謝曉敏，楊 靜

（四川省冶金地質(zhì)勘查局水文工程大隊(duì)，四川 成都 610000）

四川馬爾山銅礦位于四川馬爾山西南180°方向，直距20km，礦床類型屬造山帶型銅礦床構(gòu)造蝕變巖亞類[1]。銅礦體受控于大規(guī)模構(gòu)造蝕變帶內(nèi)次級(jí)層間斷層控制，成礦的有利條件為構(gòu)造條件-近南北向節(jié)理裂隙和圍巖條件-千枚巖。四川馬爾山作為銅礦富集區(qū)，有必要加大對(duì)該地區(qū)找礦的研究力度。

目前，四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息系統(tǒng)內(nèi)已積累了大量的地質(zhì)勘探、遙感等礦山數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量十分龐大，且存儲(chǔ)形式較為復(fù)雜。部分的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)由于基數(shù)較大被分散存儲(chǔ)，很難在真正意義上實(shí)現(xiàn)資源與社會(huì)服務(wù)的一體化。為此，本文基于GIS設(shè)計(jì)一種新型四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息系統(tǒng)。

GIS在應(yīng)用中又被成為地理信息系統(tǒng)，具備一定的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)表現(xiàn)能力，主要在計(jì)算機(jī)設(shè)備與良好運(yùn)營(yíng)環(huán)境的支撐下，采集相關(guān)地球信息數(shù)據(jù)，并結(jié)合數(shù)據(jù)表達(dá)特征對(duì)其實(shí)施有序的數(shù)據(jù)管理、運(yùn)算、分類、存儲(chǔ)等功能。作為信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)有力工具，可將獲取的數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式后以數(shù)據(jù)庫的形式對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)。

除此之外，GIS系統(tǒng)中的三維成像技術(shù)可直觀的呈現(xiàn)礦體的地質(zhì)信息，對(duì)并其持續(xù)實(shí)施數(shù)據(jù)的人工智能處理，進(jìn)而起到提升礦區(qū)勘查找礦效率的作用。

1 基于GIS的四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息系統(tǒng)

遵循找礦信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范化原則，下述將從硬件與軟件兩個(gè)方面，基于GIS應(yīng)用下，開展四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[2]?；贕IS的四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息系統(tǒng)具體框架，包括：GIS專題地圖制作、GIS空間分析統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)與模型匹配、GIS可視化表達(dá)，通過找礦信息系統(tǒng)進(jìn)而確定區(qū)域礦產(chǎn)種類，預(yù)測(cè)礦物儲(chǔ)存。為了滿足找礦信息系統(tǒng)的可視化功能，在整體設(shè)計(jì)中需根據(jù)找礦信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、圖像測(cè)繪等功能，使用SQL2008作為數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)資料，規(guī)范多種物探設(shè)備的使用規(guī)范，遵循裝置集中管理原則。具體硬件及軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容，如下文所述。

1.1 硬件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中心服務(wù)器：中心服務(wù)器作為支撐找礦信息系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，相應(yīng)段由多臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備構(gòu)成，整體裝置的存儲(chǔ)空間為64GB，增設(shè)外設(shè)移動(dòng)硬盤256GB，內(nèi)部可運(yùn)行空間為256kb。其芯片上具有132字節(jié)Flash，其板載晶振可達(dá)30.72MHz，具有更加豐富的外部設(shè)施資源及接口。為了確保找礦信息的時(shí)效性，引入YL-EDT地球物探設(shè)備，勘查待檢測(cè)區(qū)域，以直流電法儀作為測(cè)控主機(jī)設(shè)備，可承受最大供電電壓為1000V，獲取的電流數(shù)據(jù)分辨率為0.1mA，具有多參數(shù)同時(shí)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，可自動(dòng)補(bǔ)償模糊數(shù)據(jù)，保護(hù)高壓電流板，使獲取的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。

本文設(shè)計(jì)中心服務(wù)器采用了一種具有嵌入式-微控制器的集成電路，且芯體尺寸為32位，速度在72MHz，程序存儲(chǔ)器容量為256KB，RAM容量為48K的硬件平臺(tái)，該平臺(tái)可以更好的完成系統(tǒng)中對(duì)四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息采集以及處理等功能的要求。

本文主要對(duì)兩部分的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，一是本系統(tǒng)中的最小系統(tǒng)電路，二是系統(tǒng)中信息的采集以及解析電路。通過轉(zhuǎn)換芯片將模擬的信號(hào)信息轉(zhuǎn)換為空間上的數(shù)字化信號(hào)，采用具有HS處理技術(shù)的芯片，實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)質(zhì)的信噪比、量子效率等，可以將獲取到的四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息更加高效的轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

1.2.1 建立礦山資源數(shù)據(jù)庫

引入目前礦產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的GIS軟件建立了礦山資源數(shù)據(jù)庫，矢量劃分由裝置獲取數(shù)據(jù)圖像，集合礦山資源數(shù)據(jù)屬性要素（包括礦山采礦點(diǎn)、產(chǎn)礦類型、斷裂帶分布及特征等），生成支持存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式，基于GIS功能，搭建空間數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)入現(xiàn)有數(shù)據(jù)與礦山勘查時(shí)效數(shù)據(jù)值，例如礦山鉆孔深度、遙感影像數(shù)據(jù)等。

使用系統(tǒng)程序編譯功能，修改屬性數(shù)據(jù)值，劃分?jǐn)?shù)據(jù)閾值，處理數(shù)據(jù)字段，深度分解礦山資源密度值、礦產(chǎn)資源空間分布特征與資源緩沖區(qū)域，設(shè)計(jì)礦山三維立體模型，根據(jù)不同礦床的分布特征與巖層分布探索影像光譜規(guī)律，基于GIS系統(tǒng)描述數(shù)據(jù)，匹配資源與礦產(chǎn)數(shù)據(jù)，滿足數(shù)據(jù)的空間分布特征。

1.2.2 估算礦山資源儲(chǔ)備量

根據(jù)勘查礦山對(duì)象與數(shù)據(jù)匹配的結(jié)果，采用物探設(shè)備采樣獲取礦山樣本，結(jié)合檢測(cè)礦層裸露面積與網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)，估算礦山資源儲(chǔ)備量，同時(shí)根據(jù)礦山資源分布純度、鉆孔深度，計(jì)算資源分布情況。獲取礦產(chǎn)資源提取的專項(xiàng)要素，統(tǒng)一賦值礦山圖像功能，并采用GIS系統(tǒng)對(duì)估算礦山資源儲(chǔ)備量進(jìn)行綜合分析，繪制地圖圖像，確保數(shù)據(jù)表述的統(tǒng)一性。結(jié)合用戶對(duì)系統(tǒng)的要求，搭建結(jié)果人機(jī)交流端口，提供用戶下載數(shù)據(jù)的功能，定義用戶使用權(quán)限，維護(hù)數(shù)據(jù)安全，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)裝置，確保系統(tǒng)在勘查礦區(qū)的全覆蓋，實(shí)現(xiàn)礦山勘查找礦信息數(shù)據(jù)的在線檢索與管理，完成信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

提出對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以具有相同特征的四川馬爾山銅礦礦區(qū)作為此次實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象。將其隨機(jī)劃分為兩組，在控制單一數(shù)據(jù)量不變的前提下，圈定10km2、20km2、30km2、40km2、50km2礦山區(qū)域，忽略其它對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成影響的外界因素。

首先，使用本文設(shè)計(jì)的找礦信息系統(tǒng)，對(duì)圈定區(qū)域的礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行特征識(shí)別與數(shù)據(jù)管理，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)統(tǒng)計(jì)獲取信息數(shù)據(jù)數(shù)量，定義該組為實(shí)驗(yàn)組。再使用傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)實(shí)施相同步驟的操作，定義該組為對(duì)照組。為了避免突發(fā)礦山事件對(duì)結(jié)果的影響，將多種變量參數(shù)控制一致，針對(duì)測(cè)得的礦山勘察找礦信息獲取量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)而判斷兩種找礦信息系統(tǒng)對(duì)于四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息的獲取能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)步驟，采集5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種找礦信息系統(tǒng)下的礦山勘察找礦信息獲取量進(jìn)行對(duì)比，礦山勘察找礦信息獲取量對(duì)比結(jié)果，如下表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

通過表1可得出如下的結(jié)論：實(shí)驗(yàn)組礦山勘察找礦信息獲取量在相同勘查范圍內(nèi)礦山勘察找礦信息獲取量明顯高于對(duì)照組，對(duì)于四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息的獲取能力更強(qiáng)。

因此，本文設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)可識(shí)別的礦山數(shù)據(jù)更為全面，可實(shí)現(xiàn)對(duì)四川馬爾山銅礦富集區(qū)資源信息的良好統(tǒng)計(jì)，進(jìn)一步為四川馬爾山銅礦富集區(qū)的發(fā)展提供支持。

3 結(jié)束語

本文基于GIS系統(tǒng)的應(yīng)用下，開展了四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，搭建了管理多元化形式的數(shù)據(jù)庫，并通過設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中可更加全面的識(shí)別四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦信息數(shù)據(jù)，基于GIS系統(tǒng)為四川馬爾山銅礦富集區(qū)找礦工作的順利開展提供新發(fā)展方向，從根本上促進(jìn)四川馬爾山銅礦富集區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

但在四川馬爾山銅礦富集區(qū)后期的發(fā)展中，仍需針對(duì)提高數(shù)據(jù)分辨率等問題，實(shí)施更加深化的研究，推動(dòng)分布式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展。