本钢贾家堡铁矿 辽宁本溪 117000
摘要：地理信息系统（GIS）是电子信息技术飞速发展的必然产物，与现代地球及其相关科学日益增长的需求相适应，以处理地球上任何具有空间方位的海量信息为特征，具定量、定时、定位等优点，近10年来已在地质矿产勘查中得到广泛应用。一个区域各种地质资料（图形、图像、文字、逻辑、数值）的GIS分析实际上代表该区域现阶段较为客观的总认识。
当今时代是信息的时代，现代通讯技术、网络技术、多媒体技术、海量的数字化信息以及功能日益增强的计算机软硬件正使其向纵深飞速发展。地理信息系统即GIS，是处理地球上任何具有空间方位数据的计算机软件包的通称，这些数据可以是图形（地质图）、图像（卫片、航片）、文字（矿石类型）、逻辑（二态变量）、频率、数值等。GIS集计算机、测量、遥感、制图、统计等多学科于一体，以致难以给其下一个简单、准确的定义。吴信才曾从“功能”、“应用”、“工具箱”、“数据库”4个角度定义GIS。目前，GIS已被广泛应用于军事、资源、环境、地质、农林、水利电力、铁路公路、城乡规划、宏观决策等众多领域。
1 发展概况
GIS因解决地理问题而产生，其雏形可以追溯到20世纪60年代。ArcInfo与ArcView GIS是当前最流行的两个软件包，为美国ESRI的重要产品，被许多国家官方确定为国土资源、地质、环境等管理、研究的主要地理信息系统。ESRI始建于1969年，由Jack Dansermond和Laura Dangermond用自己平时积蓄的1100美元起步，经过70年代的艰苦奋斗，1981年推出新星ArcInfo，1986年微机版的PC ArcInfo投入市场，1991年又一力作ArcView GIS问世。1981年ESRI在其Redlands总部召开首次用户会议，仅18人到场，而1998年的用户大会有来自90个国家的8000多位代表。ESRI的发展史反映了GIS从无到有、从弱到强、迅速成长壮大的发展历程，也从一个侧面显示出GIS巨大的市场潜力和难以估量的应用价值。
2 主要软件及其特点
据悉，1995年市场上有报价的GIS软件已达上千种，但主要占据市场的不过10余种。除上述提到的ArcInfo与ArcView GIS外，国外的GIS代表作还有MapInfo、ErMapper、Idrisi Endas、Genamap、Spans、Tigris等。国内GIS开发起步较晚，原地质矿产部始于上世纪80年代中期，此外，国内尚有VIEWGIS、CITYSTAR、GEOSTAR等一批有一定市场的GIS软件。GIS常被误解为以地图制图或图像处理为主的计算机系统，实际上它不同于面向建筑、机械等人造对象的CAD或一般绘图软件Corel，也不同于地图编辑出版系统MAPCADC或照片处理软件Photoshop。
GIS以天然图形（如地图、地形图、地质图、矿产资源图、土壤图）及图像（如卫星图像、航空图像）为主要研究对象，除具备一般绘图、图像处理软件所具有的功能外，多有更强的图形编辑、拓扑功能。通常可进行光栅数据的矢量化，进行大地坐标投影及不同投影间的转换，图像处理也复杂得多（例空间滤波、K-L变换、HSI变换），可进行多图层与图像的叠合，建立内部数据库（属性表）并能够与外部大型数据库（如ACCESS、ORACLE）连接，依据需要使用者可进行查询及空间分析（如图形叠置域与缓冲区分析、属性的统计分析等）。GIS大多提供二次开发工具（如ArcInfo的AML语言），便于用户针对自己的专业需求自行建模，从而拓展GIS功能。ArcView GIS 还提供Script，借助其可使处理自动化。
不同GIS软件包往往在特点与功能上有较大差异，经常需要综合运用方能达到良好效果。例如，ErMapper擅长图像处理，ArcInfo则偏重于图形，Idrisi亦以图像处理为主且有更强的坐标投影与转换功能。
3 在地质矿产勘查中的应用
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ArcView GIS编制第二代地质图件。Zhou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。
4 存在的问题
GIS在地质中的应用存在着许多问题，应考虑解决或加以避免。GIS分析对设备要求较高，对扫描仪与宽幅彩色喷墨打印机的质量要求也很高（尤其对图像输人输出），故硬件花费较大。GIS以处理大量综合信息为特征，与软件和硬件相比，资料花费所占比例可能更大，而信息量不足时往往不能进行GIS分析或无法获得可信结果。GIS所需信息涉及面极广，包括地质图和各种其他基础图件（构造、岩浆岩、矿产、岩相古地理）、化探及物探数据、岩石地化数据、地层古生物资料、古地磁数据、卫星数据、航片、矿产数据（品位、储量、有益组分、微量元素等）、勘探工程图等，收集资料既耗时又昂贵，建立大型数据库之有关人员须具有丰富的专业经验和深厚的计算机基础。在国外，花费顺序一般为硬件<<软件<<资料<<技术人员工资。这一切显然会影响到GIS地质矿产勘查中广泛而深入的应用。
建立适于GIS分析的地质数据库决非易事，有质量问题的数据库将导致错误的分析结果，缺乏统一标准会影响到数据的交流与汇总从而造成大量重复劳动。首先，过去许多数据没有准确位置，不便采用。其次，数据引用出处不详的情况在国内文献中颇为普遍，在一些由原始数据统计计算得到的数据中尤甚（如均值），同一批数据常常被几个合作研究者在不同时间于不同刊物加以引用而不做详细注明，致使建库者稍不留意会吸收大量重复数据，这显然会干扰数据的概率分布图式。再者，良好的数据库围绕每一个数据均有大量的说明数据，除出处、年代外，这些说明数据还可能包括测试单位、测试方法、测试对象、仪器类型、使用的参数、误差情况等，GIS分析结果与数据质量息息相关，而许多文献却缺乏对数据的细致说明以致有关数据难以很好地被数据库引用。文字型数据则存在标准化问题，繁琐、含义重叠或交叉的文字描述不利于GIS分析。
5 未来展望
尽管GIS在地质找矿工作中的应用还存在诸多不足，但却有着广阔前景。海量数据、多元（源）信息、定量化是GIS分析的重要特点，也正是传统地质研究中所缺乏的，数据的日积月累与具体研究方法的不断完善必将引起一些质的变化。与此同时，GIS在地质中的应用也会逐步成熟起来，向地质学家们提出更多更新的要求。一些标准化措施、工作规范会相继出现，研究人员严格根据GIS分析要求采集原始数据，学术刊物按相关规定发表地质资料，
依此循序渐进经相当时期甚至几代人的积累，一个地质研究全面定量化的时代必将最终到来，从而导致地质学在许多基本认识上的重大飞跃和找矿的重大突破。更重要的是，研究人员知识面的拓宽和综合技能的提高会使得地质信息系统应运而生，完成研究手段从通用GIS到专用GIS的根本转变，其深远意义不言而喻。