中 国 地 质 大 学
资 源 信 息 系 统
第一章 绪论
资源信息系统China University of Geosciences
目 录
第二节 地矿数据处理与资源预测评价技术2
第一节 地矿勘查数据采集与管理技术31
第三节 地理信息系统 (GIS)技术3
第四节 地质信息科学概述4
资源信息系统China University of Geosciences
概念,地理信息系统 (GIS,Geographic
Information System或 Geo-Information
Syistem)是一种特定而又十分重要的空间
信息系统,它是采集、存贮、管理、分析
和描述整个或部分地球表面 (包括大气层
在内 )与空间和地理分布有关的空间信息
系统 (李德仁等,1995)。
第三节 地理信息系统 (GIS)的应用
资源信息系统China University of Geosciences
加拿大测量学家 R.T.Tomlinson于 1963年
最早提出地理信息系统这一术语,并且建立 了
世界上第一个地理信息系统 —— 加拿大地理信息
系统 (CGIS)，用于自然资源的管理和规划。
经过 70年代和 80年代的研究，特别是在美国
Jack Dangermond 的倡导和推动下，实现了 图形
技术与数据库技术的结合,目前已经发展成为一
种全新的信息管理和处理技术，在全球范围的社
会、军事、经济和管理部门得到广泛应用,并且
促成一门新学科、新技术和新产业 —— 地理信息
学 (Geoinformatics或 Geomatics)的形成。
GIS的起源与发展
资源信息系统China University of Geosciences
地理信息系统的核心是空间图形数据库，而
关键技术是建立图形元素的空间拓扑关系和图
形与属性的联动关系 (李裕伟,1998)。
这些关键技术保证了对空间图形信息能够进行
有效管理和操作，以及在对图形单元进行任何
复杂操作的情况下，都能得到与该图形单元对
应的属性表。
空间图形对象与对象属性的完美地结合，是地
理信息系统实现空间分析的奥妙所在。
地理信息系统的数据库可以存贮大量的图层，
而地理信息系统的空间分析技术可以实现图层
的分解与合并。在每个图层中存放着逻辑同一、
类型一致的空间对象。
GIS本质
资源信息系统China University of Geosciences
例如,一些具有共同边界的线条 (断层、地
质界线等 ) 和区域 (地层、岩体、变质带等 )
信息，可以 (也应当 ) 存放在同一图层中；
而一张区域地质图可以根据需要分解出断层
图层、沉积岩图层、岩浆岩图层、变质带图
层、产状符号图层、矿产图层，等等。
每个图层的空间对象 (如每条断层、每个地
质单元、每个矿床或矿点等 ) 都可存入相应
的属性数据。当人们对空间图形对象进行操
作时,属性数据也会随之联动。
于是，一张复杂的地质图变成了若干相对简
单、有序，而又相互紧密联系的图层，这就
相当于把一张地质图拆分成了许多构件。
资源信息系统China University of Geosciences
利用这些构件,既可以恢复原图,又可以按
照地质学家的愿望组合成其它专题图件；既可
以利用地质图上的空间对象来检索它们的属性，
又可以根据属性来检索相应的空间对象。
这样一来，对地质图上的空间信息的检索、修
改、拆分、合并、分析、综合就变得非常容易
了，地质图不再是一张复杂的、内容拥挤不堪
的、固定不变的平面纸图，而是一批由计算机
管理的、逻辑上物理上有序组织的、能按照地
质学家的愿望迅速组合的空间地质信息。
关于地质图和图形信息的概念随之产生了重大
的变化。
资源信息系统China University of Geosciences
由于 GIS能够使研究人员以一种全新的、综合
的方法，来解决地质领域中的各种空间信息的分析
问题，近年来被广泛地用于基础地质、矿产地质和
环境地质的勘查与研究中 (Reddy R,K,T et al.,
1990; Moore,1991; Franz and Coy,1996)，取得
了一系列令人瞩目的成果。
美国地调所应用 GIS技术，将通过地质、地球
物理、地球化学和遥感等手段得到的地学数据进行
综合分析，解决了现有各类数据的集成、管理、分
析和成果的表示问题，提高了研究水平，有效地支
持了部门与政府决策。
GIS在资源勘查中的应用
资源信息系统China University of Geosciences
随着 GIS本身的技术发展，其应用已深入
到基础地质分析、地学断面研究、勘查图件辅
助编绘、三维沉积盆地分析、三维冰川沉积分
析、沙漠表面特征研究、地下水动力学模拟、
石油化探数据分析、矿产资源综合预测、环境
管理决策、地震灾害评价和风灾水灾监测等多
个地学领域 。地质学家们可以方便地利用数字
技术来检验、完善已知模型，并开发新模型。
资源信息系统China University of Geosciences
在太平洋沿岸的美国各城市和地区，人们普遍应
用 GIS将底图数据 (水文、交通、行政界限、地质数据 )、
地质技术数据 (垂直速度，孔隙比，土壤类型 )、地面响
应数据、坡度数据、地震数据 ( 震源、强度 ) 以及
用卫星和航测图像生成的有关图件信息进行综合分析，
生成各种图件用以指导减轻地震灾害。弗吉尼亚州地调
局用 GIS评价了威廉普县三叠纪盆地中活性有机化合物
的污染。根据该三叠纪盆地的水文地质资料、有毒物质
清单 ( 有毒废料的产生者和使用者 )、三叠纪盆地地貌
等资料，结合从州的水资源利用系统和全国水质采样点
数据系统检索的数据，研究了污染的性质和蔓延情况，
查明了影响地下水移动的水文地质条件，提供该州进行
城市供水井、工业用地、有害废料处理的科学选址。
资源信息系统China University of Geosciences
加拿大能源矿产与资源部也利用 GIS
进行矿产资源评价，在 SPANS 上开发出
矿产预测软件。他们以基岩地质、矿产地
质、水系沉积地球化学信息、冰碛地球化
学信息、遥感图像信息、航空物探中的放
射性测量等信息为基础，采用一定模型进
行综合研究以及圈定矿产勘探靶区。
资源信息系统China University of Geosciences
澳大利亚地质调查所和新南威尔士大学等也以 GIS
为基础，进行了区域资源潜力预测、评价与管理工作，
甚至将 GIS技术引入到政府管理的日常工作中 (陈建平,1999)。
他们的主要研究步骤是：
①分析主要矿床类型的产出环境的显示程度；
②建立全球性轮廓和区域性矿床类型描述模型；
③利用时空分析确定已知矿床的分布；
④对主要风险因素进行评价；
⑤利用模式驱动标准和地质专家组评价结果圈定特殊矿床
类型的资源潜力；
⑥利用不同方法对所有矿床类型的分布特征进行综合圈定，
最终生成区域矿产资源潜力图。
资源信息系统China University of Geosciences
我国资源勘查开发行业在 GIS 应用
方面的起步也比较晚，虽然近年来发展
较快，但早期主要是用于土地资源、道
路交通、市区地下管网和城市建设规划
管理，与资源预测、勘查、评价与开发
工作本身的直接联系较少。中国地质科
学院桂林岩溶所于 84年最早将 GIS应用于
研究和评价区域岩溶分布特征，研究开
发了岩溶塌陷评估预测信息系统。
我国 GIS发展与应用情况
资源信息系统China University of Geosciences
从 90年代初期开始，中国地质大 学
等 利用 GIS 进行金属成矿预测、水文地
质条件评价与水资源系统分析，中科院地
质所利用 GIS 研究花岗岩区新构造，中国
矿业大学利用 GIS 进行煤矿突水预测，成
都理工学院利用 GIS评价地面岩体的稳定
性，国家地震局 利用 GIS 进行首都圈震
害环境质量评价，河北地矿局利用
Mapinfo 进行榆关镇幅 1:5万 填图等等，
也都是这方面的探索性成果。
资源信息系统China University of Geosciences
最近，中国地质调查局、中国地质矿产信息
研究院和四川省地质矿产局也在 Arc/Infor上开
发出矿产预测技术，并且在扬子地台西缘成功地
完成了对剪切带型金矿和斑岩型铜矿的预测。 有
人认为，以 GIS为工具，综合地质、物探、化探
和遥感资料进行分析，已成为第三代矿产资源预
测的主要特征。 最近，一些大专院校和研究院所
在国家的支持和资助下，大规模地开展了 GIS在矿
产资源评价、区域地质填图和地质体三维建模等
方面的应用研究，我国资源勘查开发部门 GIS应用
与本职工作脱节的状况，有望得到进一步改善。
资源信息系统China University of Geosciences
在基础软件开发方面，我国已经开发出一批具
国际先进水平的工具软件，如中国地质大学的
MapGIS 和武汉测绘科技大学的 GeoStar等。
由于 GIS至今尚缺乏三维及多维数据的管理和处
理能力，缺乏强大的关系数据库管理系统和适合
于资源勘查开发数据分析的各种 方法库与模型库，
面对多源、多类、多量、多维和多主题的资源勘
查开发数据，显得能力不足。
如果没有功能强劲的资源点源主题数据库、模
型库、知识库、方法库和专门的资源图件编绘系
统支持，很难发挥更大的作用。
GIS在资源信息系统应用中的不足之处
资源信息系统China University of Geosciences
The end
Thanks
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第一章 绪论
资源信息系统China University of Geosciences
目 录
第二节 地矿数据处理与资源预测评价技术2
第一节 地矿勘查数据采集与管理技术31
第三节 地理信息系统 (GIS)技术3
第四节 地质信息科学概述4
资源信息系统China University of Geosciences
概念,地理信息系统 (GIS,Geographic
Information System或 Geo-Information
Syistem)是一种特定而又十分重要的空间
信息系统,它是采集、存贮、管理、分析
和描述整个或部分地球表面 (包括大气层
在内 )与空间和地理分布有关的空间信息
系统 (李德仁等,1995)。
第三节 地理信息系统 (GIS)的应用
资源信息系统China University of Geosciences
加拿大测量学家 R.T.Tomlinson于 1963年
最早提出地理信息系统这一术语,并且建立 了
世界上第一个地理信息系统 —— 加拿大地理信息
系统 (CGIS)，用于自然资源的管理和规划。
经过 70年代和 80年代的研究，特别是在美国
Jack Dangermond 的倡导和推动下，实现了 图形
技术与数据库技术的结合,目前已经发展成为一
种全新的信息管理和处理技术，在全球范围的社
会、军事、经济和管理部门得到广泛应用,并且
促成一门新学科、新技术和新产业 —— 地理信息
学 (Geoinformatics或 Geomatics)的形成。
GIS的起源与发展
资源信息系统China University of Geosciences
地理信息系统的核心是空间图形数据库，而
关键技术是建立图形元素的空间拓扑关系和图
形与属性的联动关系 (李裕伟,1998)。
这些关键技术保证了对空间图形信息能够进行
有效管理和操作，以及在对图形单元进行任何
复杂操作的情况下，都能得到与该图形单元对
应的属性表。
空间图形对象与对象属性的完美地结合，是地
理信息系统实现空间分析的奥妙所在。
地理信息系统的数据库可以存贮大量的图层，
而地理信息系统的空间分析技术可以实现图层
的分解与合并。在每个图层中存放着逻辑同一、
类型一致的空间对象。
GIS本质
资源信息系统China University of Geosciences
例如,一些具有共同边界的线条 (断层、地
质界线等 ) 和区域 (地层、岩体、变质带等 )
信息，可以 (也应当 ) 存放在同一图层中；
而一张区域地质图可以根据需要分解出断层
图层、沉积岩图层、岩浆岩图层、变质带图
层、产状符号图层、矿产图层，等等。
每个图层的空间对象 (如每条断层、每个地
质单元、每个矿床或矿点等 ) 都可存入相应
的属性数据。当人们对空间图形对象进行操
作时,属性数据也会随之联动。
于是，一张复杂的地质图变成了若干相对简
单、有序，而又相互紧密联系的图层，这就
相当于把一张地质图拆分成了许多构件。
资源信息系统China University of Geosciences
利用这些构件,既可以恢复原图,又可以按
照地质学家的愿望组合成其它专题图件；既可
以利用地质图上的空间对象来检索它们的属性，
又可以根据属性来检索相应的空间对象。
这样一来，对地质图上的空间信息的检索、修
改、拆分、合并、分析、综合就变得非常容易
了，地质图不再是一张复杂的、内容拥挤不堪
的、固定不变的平面纸图，而是一批由计算机
管理的、逻辑上物理上有序组织的、能按照地
质学家的愿望迅速组合的空间地质信息。
关于地质图和图形信息的概念随之产生了重大
的变化。
资源信息系统China University of Geosciences
由于 GIS能够使研究人员以一种全新的、综合
的方法，来解决地质领域中的各种空间信息的分析
问题，近年来被广泛地用于基础地质、矿产地质和
环境地质的勘查与研究中 (Reddy R,K,T et al.,
1990; Moore,1991; Franz and Coy,1996)，取得
了一系列令人瞩目的成果。
美国地调所应用 GIS技术，将通过地质、地球
物理、地球化学和遥感等手段得到的地学数据进行
综合分析，解决了现有各类数据的集成、管理、分
析和成果的表示问题，提高了研究水平，有效地支
持了部门与政府决策。
GIS在资源勘查中的应用
资源信息系统China University of Geosciences
随着 GIS本身的技术发展，其应用已深入
到基础地质分析、地学断面研究、勘查图件辅
助编绘、三维沉积盆地分析、三维冰川沉积分
析、沙漠表面特征研究、地下水动力学模拟、
石油化探数据分析、矿产资源综合预测、环境
管理决策、地震灾害评价和风灾水灾监测等多
个地学领域 。地质学家们可以方便地利用数字
技术来检验、完善已知模型，并开发新模型。
资源信息系统China University of Geosciences
在太平洋沿岸的美国各城市和地区，人们普遍应
用 GIS将底图数据 (水文、交通、行政界限、地质数据 )、
地质技术数据 (垂直速度，孔隙比，土壤类型 )、地面响
应数据、坡度数据、地震数据 ( 震源、强度 ) 以及
用卫星和航测图像生成的有关图件信息进行综合分析，
生成各种图件用以指导减轻地震灾害。弗吉尼亚州地调
局用 GIS评价了威廉普县三叠纪盆地中活性有机化合物
的污染。根据该三叠纪盆地的水文地质资料、有毒物质
清单 ( 有毒废料的产生者和使用者 )、三叠纪盆地地貌
等资料，结合从州的水资源利用系统和全国水质采样点
数据系统检索的数据，研究了污染的性质和蔓延情况，
查明了影响地下水移动的水文地质条件，提供该州进行
城市供水井、工业用地、有害废料处理的科学选址。
资源信息系统China University of Geosciences
加拿大能源矿产与资源部也利用 GIS
进行矿产资源评价，在 SPANS 上开发出
矿产预测软件。他们以基岩地质、矿产地
质、水系沉积地球化学信息、冰碛地球化
学信息、遥感图像信息、航空物探中的放
射性测量等信息为基础，采用一定模型进
行综合研究以及圈定矿产勘探靶区。
资源信息系统China University of Geosciences
澳大利亚地质调查所和新南威尔士大学等也以 GIS
为基础，进行了区域资源潜力预测、评价与管理工作，
甚至将 GIS技术引入到政府管理的日常工作中 (陈建平,1999)。
他们的主要研究步骤是：
①分析主要矿床类型的产出环境的显示程度；
②建立全球性轮廓和区域性矿床类型描述模型；
③利用时空分析确定已知矿床的分布；
④对主要风险因素进行评价；
⑤利用模式驱动标准和地质专家组评价结果圈定特殊矿床
类型的资源潜力；
⑥利用不同方法对所有矿床类型的分布特征进行综合圈定，
最终生成区域矿产资源潜力图。
资源信息系统China University of Geosciences
我国资源勘查开发行业在 GIS 应用
方面的起步也比较晚，虽然近年来发展
较快，但早期主要是用于土地资源、道
路交通、市区地下管网和城市建设规划
管理，与资源预测、勘查、评价与开发
工作本身的直接联系较少。中国地质科
学院桂林岩溶所于 84年最早将 GIS应用于
研究和评价区域岩溶分布特征，研究开
发了岩溶塌陷评估预测信息系统。
我国 GIS发展与应用情况
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从 90年代初期开始，中国地质大 学
等 利用 GIS 进行金属成矿预测、水文地
质条件评价与水资源系统分析，中科院地
质所利用 GIS 研究花岗岩区新构造，中国
矿业大学利用 GIS 进行煤矿突水预测，成
都理工学院利用 GIS评价地面岩体的稳定
性，国家地震局 利用 GIS 进行首都圈震
害环境质量评价，河北地矿局利用
Mapinfo 进行榆关镇幅 1:5万 填图等等，
也都是这方面的探索性成果。
资源信息系统China University of Geosciences
最近，中国地质调查局、中国地质矿产信息
研究院和四川省地质矿产局也在 Arc/Infor上开
发出矿产预测技术，并且在扬子地台西缘成功地
完成了对剪切带型金矿和斑岩型铜矿的预测。 有
人认为，以 GIS为工具，综合地质、物探、化探
和遥感资料进行分析，已成为第三代矿产资源预
测的主要特征。 最近，一些大专院校和研究院所
在国家的支持和资助下，大规模地开展了 GIS在矿
产资源评价、区域地质填图和地质体三维建模等
方面的应用研究，我国资源勘查开发部门 GIS应用
与本职工作脱节的状况，有望得到进一步改善。
资源信息系统China University of Geosciences
在基础软件开发方面，我国已经开发出一批具
国际先进水平的工具软件，如中国地质大学的
MapGIS 和武汉测绘科技大学的 GeoStar等。
由于 GIS至今尚缺乏三维及多维数据的管理和处
理能力，缺乏强大的关系数据库管理系统和适合
于资源勘查开发数据分析的各种 方法库与模型库，
面对多源、多类、多量、多维和多主题的资源勘
查开发数据，显得能力不足。
如果没有功能强劲的资源点源主题数据库、模
型库、知识库、方法库和专门的资源图件编绘系
统支持，很难发挥更大的作用。
GIS在资源信息系统应用中的不足之处
资源信息系统China University of Geosciences
The end
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