关于信息技术在地质勘探中的应用探究

陈志

摘要：地质勘探工作是工程建设的一项前提工作，在工程建设中起到十分重要的作用，通过对信息技术在地质勘探中的应用研究，分析信息技术在地质勘探中的应用意义，其后在探索其应用策略时，可从树立信息意识、强化信息化勘探设备应用、GPS-RTK技术等多个方面展开，总结各项技术的实际应用成果，积累经验，优化信息技术应用流程，这对于地质勘探工作的长远发展来说有着促进作用。

关键词：信息技术；地质勘探；应用；策略

一、前言

进入新时代以后，地质勘探工作进入新篇章，而随着地质勘探的逐步深入，传统的地质勘探技术、设备已经逐渐难以满足发展所需。基于此，地质勘探部门开始尝试引入更加先进、有效的信息技术、设备，辅助完成勘探工作，并取得了较好效果。

二、地质勘探特征分析

（一）种类与方法繁多

地质状况不同，所选勘探方法亦有所不同，目前来说应用较多的包括坑探、钻探、物探等，在遇到特殊地段时，会用到多种勘探方法，而不同勘探方法需配备对应的专业设施、技术人员。

（二）变动大

部分地区地质构造相对复杂，在勘探时会遇到各种未知的事情，需在勘探初期强化对勘探区域地质构造的了解，在地质情况改变前调整设计方案、施工图纸、流程等，并通过管理人员讨论、项目变更，确定最终施工流程。

（三）周期长

每个区域的地质勘探工作，都是一个漫长的过程，因勘探工作并非简单的检查工作，需科学合理分析、论证，才可得到完整、准确的地质勘探结果。此过程会涉及多方面内容，如数据搜集与化验、地质业务图绘制、评价等，周期较长。

三、信息技术在地质勘探中的应用意义

（一）减轻劳动强度、降低危险程度

地质勘探工作在不同地区有着不同的要求，特别是在一些比较特殊的复杂地形地带，需勘探人员跋山涉水、翻山越岭、野营露宿，勘探、收集、分析相关资料，劳动强度较高，且会遇到各种各样的危险[1]。信息技术的引入可让危险地带的勘探、挖掘工作由信息化设备完成，工作效率高、勘探人员的人身安全亦得到保障。

（二）提升数据分析准确度

以往地质勘探工作中，因科技不发达，勘探人员虽然搜集了大量的资料，进行了重复性的试验、数据分析，完成了勘探报告，但在实际挖掘、开采时，发现部分报告准确度较低，不具备参考性，未能凸显地质勘探价值。而信息技术的引入能提升数据分析准确度，且先进的采集技术、抽样技术、分析技术的应用对地质勘探效率、找矿命中率等有着较好的提升作用。

（三）有利于地质勘探工作未来发展

进入新时代，地质勘探逐步朝着更深、更偏僻的区域进发，传统的地质勘探模式已经难以满足具体需求，出现地质勘探效率低、进展慢等各种问题。而信息技术的引入能辅助勘探人员在高效率完成当前工作的同时，继续朝着更深层次的地质层展开勘探、研究，这对于勘探工作未来发展有着一定的推动作用。

四、信息技术在地质勘探中的应用策略

（一）树立信息意识

树立信息意识在于确保地质勘探人员在实际勘探工作中能够灵活性地应用各种信息技术完成勘探任务，关注以下要点。

第一，要求地质勘探部门能够给予地质勘探信息化建设足够的重视，从地质勘探当前发展现状、未来发展需求出发，针对性、分批次地引入各种先进的地质勘探工具，营造较好的地质勘探信息化建设氛围，以此来为地质勘探工作创造较好的硬件环境。

第二，做好培训工作，引入“线上+线下”培训方式，培训内容主要集中在先进的地质勘探工具应用方法、地质勘探进程中的危急状况应对技能等，协调地质勘探工作、培训时间，分批次完成每年的培训工作，培养勘探人员信息化意识，促使勘探人员在日常勘探工作中加强对先进地质设备的应用能力，更好地完成各阶段的地质勘探任务[2]。

（二）强化信息化勘探设备应用

勘探行业的迅速发展，涌现出了各种先进的信息化勘探设备，强化这部分设备的应用对于优化勘探过程、提升勘探效率有较好作用。从以下几项设备展开举例分析。

1.一体化三维实景扫描仪，由无人机旋翼、双轴激光雷达、360°避障系统、电源键、全景相机、热插拔电池等组成，可按设定好的飞行计划，全自动从空中获取建筑物或周边环境的三维实景数据，为勘探人员提供一种简便、高效、智能、安全的移动测量扫描方案。

2.Win10系统手持PDA，解放地质、矿产勘探作业双手操作空间，通过现代化技术、信息设备，对地质勘探流程展开数字化处理，并通过4G/5G通信技术、北斗/GPS等定位技术，实现对勘测数据的远程、实时、海量运算分析。

3.借线遥控阵列电法系统，由接线遥控发送机、转换盒发挥作用，具体如图1所示，①为发送机、②为转换盒、③为多功能接口、④为显示屏、⑤为开关。依靠装置系统，促使电阻率/激电测深阵列化，升级传统集中式高密电法仪，仅借助供电A、B导线遥控，改变探测深度，并允许测点非等间距、测线非直线布置[3]。目前传统高密度电法勘探在200m左右，并且排列越长，电缆的长度、电极的重量成倍地增加，加大野外施工困难。使用遥控电极阵列新技术，在高密度电法排列两端外侧延长布置逐稀的A、B供电遥控电极阵列及其导线，扩展排列长度，从而使勘探深度超过200m，达到600-800m。

4.其他设备，如超前钻孔成像仪、手持式地质勘探光谱分析仪等都可按需应用在地质勘探工作中。

（三）GPS-RTK技术在地质勘探工程测量中的应用

GPS指的是全球定位系统，PTK技术指的是实时动态差分法，GPS-RTK技术在地质勘探工程测量中的应用可有效提升勘探精度、简化勘探流程，关注以下要点。

1.控制测量

常规控制测量步骤为：整体控制、局部加密控制，在整体控制时应做好加密准备，在整体层面加以考虑，减少矛盾冲突，引入GPS-RTK技术不需再考虑加密控制、通视方向点，在测导线时，在控制点上布设移动站即能采集数据、得到坐标信息[4]。需注意的是：选择首级控制点位时，考虑基准站安全性、点位实用性，保证工作效率；结合控制网边长选择定位模式，若边长处于5-10km之间，选快速静态定位模式，若在10-15km之间，卫星数量足够满足外部观测条件，仍选快速静态定位模式，若在开阔平原地带，可选动态定位模式；若边长＜5km，对地质勘探、环境条件有标准要求，按需选择定位模式。

2.布设工程点

在应用全站仪等传统测量方式时，为减少各种类型地物、标志等对勘探视线的阻挡与遮蔽，需在勘探区域内布置大量高等级测量控制点，成本较高。引入GPS-RTK技术解决该问题，加速工程点布设速度，需做好以下工作：勘查地质勘探工程项目首级控制网，基于此合理布置工程点地理位置、工作线路；在移动站电子手簿中输入设计工程点坐标，通过RTK技术放样功能在实际勘查时完成工程点布设，计算天线位置坐标；核验工程点；计算各点位间误差，提升工程点精度。

3.构建工程控制网

这是地质勘探的基础与关键部分，需关注控制网的信息精度、网型设计过程[5]。通常来说，勘探场地内工程控制网覆盖面积较小、点位相对密集，故而对精度要求较高，可通过边角网控制GPS进行定位，搭建勘探控制网，亦可通过设计三角锁导线方案，分段实施，避免积累误差，但流程相对复杂，基于此，可通过GPS-RTK技术构成较长的GPS点三角锁，实现长距离线路坐标测量，避免实际操作时出现基础性问题，提升测绘准确性。

4.实时动态测量

主要依靠RTK技术发挥作用，在勘探区域内各个测量点装设若干GPS接收机，对接测量点、GPS卫星接收测量渠道，获取实时信息，并可将测量信息传输到中心测量站、测量流动站；对各项信息加以整合，发挥GPS技术优势，开展数据研究，测量流动站坐标上传到信息系统，进行相关信息回传，得到动态测绘参数，保持动态测绘；RTK工程程序相对清晰，依靠GPS技术，能观测到视线区间内所有卫星运行状况，通过无线系统完成信息传输；流动站负责信息接收、加工、展示，总结各阶段勘探结果，形成勘探报告。

（四）GIS技术在地质勘探超矿成矿预测中的应用

GIS即地理信息系统，指的是基于空间数据库，描述、存储、分析、输出空间信息的计算机技术系统，实现其在地质勘探超矿成矿预测中的应用，主要集中在以下方面。

1.建立知识库

需综合所搜集的资料搭建导致矿床形成因素与过程的知识库，再将其转化为数十公里或者数百公里的GIS成因准则；又因大部分矿床面积＜3km2，使得在成矿预测时难以直接确定目标矿床位置，但大部分矿床都是多种地质过程共同作用的产物，很多地质过程在这样的大范围内皆是能成图的，故而整体化分析勘探区域内的成矿潜力相对重要，可将矿床视为一个完整区域成矿系统中的一个微小部分，如此成矿系统由以下六个部分组成：驱动成矿系统能源、矿质来源、配位体来源、圈闭区、搬运通道、出流区，以此来证实各个成矿分量可能促成矿化的潜在要素，从而在地质勘探时更具针对性、目的性，提升找矿命中率。

2.搭建GIS数据库

优先选择具备较多地学资料、成矿地质条件优越的勘探区带，或者选择重点勘探区试用GIS技术，在确保试行效果达标后，再建立一套可行性较高的GIS系统衡量标准，建设更具实用性、合理性的地理空间数据库，对各类勘探信息展开综合分析[6]。在成矿系统各类基本要素得以证实后转化为成图准则，搭建相关数据的GIS数据库，展开快速成矿分析，在原始图形数据中分出一系列专题数据库，如为便于度量某类特征（花岗岩体与断层边界）的距离，搭建一系列由同心缓冲（距离这些特征的不同距离）构成的专题。

3.开发评价成矿潜力的子程序

用于定义矿床类型、分析勘探异常，执行对地质勘探中各项分模块工作的细致化管理。

（五）地质勘探信息系统建设

在进行信息化系统建设时，关键在于地质勘探主流程信息化，通过计算机网络技术、大数据技术、虚拟技术、计算技术、物联网技术等搭建基础架构，包括以下三个层次。

1.硬件层次

主要是地质勘探设备、岩石与矿石分析设备、遥感仪器、测量仪器、电磁仪器、光谱仪、计算机网络设备等。因地质勘探多在野外进行，因此组网时应确保三网联通，为地质勘探数据传输、应用共享提供技术支持。

2.环境层次

由网络中心、灾备中心、存储中心、计算中心等组成。网络中心用于信息传输、交换；计算中心用于勘查数据计算、管理；存储中心用于数据存储空间开拓、存储方式设定；灾备中心用于针对勘探过程中的意外情况补救。该层通过以下系统支持发挥作用：操作系统，包括OS系统、安卓系统、Windows系统等；数据系统，用于存储专业数据、勘探服务数据等；构件库，由各类勘探软件组成。

3.应用层

按照模块化布置，赋予以下各功能项：①勘探数据采集：基于移动端的标准化地勘外业数据采集，可同步采集编录、定位、时间、照片、视频数据；系统离线本地保存数据，在线实时同步数据至内业服务器。②大数据管理：该模块服务于地勘项目部、支队总队，分院/总院，还可上延到地勘局相关的管理工作，从重点勘探项目把控、勘探数据上报、勘探数据资源共享等维度实现跨层级生产经营大数据汇聚管理与挖掘分析[7]。③资料规范汇交：记录和保存项目实施全过程中项目参与各方产生的知识、信息、成果资料和勘查单位历史勘查资料等，实现数据标准化、集中管理，通过信息平台的数据积累，构建地勘单位的数据资产体系，包括：原始资料，底稿、测绘、野外观察、探矿工程、采样、仪器记录、航遥影像、综合资料、技术管理等；成果资料，正文、审批、附图、附表、附件、数据库、多媒体等；历史勘查资料。通过系统建设，改善以往资料分散存储以及人员流动造成的资料丢失问题。④样品管理：对不同送样类型进行分类管理，如基本分析样、内外检送样、岩矿鉴定样、组合样送样、体重样、光谱样、化探样等；提供内检误差统计和外检误差统计分析功能，以检查分析结果的偶然和系统误差。⑤QA/QC分析：通过可视化图表并结合统计分析数据，检查化验分析数据质量，再经过数据等级确认、最优结果筛选，得到准确度最高的一批化验分析数据。⑥地质勘探项目管理：包括审批流程和业务流程。业务流程包括流程模板设计、流程环节任务配置、流程发布、业务流程申请和业务流程办理等步骤。⑦报告报表：对地质勘探工作进度、成果进行统计、分析，在线便捷生成金刚石钻探报告报表、RC钻探报告报表、坑探报告报表、槽探报告报表、项目周报与项目月报、野外编录表和采样记录表[8]。⑧快速出图：在线快速生成钻孔柱状图并导出。⑨驾驶舱功能：以驾驶舱形式为勘探管理部门领导提供决策支持，通过各种常见的图表将采集的勘探数据形象化、直观化、具体化，形象展示各阶段勘探情况，监测勘探进展，对异常关键指标预警和挖掘分析，辅助管理者基于实际情况做出决策。

（六）三维地质建模

三维地质建模技术能准确地观察到地质体内地质构造、复杂地质现象的边界条件等，并直观地再现地质单元的空间分布、相互关系，对优化整个地质勘探过程有着较好的作用。通过华创三维地质系统AglosGeo完成三维建模过程，包括以下几方面。

1.地质数据库按水文地质、地质构造、岩土、地层时代等地学方式存储勘探数据，再以项目化经营模式存储地质数据。在勘探项目推进过程中，地质勘探数据会不断增加。整个三维地质建模过程按照分阶段存储、集中管理方式展开。

2.AglosGeo系统图形端对勘探数据三维展示，再结合数据库勘探数据搭建覆盖层、溶洞、断层、岩脉、岩层、透镜体、夹层等不规则地质体；通过测绘海量数据生成三维地面模型；进行勘探布置设计，主要是勘探线路设计、钻孔位置确定、平硐位置确定等；再结合钻孔、平硐、出露地质点、CAD图、勘探剖面、预测地层分界点等相关数据搭建地质年代层、风化层、岩性层、断层等的地层分界面，进而搭建地下水、卸荷界面。对地质模型展开实时、交互修改，在数据库、二维剖面、三维空间中删、增、改勘探数据，更新三维模型。

3.最终成型的三维地质模型，包括地质构造、风化、岩性层、年代层等所有地质内容，并具备工程过程属性、地质物理属性。依靠三维模型实现定位、保存、查询、输出等功能；图像端，结合三维地质模型、勘探数据生成平切图、钻孔柱状图、地质解剖图等，辅助下一阶段的地质勘探。

五、结语

综上，文章就信息技术在地质勘探中的应用展开了综合论述与分析，应给予其足够的重视，明确所提出各项信息技术在实际应用中的优势与不足，发扬优势、弥补不足，如此才能发挥信息技术在不同地质勘探阶段的真实作用。

参考文献

[1]李青海.论煤矿地质勘探技术及其重要性[J].矿业装备，2023（04）：98-99

[2]胡锦博，高少锋，杨先闻，等.石油地质勘探中新技术的应用[J].化工设计通讯，2020，46（10）：189-190.

[3]王悦.浅谈地质勘探信息化建设存在的问题及对策[J].信息系统工程，2021，34（06）：124-126.

[4]王万发.地理信息测绘技术在地质勘探中应用发展前景探讨[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术，2020（11）：205-206.

[5]李斌，谢洪，林永雯，等.煤田地质勘探野外综合地质数据的自动化整理[J].录井工程，2022，33（01）：100-108.

[6]宗谨.机电一体化数控技术在地质勘探中的应用分析[J].数字技术与应用，2021，39（03）：1-3.

[7]王玉岩.石油勘探三维地质构造建模技术探讨[J].西部探矿工程，2020，32（5）：75-76，79.

[8]王琳琳.测绘地理信息技术在地质勘查工作中的应用[J].世界有色金属，2020（11）：191-192.

作者单位：重庆市勘测院

责任编辑：尚丹