三維地理信息系統(tǒng)在礦山中的技術(shù)研究與應(yīng)用

龔 珺

（江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，江西 南昌 330000）

1 地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)具有多樣性，比如最常見的有最基本的地理信息系統(tǒng)、土地管理類的、城市管理類的等。這主要是因?yàn)槊總€(gè)地理信息系統(tǒng)創(chuàng)建的目的、用途等不盡相同。但是不論是基礎(chǔ)性的還是專業(yè)性的，他們都屬于地理信息系統(tǒng)范疇，因此它們都具備最基本的組成要素，像數(shù)據(jù)的采集、存儲、運(yùn)算、更新數(shù)據(jù)等都是必不可少的。

2 地理信息系統(tǒng)在礦山中的應(yīng)用

2.1 在礦山中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的必要性

礦山雖然也是山，但是它與普通的山有很大的不同，主要體現(xiàn)在這幾方面：礦山中的地層結(jié)構(gòu)差別明顯，地層復(fù)雜，地下水的影響等；工作生產(chǎn)方式多種多樣，在進(jìn)行工作時(shí)，使用的設(shè)備數(shù)量龐大，操作復(fù)雜。所以在對礦山進(jìn)行開采等工作時(shí)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也是不可估量的，這些信息非常重要，一旦丟失就會給開采工作造成阻礙，不僅浪費(fèi)時(shí)間還浪費(fèi)人力物力，損失巨大。這就需要借助地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行保管。

2.2 地理信息系統(tǒng)在礦山中的應(yīng)用

技術(shù)人員在對礦山的地理信息的收集、整理、存貯、分析離不開地學(xué)信息系統(tǒng)技術(shù)的支持。將所獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一演算，并通過計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬出礦山斷面的擬真模型，供專業(yè)人員規(guī)劃分析，該系統(tǒng)的使用減少了人力、物力資源方面的費(fèi)用。

精確分析礦山各個(gè)坐標(biāo)的具體地質(zhì)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)程度、山體測繪和采用技術(shù)等參考數(shù)據(jù)，使相關(guān)企業(yè)的管理階層可以更加及時(shí)、便捷的了解到相關(guān)信息，包括各個(gè)礦層的資源布局、特別屬性、資源質(zhì)量與存貯量以及采用什么技術(shù)安全開發(fā)等，為未來的礦山資源開發(fā)與生產(chǎn)線的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

3 礦山地理信息系統(tǒng)的三維可視化

3.1 三維場景模型的建立

圖1 基本流程圖

三維場景模型的創(chuàng)建要根據(jù)GIS提供的DEM和文理數(shù)據(jù)，以及整體建筑的邊長角度和高度等信息。模擬的場景各式各樣，囊括眾多，多數(shù)是在二維平面圖的基礎(chǔ)上建立的。基本流程圖如圖1所示。

3.2 三維地形的創(chuàng)建

使用Skyline系列的軟件生成DOM與DEM的數(shù)據(jù)，通過實(shí)物間的拓?fù)潢P(guān)系重組并創(chuàng)建高程度模型，在制作過程中可利用的軟件不一定相同，但是最后要繪制出.mpt格式的三維空間場景模型。

4 礦山地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

4.1 數(shù)據(jù)的錄入和輸出

數(shù)據(jù)信息是構(gòu)成GIS系統(tǒng)的主要元素，按照數(shù)據(jù)的不同屬性可以分為兩類：

一種是較為常見的屬性數(shù)據(jù)，大多包含于文字信息、文件檔案、表格中，利用辦公軟件將這一類數(shù)據(jù)按一定的規(guī)律進(jìn)行錄入，完整保存后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)用方式并存入GIS的數(shù)據(jù)庫中。

一種是地理信息系統(tǒng)區(qū)別于其他系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)是從礦山可視地形圖、等高線圖等圖像中分析提取來的數(shù)據(jù)的統(tǒng)稱，將信息數(shù)字化并錄入GIS數(shù)據(jù)庫即可。

當(dāng)然，還要創(chuàng)建礦山位置的Topology，錄入實(shí)物的具體特性。

4.2 數(shù)據(jù)的查詢和管理

數(shù)據(jù)的雙向查詢可以利用礦山模型的Topology創(chuàng)建空間上的查詢，即從屬性特征到地理圖形或從地理圖形到特征屬性。礦山在進(jìn)行開發(fā)的過程中，信息時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生改變。

為了更加精確的管理，相關(guān)勘測人員需要增刪改查GIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，保持開采信息的及時(shí)更新。

總而言之，礦山的地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要與實(shí)際開發(fā)數(shù)據(jù)同步，結(jié)合GIS的概念知識、應(yīng)用技術(shù)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)地理信息的統(tǒng)一和數(shù)據(jù)輸入輸出、收集整理、分析搜查的可視化與自動化等等。

5 結(jié)語

根據(jù)以上所述，我們必須要承認(rèn)，礦山與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合是形勢所趨，礦山地理信息系統(tǒng)在今后應(yīng)用范圍一定會越來越大，發(fā)展勢頭會越來越好。礦山因其地質(zhì)問題，地形復(fù)雜多變，范圍也不是很小，礦山地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)可以利用三維角度，清晰直觀地將礦山屬性特征表達(dá)出來。目前我們研究所面臨的主要問題就是數(shù)據(jù)的收集工作以及需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新。