地理信息系统在地学上的应用一、地理信息系统的定义地理信息系统是随着计算机技术的飞速发展在信息科学、计算机科学、现代地理学、地图学、测绘遥感学、空间科学、环境科学和管理科学等学科的交叉处派生出来的一门新兴的边缘学科。

由于侧重点不同所以对其定义也不尽相同。

有的侧重于面向对象功能有的侧重于其空间分析功能有的侧重于其数据库管理功能。

但是其核心是计算机科学基本技术是数库、地图可视化及空间分析故其可以这样定义GIS 是处理地理数据的输入、存储、管理、查询、综合分析各种地理空间信息、辅助决策并以多种形式输出数据或图形产品的计算机系统。

地理信息系统(GIS)是计算机硬件和软件系统，设计该系统的目的是为了收集、分析并显示空间参考数据。

简言之，地理信息系统就是把原来需要人工处理的一些数据，如土地利用数据、资源管理决策数据和为解决地学问题而收集和分析的各种数据改为自动化处理。

地理信息系统的应用，使科学家能较之以前处理更多类型的数据并使这些数据相互联系起来，可以用新方法检测问题，拓宽学术理解。

例如，科学家可以通过综合分析同一水文流域的植被、土壤、表层地质、降雨量．径流量来研究土壤的渗透性或土壤侵蚀。

随着城市人口的激剧增加，对国家自然资源和环境的需求亦激剧增加。

为此，联邦政府和州政府必须经常对评价和管理自然资源．探测和减轻自然的或人为的公害等问题很快作出反应。

例如经常要求美国地质调查局(USGS)快速提供地学信息，有助于减轻诸如地震、滑坡等灾害的作用。

地理信息系统则是一个非常有价值的工具，能为USGs的科学工作者提供快而有效的信息。

地理信息系统研究：研究数字化空问数据交换的先进技术：研究先进的计算机系统结构：改进数据结构；把知识推断模型专家系统，自然提问语言应用于多种数字数据库和空间数据处理技术把地理信息系统应用于主要的勘测任务中。

地理信息系统(GIS）作为一种先进技术，在成矿预测中得到广泛运用。

利用分析和处理各种地学信息，并从中提取有用信息，GIS可以迅速缩小成矿靶区。

总结利用GIS 技术在元谋十棵树矿区进行找矿预测的工作过程，证明GIS技术在找矿工作中的可行性。

一、地理信息系统在成矿预测中的应用地理信息系统（GIS）是一种由硬件软件、数据和用户组成的以研究地理或地学数据的数字化或图形化采集、存贮、管理、分析、表达的计算机支持系统。

它具有动态性采集、管理、分析和输出多种地学空间信息的能力，以及区域分析，多要素综合分析和动态预测能力，能为决策者提供科学、快速、准确的决策依据。

利用GIS平台可以将区域地质资料、矿产地资料、航空航天遥感资料、地球化学等资料在统一的坐标体系下存储和展示，并可以管理、查看、分析及使用不同图层的数据；同时，GIS具有强大的空间分析能力，可以方便的研究出图元的相互关系，找出与成矿有关的信息。

从多源地学信息的综合管理角度来说，GIS可以长期安全、有序地保存和管理各种空间数据；从空间查询的角度说，GIS 能够方便地检索到矿化目的层及矿化目的层中的矿床分布情况；从空间分析角度说，GIS的空间信息叠加分析能够迅速找到具有物、化探异常的地层或岩体；从空间实体统计功能角度来说，GIS的面积统计功能能迅速计算出任意多边形的面积。

因此，GIS用于多源地学信息的空间分析，受到国内外的广泛重视。

二、地理信息系统在地质现象分形研究中的应用———以云南金矿成矿研究为例地理信息系统和分形理论皆为蓬勃发展的新兴学科，是地学研究的有力手段。

本文应用地理信息系统对云南金矿的集群分形分布、密度分形分布、储量分形分布进行了研究，并对云南地层进行了R/ S 分析。

研究表明地理信息系统能满足大部分地质现象的分形研究的需要，且更简单精细，同时获得了一些对找矿勘查有价值的成果。

分形理论创立于20 世纪70 年代，作为研究复杂系统和复杂现象的有力工具，已广泛应用于自然科学和社会科学的众多领域；地质学是最早应用分形理论的学科之一。

所谓分形是指在一定尺度范围内事物在形态、功能或信息等方面具有自相似或标度不变特征。

研究发现许多地质现象具有标度不变在体积和赋矿深度上的差别时，将的特征。

国内外学者对断裂、地震、矿床品位、储量等分成边长为1的网格，分别取不同的分形研究，已取得许多重要进展。

1963 年，加拿大测量学家R. F. Tomiinson 首先提出了“地理信息系统”这一术语，并建立了世界上第一个GIS 产品———CGIS。

自此，地理信息系统作为一门空间信息土地管理、交通、能源等众多领域。

本次研究中在建立云南金矿- 构造数据库的基本次研究中在建立云南金矿- 构造数据库的基础上，应用Mapinfo 提供的空间分析工具，探讨了云南金矿在矿床群集分布、矿床密度、储量分布及断层的分形特征，揭示了一些对找矿勘查有实用。

三、地理信息系统在金属矿产预测中的应用地理信息系统应用于矿产资源预测，可归纳如下几个步骤：(一)建立地质信息空间数据库。

利用GIS提供的数据输入平台将原始地学资料分类输入，如地球物理、地球化学的离散和网格化数据，数字化地质图件，在数据输入过程中应同时标注数据的属性或拓扑关系，并利用GIS的数据转换软件，将输入的数据转换成统一的大地坐标投影系统和有利于空间分析的数据格式，矢量或栅格格式。

(二)提取有意义的信息：根据所研究矿产模型的需要，从原始数据库中提取有用的证据单元，或重新组合成基本的证据层。

(三)建立矿产预测模型：综合预测模型的建立一方面是根据观察已知矿床特征与基本证据单元的空间关系进行统计研究，另一方面是接专家的意见评价各级证据层的相对重要性，给予相应的“证据权的方法，为建立计算模型提供一个推理网络。

(四)操作分析：以重新组合的证据层为基本单元，利用地理信息系统的图形分析功能按计算机模型推断网络的思路进行各个图形的操作分析，通过GIS强大的图形显示功能观察中间结果，对经分析、修改初始模型和图形分析方法产生新的中间图层。

(五)解释最终成果。

最终成果是多层地学证据综合叠加的结果，组织地学专家分析成果应用的有效性，并可修改或重新构成基本证据和模型参数，产生新的矿产资源预测图。

应用实例利用现有资料和GIs系统(MapGIs)的分析功能，对鄂东南地区铁矿产资源进行预测评价。

主要分析断裂、岩浆岩、磁异常三大要素与铁成矿的关系。

(一)预测区的地理位置：预测区北起鄂州市，南止阳新县，东起鄂州市一黄石市一富池长江以南，西至金牛～保安一鄂州市一线，呈三角形地带，实控面积5030km~，隶属于长江中、下游铁、铜、金多金属成矿带地段，是我国著名的铁、铜、金矿产资源基地。

(二)数据准备包括地质数据和物探数据。

前者主要是采用1 10万地质矿产图，分三种文件录入：点文件为矿点资料，线文件为岩浆岩岩层分界线及构造线两类|面文件为地层和岩浆岩分布区后者主要是1t10、万的磁异常数据，作为线文件。

(三)用GIS分析铁成矿地质条件和找矿标志1．点漕关系分析这里的点文件是泛指所有的矿产点，包括大、中、小型矿床和狭义的矿点，线文件是指断裂、线性构造。

2、镑探磁异常成矿有力度分析这里利用的是铁矿点的点文件，物探磁异常分布的线文件，与有刺成矿的岩体或地层的面文件，用GIS的叠加分析功能，将点、线、面三个文件叠加四、用GIS进行矿产预测的评价矿床预测传统的做法是根据地质资料和专家的经验统计方法，研究备类地质数据的相互关系以达到预测矿产资源的目的，商GIS是研究点、线、面区空间关系的有力工具，它的引入，对地学研究及应用都是划时代的新工具，至少可以看出GIS在成矿预测方面的应用有如下优势：(1)先进的数据库和图库管理一旦将各种地学图件和数据输入到GIS系统，不但可以长期保存，而且可以根据研究者的需要、增添、修改。

(2)能够快速分析有利的成矿地质条件，并找出有利成矿的量化区间。

(3)能够得到一些用人工的方法很难划分出的地质异常地带，例如断裂控矿影响宽度带。

(4)能够充分利用成矿地质条件和找矿标志以及专家的经验分析成矿条件，通过GIS各种操作，达到矿产预测的目的，其特点是：a．在预测中吸取专家的经验及知识较容易，不仅可以用在类比基础上的经验预测，也可以用于求异基础上的概念预测。

b．预测的目的是确定矿产的空间分布，用GIS系统预测方法进行成矿预测具有空间直观性，避免了矿产预测中的人为因素。

(5)从经济效益上讲，地理信息系统对于短期和长期项目的应用都很有价值的，与传统的方法相比，地理信息系统可更加迅速地对大量数据进行对比和分析，大大节约了时间，缩短了研究周期，是矿产勘探者的有力助手。

瓶颈方面仍存在着很多问题需增大力度攻关。

五、GIS与各种自然地理资源的管理自然地理资源对于一个国家的国民经济发展有着举足轻重的作用其分布具有明显的时空特征。

我国幅员辽阔自然资源十分丰富传统的管理技术与方法无论是在效率上还是在操作与应用上都远远不能满足要求。

而将具强大的空间地理数据管理和空间数据分析功能的GIS 技术应用于这一领域则可以极大的减少人力、物力、财力的浪费。

在这一方面的主要目的即是为了获取多源空间地理数据高效地实施管理建立各种数据库进行空间分析对资源作出评价和预测为辅助决策等服务。

GIS在各种自然资源管理上主要侧重于资源调查与勘探和资源评价两个方面。

六、GIS与各种地图的编制GIS的出现为地图编制提供了现代化的技术和手段。

GIS 用于制图可实现图形数字化建立图形和属性两类地学数据相结合的数据库。

GIS 的多源信息输入全部存贮于计算机内所以数据的分层储存、管理、查询长期保存都很方便分幅检索、添减图幅、拼接图幅和投影转换等也很容易。

其图像灰度增强、边缘增强、以及图像的平滑去噪等图像处理系统大大地提高了图件的质量。

国产软件M APGIS 以其强大的数字化功能数据矫正功能及图形编辑等功能在这一领域而倍受关注应用广泛并且取得了显著的成果。

从地理信息系统在地学领域中的研究与应用现状可见地理信息系统是一生命力极强的新学科和新技术其应用范围正在迅速扩大。

在地学研究领域中的广度和深度也在突飞猛进。

越来越多的事实证明将地理信息系统应用于地学领域在理论上是可行的在方法上是先进的。

地理信息系统经过了30 多年的发展里程目前已成为信息产业中不可缺的重要组成部分其应用与发展已经成为势不可挡的国际潮流在我国也显示出了巨大的潜力。

虽然在我国起步较晚与国际先进水平尚有一定差距很多领域的应用和研究尚不完善但是经过近20年的发展也已取得了可喜的成就。

随着GIS 技术的发展Web 与多媒体技术的融入( WEB GIS 技术的开发与研究目前正如火如荼多种应用软件业已问世并投入应用) 面向对象模型技术的进一步开发与研究与遥感( RS)、全球定位系统( GPS)的3S 技术的集成( 全国已应用GIS 、RS 、GPS 集成技术进行大比例尺土地利用动态监控的实验研究) GIS的应用前景将更加广阔在地学研究与应用领域中发挥的作用也将越来越大。