關(guān)于GIS系統(tǒng)下煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘察技術(shù)的探討

潘啟林

摘 要：水文地質(zhì)勘察在煤礦區(qū)工程作業(yè)中，是一個(gè)重要的組成部分，其直接影響了煤礦區(qū)開(kāi)采工作的有效進(jìn)行。隨著科技的進(jìn)步，GIS地理信息系統(tǒng)橫空出世，并且在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘探中發(fā)揮了重要作用?；诖耍疚脑敿?xì)解讀了GIS系統(tǒng)在用戶需求上、工作效率上以及資源共享等方面呈現(xiàn)的特點(diǎn)，并且具體分析了幾種勘探手段，使其在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘察工作中得到更好應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GIS系統(tǒng);煤礦區(qū);水文地質(zhì)勘察;數(shù)字化技術(shù)

0 引言

GIS系統(tǒng)在工程領(lǐng)域中，是應(yīng)用非常廣泛的一種地理信息系統(tǒng)，其涵蓋了計(jì)算機(jī)、地理、測(cè)繪等多個(gè)方面的內(nèi)容。它能夠在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，對(duì)地球表層中的空間地理分布數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分析、存儲(chǔ)以及運(yùn)算。煤礦區(qū)的勘探工作本身就是一項(xiàng)難度和危險(xiǎn)性雙高的工作，考量GIS系統(tǒng)所具有的功能和優(yōu)點(diǎn)，將它與水文地質(zhì)勘察技術(shù)相結(jié)合，可以極大促進(jìn)煤礦區(qū)水文地質(zhì)的勘察工作。

1 GIS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 滿足用戶需求

GIS系統(tǒng)可以滿足用戶需求，為用戶提供多樣化方案。GIS系統(tǒng)是具有空間感的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，工作人員在它的幫助下可以對(duì)地理坐標(biāo)和空間位置進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并且GIS系統(tǒng)可以進(jìn)一步滿足工作人員的需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，歸納、綜合分析。GIS系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘查數(shù)據(jù)、線路塔桿等有初步設(shè)計(jì)，它能夠直接進(jìn)行線路設(shè)備遷移與相關(guān)的計(jì)算，為線路輔助設(shè)計(jì)和設(shè)備檔案的修改提供策略。GIS系統(tǒng)自動(dòng)化的特性，使它可以極大地滿足用戶的需求，實(shí)現(xiàn)具體操作的多樣化。

1.2 提高工作效率

隨著信息化時(shí)代的發(fā)展和成熟，GIS系統(tǒng)擁有多種功能，在很大程度上提高了工作效率。首先，系統(tǒng)信息化程度高。依托強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使GIS系統(tǒng)處理問(wèn)題的速度加快，同時(shí)它的信息都被儲(chǔ)存起來(lái)，因此方便查詢。其次，更加準(zhǔn)確客觀。因?yàn)镚IS系統(tǒng)的很多功能都是借助于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的，因此不易受人為因素的影響，和人工操作相比信息準(zhǔn)確度更高。此外，GIS系統(tǒng)在煤礦區(qū)作業(yè)方面也極大地提升了工作效率，比如：GIS系統(tǒng)提供的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)施了多元化調(diào)控，能夠更有效地收錄遠(yuǎn)程分析數(shù)據(jù)[1]。

2 GIS系統(tǒng)下煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 GIS系統(tǒng)數(shù)字化技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

伴隨著數(shù)字技術(shù)的興起，GIS系統(tǒng)成為煤礦區(qū)開(kāi)采與控制的核心技術(shù)，其數(shù)字化技術(shù)與勘探工作的有效結(jié)合，使現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控工作更加高效。在煤礦區(qū)作業(yè)的水文地質(zhì)勘查中，由于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控所設(shè)計(jì)的內(nèi)容較為復(fù)雜，水文勘查內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)更加多樣，因此想要維持現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和勘查之間的協(xié)調(diào)性就需要用到數(shù)字化技術(shù)。運(yùn)用GIS系統(tǒng)可以將輸入的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化形式，使龐大的信息量更加系統(tǒng)，為技術(shù)人員提供更準(zhǔn)確、更有效的參考數(shù)據(jù)。其中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是遠(yuǎn)程視頻傳輸?shù)闹骺仄脚_(tái)，微型計(jì)算機(jī)則是水文地質(zhì)勘查控制的基本裝置，具有高性能的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控能力。在水文地質(zhì)勘察中，采用更加精準(zhǔn)的采礦業(yè)調(diào)控模式，對(duì)采礦區(qū)數(shù)據(jù)實(shí)施更精準(zhǔn)的調(diào)度，提高了各種作業(yè)信號(hào)的操控效率。因此，GIS系統(tǒng)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，極大地降低了人工操控的難度，提高了煤礦資源勘探的水平。

2.2 GIS系統(tǒng)整合技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

GIS系統(tǒng)擁有優(yōu)秀的數(shù)據(jù)整合能力，為水文情報(bào)工作的實(shí)際應(yīng)用提供了方便。第一，在礦山大范圍內(nèi)應(yīng)用GIS技術(shù)采集水文信息，對(duì)其進(jìn)行整合，可以快速地為水文預(yù)報(bào)提供技術(shù)支持。第二，在水文模型上的應(yīng)用。使模型的參數(shù)更加準(zhǔn)確，確保水文模型整體的精確，在精密的模型開(kāi)發(fā)中，提高了開(kāi)發(fā)效率。第三，應(yīng)用GIS技術(shù)可以對(duì)災(zāi)害情況進(jìn)行預(yù)警。它可以對(duì)城市做一個(gè)災(zāi)害評(píng)估，分析可能出現(xiàn)的事故狀況，使人們提前采取防災(zāi)措施[2]。

2.3 GIS系統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

GIS系統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)是指，在數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)上，將收集到的數(shù)字信息進(jìn)行展開(kāi)，在電子硬盤(pán)中進(jìn)行信息存儲(chǔ)。對(duì)于煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查來(lái)說(shuō)，這種信息存儲(chǔ)的方式，大大提升了勘察的實(shí)時(shí)性，也加強(qiáng)了勘察管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察的遠(yuǎn)程控制。主要體現(xiàn)在：第一，GIS系統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)，能夠同時(shí)進(jìn)行信號(hào)采集、信號(hào)展開(kāi)、信號(hào)接收、信號(hào)存儲(chǔ)，大大降低了復(fù)雜、大位數(shù)的煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查信息的存儲(chǔ)時(shí)間，例如，地下承壓水壓力變化動(dòng)態(tài)信息、向斜構(gòu)造頂部侵蝕程度信息的存儲(chǔ)，速度可以提高20%以上。第二，GIS系統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)可以運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)，對(duì)煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查進(jìn)行分層控制，管理人員可以通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，對(duì)勘察的流程進(jìn)行管理，對(duì)可能存在的危險(xiǎn)源進(jìn)行預(yù)判，更好的根據(jù)勘察的目的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作進(jìn)行指導(dǎo)，大大提升了煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查的有效性。

2.4 GIS系統(tǒng)空間技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

GIS系統(tǒng)空間技術(shù)是指，將原有的煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查維度，從平面二維信息采集，拓展為現(xiàn)在的立體空間三維信息采集。這種GIS系統(tǒng)空間技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用，主要有兩方面的優(yōu)勢(shì)：一方面，立體空間三維信息采集，能夠全面展現(xiàn)煤礦區(qū)地下環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)，例如背斜構(gòu)造的立體斷層結(jié)構(gòu)、水域面積與深度的綜合信息、地下水出露點(diǎn)的精確長(zhǎng)度與寬度等。這種展現(xiàn)有利于地面控制人員，展開(kāi)精確地?cái)?shù)據(jù)分析與模型計(jì)算，大大提高到了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的效率。另一方面，GIS系統(tǒng)空間技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用，方便了現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)技術(shù)人員，對(duì)隱藏深度比較大的水文信息，進(jìn)行路徑判斷與空間位置判斷，提高了水文信息采集預(yù)測(cè)的精度，方便了地面控制人員根據(jù)原始的煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查信息，對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測(cè)進(jìn)行優(yōu)化。

2.5 其他GIS系統(tǒng)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

2.5.1 GIS系統(tǒng)模擬技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

GIS系統(tǒng)模擬技術(shù)主要是，借助數(shù)據(jù)提示、影像集成、圖片合成的方式，對(duì)復(fù)雜的煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查狀況，進(jìn)行模擬分析。自動(dòng)采集現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料，對(duì)已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型分析，形成模擬影像;在模擬影像中詳細(xì)描述原有環(huán)境的地質(zhì)水文信息，向勘察人員展示直觀地下環(huán)境;根據(jù)勘察人員與地面控制人員的指令，對(duì)現(xiàn)有的結(jié)果進(jìn)行模擬化展開(kāi)，為勘察人員對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的預(yù)測(cè)，提供較為科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐，方便煤礦工程方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.5.2 GIS系統(tǒng)顯示技術(shù)在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

GIS系統(tǒng)顯示技術(shù)是指，借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的發(fā)展成果，將GIS系統(tǒng)的數(shù)字技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、空間技術(shù)、模擬技術(shù)獲取到的煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)信息，在終端顯示儀器、計(jì)算機(jī)設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備上實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。這種技術(shù)大大提高了煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘查結(jié)果的可視化程度，尤其是其中豐富的表格、圖片、動(dòng)態(tài)圖的運(yùn)用，使得勘察人員可以通過(guò)顯示操作平臺(tái)，優(yōu)化下一步方案。

3 總結(jié)

綜上所述，關(guān)于GIS系統(tǒng)下煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了初步成果。GIS系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，擁有滿足用戶多種需求、提高工作效率、以及實(shí)現(xiàn)資源共享的諸多特點(diǎn)。將GIS系統(tǒng)應(yīng)用在煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘探的工作中，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)、整合技術(shù)、成像技術(shù)以及信息存儲(chǔ)技術(shù)的可行性操作，使得勘探工作更加高效、準(zhǔn)確、快捷。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳志新.GIS系統(tǒng)下煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘察技術(shù)研究[J].西部探礦工程，2018，30（08）：131-133.

[2]黃春輝，任家民.基于GIS系統(tǒng)煤礦區(qū)水文地質(zhì)勘察技術(shù)探究[J].民營(yíng)科技，2016（06）：38.