探討CGIS軟件在礦山數(shù)字地質報告編制中的應用

劉 璐

（甘肅煤炭地質勘查院，甘肅 蘭州 730000）

隨著計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的應用，礦山地質報告由傳統(tǒng)的紙質報告改變?yōu)閿?shù)字報告，傳統(tǒng)的手工制圖方式編制周期長，編制精度較低，在后期的查閱和保存過程中都存在諸多問題。近年來得到廣泛應用的礦山空間信息系統(tǒng)CGis軟件能夠極大的提升礦山數(shù)字地質報告編制的效率和質量，同時相比于其他的應用軟件具有反應速度快，編制效率高等優(yōu)點。

1 礦山數(shù)字地質報告

過去一段時間，在每一天數(shù)字地質報告的編制過程中主要使用CAD和MAPGIS等軟件，上述兩款軟件大程度上改變了傳統(tǒng)繪圖模式的弊端，但是其工作流程和操作仍顯繁瑣，對具體操作人員的計算機專業(yè)技術要求較高，同時從礦山地質數(shù)據(jù)方面考慮，上述兩款軟件未能充分考慮礦山地質的復雜性，編制得到的數(shù)字地質報告仍顯粗糙，不能真實表現(xiàn)煤田地下真實情況。為此礦山地質工作者逐漸采用了一種融合數(shù)據(jù)庫技術和計算機圖形技術的CGIS軟件，在使用過程中將測得的數(shù)據(jù)準確輸入到數(shù)據(jù)庫中，在人機交互的過程中生成相應的圖表其中包括封孔結構圖，單孔結構圖，各種等值和等厚圖等數(shù)字圖表，并能快速自動的進行水層厚度統(tǒng)計，特征點統(tǒng)計。在CGIS軟件中，所有的成果將以數(shù)字信號的形式得以保存，在導出過程中可以鏈接的進行各種形式的轉化大大提高了工作效率和導出速度，與以往的礦山地質報告編制相比，大大縮短了制作周期。

2 使用CGIS軟件處理礦山數(shù)字地質報告

（1）數(shù)據(jù)準備與處理。在具體區(qū)塊的數(shù)字報告生成過程中，首先要從勘查區(qū)的勘查設計入手，通過鉆探、測井、水文、地面物探和人工觀測等多種方式對信息進行采集，但信息采集之后充分利用GIS軟件強大的數(shù)據(jù)庫功能，對應區(qū)塊的地質信息庫，與此同時，建立起圖形管理平臺。運用上述的數(shù)據(jù)庫和圖形管理平臺將采集到的數(shù)據(jù)輸入并進行編輯，依據(jù)主要進行了操作和預期的成果圖，使用CGIS內置的功能模塊進行統(tǒng)計和圖片編輯，經(jīng)過一系列復雜運算，得到輸出的圖表和數(shù)字。和以往紙質版報告繁瑣的生產過程相比，使用CGIS軟件能夠快速的建立起基礎地質勘查數(shù)據(jù)檔案，實現(xiàn)了礦山地質數(shù)據(jù)的信息化和電子化管理，提升了數(shù)據(jù)調用和共享的能力，最大程度上挖掘了數(shù)字信息的潛力。該過程的工藝流程圖表述如下：數(shù)據(jù)庫的建立包含4個方面分別是數(shù)據(jù)入庫和更新，數(shù)據(jù)計算，數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)的管理維護。其中數(shù)據(jù)入庫過程可以通過手工錄入、復制鏈接和直接導入三個方法，數(shù)據(jù)的計算過程包括真厚采取率計算，測斜計算，統(tǒng)計分析以及報表數(shù)據(jù)生成等多個模塊。

（2）地形圖數(shù)字化。在數(shù)據(jù)庫建立完成的基礎上，需要對勘查區(qū)塊的圖形進行數(shù)字化掃描，使用經(jīng)過無損壓縮的TIFF格式圖片經(jīng)過photoshop軟件矯正之后，便可以使用Mapgis進行數(shù)字化操作。在此過程中需進行數(shù)字化掃描的數(shù)據(jù)包括，高程點、河流、水渠、地名、等高線等，掃描之后的信息分散于不同的數(shù)據(jù)組中。地形圖在經(jīng)過上述處理之后，其主要內容和幾何精度與紙質地圖保持一致，這一步驟便實現(xiàn)了紙質地形圖像數(shù)字化地形圖的轉變，轉變之后的數(shù)字化地形圖是導入CGIS軟件其他處理的基礎。

（3）圖形矯正與縮放。幾何圖紙掃描儀掃描成電子圖紙的過程中，誤差是不可避免的，這種誤差在圖像被導入GIS軟件過程中也必然存在，這種誤差的矯正可以使用CGIS軟件中的網(wǎng)格矯正功能進行精確的縮放和矯正。整合數(shù)據(jù)庫和屬性賦值，同時可以達到數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享。

（4）導出數(shù)字成果圖。在完成電子圖件基礎數(shù)據(jù)和背景數(shù)據(jù)的導入及生成之后，借由CGIS軟件的功能模塊，使用者根據(jù)具體要求點擊相應的按鈕就可以生成相應的剖面圖，柱狀圖、礦層對比圖、礦層小柱狀等各種圖表，稍加修飾和矯正就可以最終成圖，大大提高了工作效率，縮短了地質報告編制的時間。

（5）運行環(huán)境的網(wǎng)絡化。在CGIS軟件中實現(xiàn)運行環(huán)境的網(wǎng)絡化，最為主要的問題是如何從數(shù)據(jù)庫服務器中提取相應的圖數(shù)據(jù)形成圖形系統(tǒng)，將圖形和數(shù)據(jù)達成物理連接，以此來實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的網(wǎng)絡化。現(xiàn)實中大部分工作者多采用用戶分級管理的方式，以分布式方式進行采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)傳輸工作。實踐證明上述方式能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享同時減少數(shù)據(jù)和圖表輸出中的非必要過程和環(huán)節(jié)，解決了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中各部門數(shù)據(jù)交互的難點，節(jié)約了大量的人力物力。如公司內部的局域網(wǎng)具備足夠高的安全性，則該方式能夠最大限度的延伸單機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應用范圍，發(fā)掘數(shù)據(jù)的更大潛力。

3 CGIS向MAPGIS格式進行轉換分析

（1）轉換前的準備工作。準備工作主要包括三個部分，首先是全面檢查號CGIS軟件生成的圖表，在此過程中需要檢查圖例，圖名和指北針等主要圖件是否完整準確，如存在不完整情況應盡快補全，其次應檢查的坐標數(shù)據(jù)是否正確，各圖層之間的內容是否出現(xiàn)錯亂和穿插情況，圖層的劃分是否科學。其次是進行線型的轉化，將原本圖片中采用虛線標注的斷層和井田邊界全部改為實線。最后將每個圖層的數(shù)據(jù)分別保存并存入單獨的文件夾中。

（2）轉換過程分析。礦山地質報告中涉及到較多的鉆孔數(shù)據(jù)，同時圖件和圖幅均較大，CGIS向MAPGIS格式轉化的過程中項目較多，本文重點對儲量塊段圖例、小柱狀、鉆孔等數(shù)據(jù)的轉化進行說明。在儲量塊段圖例在轉發(fā)過程中需要將儲量快傳文件轉化為DXF文件，并使用AUTOCAD軟件將斷塊范圍刪掉。在小柱狀的轉化過程中，需首先改變圖素比例，在完成比例的在完成比例的，使用AUTOCAD軟件小柱狀顏色改為“ByBlock"，在此基礎上實現(xiàn)礦物特性和礦層的分開，單獨選中其中的礦層，并剪切入一個新的文件中，相對應的單獨選中礦層，并剪切入一個另一個新的文件中，兩個新的文件分別改為DXF文件，在此基礎上就可以導入MAPGIS中。在鉆孔的轉換過程中，需要將斜孔、斜孔點和無芯孔從一個圖層中，將見礦物直孔放置于另一個圖層中，并分別保存入不同的文件夾中。

4 結語

我國是一個能源消費大國，礦產品在我國化石能源工業(yè)體系中占據(jù)著重要地位，近年來我國地質勘查工作者對于礦山的勘探開展了大量深入研究，并取得了積極成果。通過水文地質、測井、鉆探等多種方式對礦山地質情況進行分析，并最終得到能源開發(fā)的重要途徑。我國能源開發(fā)逐漸向復雜化方向發(fā)展，礦山地質情況的復雜導致其生成的地質報告數(shù)據(jù)量巨大，傳統(tǒng)的手工作業(yè)和手工畫圖方式遠遠不能適應礦產資源開發(fā)的需求，近年來應用廣泛的CGIS軟件具有很高的工作效率，大大縮短了一線工作者的工作強度。本次研究深入分析了使用CGIS軟件處理礦山數(shù)字地質報告的步驟，在此基礎上探討了CGIS向MAPGIS格式進行轉換的過程，對于礦山地質工作者制作數(shù)字化地質報告具有重要指導意義。