GlS技术在绿色物探勘查中的应用——基于ArcGlS平台

董晴晴，冯欣欣

（山东黄金（北京）产业投资有限公司，北京 100032）

传统的物探测点放样，采用“GPS+纸质图（坐标纸）”对坐标的方式进行定位，会出现定位速度较慢，精度上人为参与成分高[1]，导航位置不准确，点线号易记错等问题。本文以在内蒙古草原地区进行物探勘查为例，通过GIS技术在物探勘查中实现测点可视化及智能标注的功能，很好的解决传统方法中出现的各种问题。

同时，依据绿色生态找矿的原则，在区内选取最优路径进行激电中梯法发射系统的布设，达到省时、省力的目的，提高了工作效率。

1 GIS技术

1.1 GIS

地理信息系统（Geographic Information System）是对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的计算机技术系统[2]。

ArcGIS软件是在此基础上由美国Esri公司开发研制的，是当前主流的地理信息系统应用平台之一。该公司40年以来一直引领全球GIS行业技术进步，并在地理信息系统理念创新上走在业内前列。

随着科技的快速发展，GIS技术已渗透至地质、物探勘查等各个领域，并得到广泛应用。例如：ArcGIS软件在大型矿集区识别与预测中的应用[3]；在GIS软件平台编制1：25万地球物理系列图件[4]；以及采用ArcObject组件实现ArcGIS与Surfer格网文件转换[5]等。

1.2 移动GIS

移动GIS是卫星定位技术、移动通信技术、GIS、互联网等技术的综合性数字化信息系统[6]。

ArcPad软件是由Esri公司专门为野外用户设计的一款移动GIS软件，与ArcGIS平台有很好的交互性。通过“移动设备+移动GIS+空间数据（图件）”的方式来实现GPS导航、路线追踪、实时定点、数据信息采集及输入等功能[7]，大大提高了野外数据的可用性和有效性。

2 实施方案

依托ArcGIS软件平台，在ArcMap界面下设计物探测网：通过编辑功能模块，可完成测网绘制；通过空间分析功能模块，可快速生成测点[8]；通过数据管理功能模块，可批量添加测点坐标；通过智能标注功能模块，可生成任意方位及大小的标注。

设计完成后，将数据信息通过ArcPad功能模块转换成其默认的数据格式.apm文件，导入手持GPS中进行导航，定位及路线追踪。然后将记录的路线文件导入电脑，并依据绿色生态找矿勘查的原则，室内设计最优路径进行激电中梯法发射系统的布设，将布设路线转换成.apm文件，再导入手持GPS中进行导航。

具体流程见图1。

3 实例应用

以内蒙古自治区西乌珠穆沁旗布金黑矿区为例，采用ArcGIS软件进行室内物探测网设计，使用ArcPAD软件进行导航及布极工作。

3.1 矿区地质背景及地理概况

地质背景：位于走向北东～北北东的华力西褶皱带的北部边缘地带，即哈尔楚鲁图～拜仁达坝～沙布楞山多金属成矿带中。

图1 实施方案流程图

区内西北及东南大部为二叠系下统寿山沟组（P1s），岩性为变质杂砂岩、变质粉砂岩、粉砂质泥岩夹凝灰质板岩、砂砾岩等，系海陆交替相及浅海相沉积。西北角出露侏罗系上统玛尼吐组（J3mn），岩性为安山质英安岩，角砾凝灰岩、英安质火山角砾岩，不整合覆于寿山沟组下段砂板岩之上。其余地区均为第四系覆盖。

地理概况：本区位于大兴安岭南段西坡，属低山区。少数蒙古族牧民在此居住，区内为牧民圈定的草场，仅草场之间有土道可通行车辆。

依据绿色生态找矿的原则，在车辆不碾压草场的基础上，采用ArcGIS、ArcPad软件相结合进行激电中梯野外布极工作。

3.2 室内设计及野外踏勘

依据设计书要求，采用ArcGIS软件在矿区面积29.22km2范围内设计了45个激电中梯排列，网度100m×40m，见图2。其中AB距1600m，观测范围为装置的中部1000m，最大旁测线距250m（即1个排列观测6条1000m测线）。

将设计好的测网及AB极点转换成.apm文件，导入手持GPS合众思壮MG758中，打开ArcPad10软件连接卫星后进行野外踏勘。

在踏勘过程中，不仅要观察矿区的地质情况、施工环境以及设计的排列相对位置，同时也将车辆行进的路线进行了追踪。追踪方式如下：

在ArcPad界面下新建线的.shp文件，命名为路线，添加至导航界面中。在“Drawing Tools”下选择“路线”线文件，再选择“折线”、“捕获顶点”，进入路线追踪模式。将矿区所有能通车辆的道路全部记录后，保存。

图2 设计激电中梯排列及路线图

图3 设计发射站及AB极路线图

踏勘完毕后，室内将记录的路线.shp文件拷贝到电脑里，添加至ArcMap中。根据激电中梯排列与路线间的就近原则，在图中路线上选择最佳的1处作为发射站（将发射机、整流源、发电机放置该处），进行标注。为确保1天完成两个排列，以发射站为中心，分别向南北方向各放1条共用供电线，再根据线圈长短，分别向两个排列的AB极各放1个线圈，保证完成一个排列后进行换极时，只需收取AB端的1个线圈的供电线，放置到下一个排列的AB极即可。同时，通过“Measure”或线属性观测该线长度，从而确定AB端供电线的长度范围，合理分配施工人员及供电线，见图3。

最终将设计好的发射站及到AB端的路线转换成.apm文件，导入手持GPS中，根据最优路线进行导航，大大节省了时间和人力、物力，提高了工作效率。

在实际施工过程中，严格按照最优路径进行放线导航，减少人为踩踏对草皮的破坏。对于不极化电极极坑，测量结束后将随身携带的草种播撒进去，及时将挖出的草皮进行回填及浇水，将对环境的破坏降至最小，达到绿色勘查的目的。

4 结论及注意事项

4.1 结论

（1）在物探勘查中，将ArcGIS与ArcPAD软件紧密结合，通过野外踏勘，做好前期准备工作，选取最优路径，大大的节省了时间和人力、物力，提高了工作效率。

（2）从绿色生态找矿的角度出发，在内蒙古地区，采用该方法避免了车辆对草场的破坏，同时，在施工过程中，对极坑播撒草种、回填及浇水，降低了草原的沙漠化，保护了生态环境，真正达到了绿色勘查的目的。

（3）该方法不仅在物探勘查中得到应用，也可在地质矿产勘查、环境勘查、地质灾害监测等方面进行应用。

4.2 注意事项

采用ArcGIS软件进行物探测网设计时，应注意layers（图层）坐标系统的选择，根据设计书提供的是北京54或者西安80的坐标拐点，选择相应的坐标系统。同时，还应根据提供的坐标带号来确定是3度带还是6度带。