4 m数据。

1.2方法及技术路线

首先，是DEM数据的建立；图像信息的提取；对QB(快鸟数据)和DEM数据进行校正处理，保证两种数据具有投影信息的一致性，以此来为后期制作三维地形模型奠定基础；三维影像图像的生成；形成找矿靶区。

2 三维模型辅助二维影像遥感地质解释

三维地形模型辅助二维影像遥感进行地质解释的过程中影像遵循以下原则：在地质解释的过程中，应当以二维遥感图像解释为基础，利用三维模型能够对岩层特点进行直观的解释，因此在二维遥感图像解释的基础上加入三维模型，以此来提升解释的精准性，之后与相关地质资料为参考依据，则可以分析判断出可能成矿的地区或区域，相较于原来的分析区域而言，此区域范围要更小一些，虽然范围缩小，但仍不能圈定成矿靶区，需要进行后续多源数据集成工作才能够实现成矿靶区的圈定。

地质解释主要是对各个图层进行数据解释，在采集各个图层数据的过程中，应当保证使用软件的一致性，只有这样才能够保证地质解释过程中数据的统一和软件的兼容。主要采集的数据包括：岩层底层数据采集，不同种类岩性地物在遥感影像上的成像规律有着一定的差异性，以此为依据进行采集，在影像图中划定地质界线，利用同一符号进行标识，将符号标识和地质年代作为各个岩层底层数据的属性值；构造数据采集，在遥感影像上，不同构造在线性、地层空间及环形线纹理的展布形态都有着各自特点，以此为依据可以对构造数据信息进行采集，并赋予其属性值。

3 多源数据集成

多源数据集成过程主要可以分为3个步骤，具体来说如下：

1) 在遥感图像中将成矿因素信息提取出来，对这些成矿因素数据进行分类，以数据的差异性为分类标准，将其存储于不同的图层中。主要包括3个方面：a第1图层即矿源层信息数据采集。一般来说，需要根据当地的地质资料及矿床成矿的核心信息来确定数据提取的首要任务，本文假设核心信息为热水沉积，因此首先对矿源层信息数据进行提取；b第2图层即构造改造信息数据的采集。通过采集和提取构造改造信息数据能够对构造碎裂岩带进行反映和体现，而构造碎裂岩带与地区成矿有着密不可分的关系，对成矿有着重要的控制作用；c第3图层即变质热液蚀变改造信息的采集。尤其需要注意的是，在一些地区，变质热液蚀变与成矿是相伴而生的，二者有着密切的关系，因此对其数据信息的采集至关重要[1]。

2) 借助GIS软件中的空间叠加功能，实现上述3类多源数据的空间叠加，以此来得到地质找矿的主要方向。

3) 确定找矿风向。在缓冲区域分析的过程中，以分析结果为基础能够确定找矿方向，进而在可能成矿区域中圈定地质找矿预测靶区。

4 实例分析

4.1研究地区地质概况分析

以彝良县苗寨地区地质找矿预测为例，以该地区岩石组合为依据，利用遥感地质解释在遥感图像中显示最小可解单元，将最小可解单元作为地质解释工作划分的岩性及岩性组合基本单元，参考彝良县苗寨地区地质资料，赋予地质年代。彝良县苗寨地区大地构造在扬子板块西缘，具体位置在康滇隆起带东侧，从展布特征上来看，解释区岩性单元为褶皱枢纽近似NE-SW向北倾伏的复试背斜构造，整个构造形态相对完整，出露的地层主要包括晚古生代泥盆系、二叠系以及中生代三叠系地层，各个地层在展布上级构造格架上特点一致，在矿源层上层为上石岩统计上泥盆统[2]。

4.2三维地形与二维影像数据集成结果分析

按照上述技术流程，在彝良县苗寨地区地质找矿预测中应用三维地形模型与二位影像数据集成分析方法，发现该区域解释信息采集主要包括矿化蚀变信息、构造解释信息及岩性地层信息3个数据，从这3个方面数据着手进行多源数据集成，具体流程如图1所示。

通过多源数据集合，最终分析得出了4个找矿靶区，具体来说如下：

1) 背斜东翼铅锌矿找矿靶区

在林家坪断层深部，首先以地球物理探矿方法对段层下部深部进行预测，看其是否存在页岩岩组、石碳系灰岩及展布空间位置，之后对深部盲矿体进行预测，最后预测含矿地层地表铅锌矿产。

2) 杉树湾铅锌找矿靶区

经过三维地形与二维影像数据集成分析，圈定了杉树湾铅锌找矿靶区，主要位于背斜西翼大伙房，包括页岩、石炭系灰岩及白云岩岩组等，主要有白云岩、硅质白云岩，遥感解释硅质条带影像相对密集，呈现出了脉状、透镜状的强硅化蚀变带，是找矿的重要标志。

图1 彝良县苗寨地区地质找矿预测多源数据集成流程

3) 阎王桥铅锌矿找矿靶区

此靶区区域内的主要容矿地层为泥盆系碎屑岩彦祖，包括白云岩及硅质白云岩，呈现出北西方向、北北方向及北东方向的断裂发育，这些断裂发育有着相互交汇的特点，是容矿、倒矿的优良构造[3]。

4) 麻脚铅锌矿找矿靶区

此靶区区域内地层为泥盆系白云岩及泥盆系灰岩岩组，在北西方向、北东方向及北东东向等方向上有着线性剪切构造，这些构造发育呈现出相互交汇和相互剪切的特点，从而形成了线性的构造碎裂岩带，是良好的铅锌矿成矿地带。

5 结 论

综上所述，相较于二维影像来说，建立三维地形模型更有空间感，能够形象的反映出地质地貌自然景观及不同岩性的特殊性，为地质解释提供了有力依据，之后通过三维地形和二维遥感影像解释的多源数据集成能够圈定找矿靶区，对于提升地质找矿预测精度和效率有着重要的作用。

[1] 林辉, 何安国, 李际平. 高分辨率遥感及其应用[M]. 长沙:中南大学出版社, 2014.

[2] 褚进海, 彭鹏, 李郑, 等. 基于GIS技术的三维矿山遥感可视化方法研究[J]. 安徽地质, 2009(2).

[3] 陈越, 许惠平, 陈华根. 地理信息系统中矢量数据的三维可视化技术[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2004(9).

AResearchon3DTerrainand2DImageDataIntergrationinGeologicalProspecting

LIU Jingxiu

(QinghaiGeologicalSurveyInstitute,StateKeyLaboratoryofNorthernQinghai-TibetPlateauGeologicalProcessesandMineralResources,Xining,Qinghai810012,China)

The exploitation of mineral resources plays an important role in promoting the development of national economy. The precision and accuracy of the prediction of geological prospecting directly affect the development of mineral resources. Based on this result to assist the geological prospecting work, this paper in analysis, we put forward an integrated method of 3D terrain and 2D image data on GIS software to build 3D terrain model with 2D imaging method, by combining with the 3D model, the integration of multi-source data and geological interpretation. This method can effectively enhance the geological prospecting and exploration, including scientific and accurate precision, as has an important guiding role in development of mineral resources to work late.

Geological prospecting; 3D terrain; 2D image data; Data integration

2016-08-30

刘锦秀(1988-)，女，重庆市人，测绘工程师，研究方向：GIS建库与制图，手机：18209717733，E-mail：ljxx0112@126.com.

P627

：Bdoi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.04.012