基于大數(shù)據(jù)的礦山測繪系統(tǒng)設計及應用研究

崔秀燕

（山東省地質礦產勘查開發(fā)局第四地質大隊，山東 濰坊 261021）

與以往的礦山測繪系統(tǒng)相比，基于大數(shù)據(jù)的礦山測繪技術是通過信息的通信技術和互聯(lián)網(wǎng)等完成測繪工作，在測繪系統(tǒng)中增加多種新興的測繪設備，可以更加科學的完成對地理信息的評估，以此可以有效的提高礦山測繪的工作效率，并且測繪結果更加精確，同時也可以為礦山的開采提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1 基于大數(shù)據(jù)的礦山測繪系統(tǒng)軟件設計

在進行礦山測繪的過程中，利用礦山測繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)檢索功能可以為測繪提供更加全面且精確的數(shù)據(jù)信息，利用大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫管理實現(xiàn)對三維空間構建所需的數(shù)據(jù)進行適當?shù)奶幚恚蛊涓油晟?，進而獲取到分辨率更高的衛(wèi)星圖像，讓礦山的測繪工作的效率以及質量得到提高。

1.1 數(shù)據(jù)檢索設計

由于礦山測繪系統(tǒng)中含有大量的信息數(shù)據(jù)庫，并且其中還包括了大量的、結構復雜的數(shù)據(jù)，依靠傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢索方法很難滿足測繪系統(tǒng)的工作效率和質量，無法及時對采集的地理數(shù)據(jù)信息分析研判，對于礦山的測繪工作的順利進行會造成嚴重的影響[1]。因此本文設計的礦山測繪系統(tǒng)應對數(shù)據(jù)檢索環(huán)節(jié)重新進行設計和建立，方便對后續(xù)的各類信息數(shù)據(jù)的快速查找和使用，提高礦山測繪系統(tǒng)的整體工作效率。

新的數(shù)據(jù)檢索環(huán)節(jié)要增大分類的密度，將地點和維度以及經緯度信息進行詳細的劃分，并將其作為檢索的條件，有利于后續(xù)數(shù)據(jù)處理時對數(shù)據(jù)的同一調配，達到提升礦山測繪系統(tǒng)更加方便和有效的目的。同時，數(shù)據(jù)檢索還可以實現(xiàn)對觀測方法的設置功能以及控制點的管理功能。能快速檢索出測量的碎步點數(shù)據(jù)并將其作為驗收和存儲依據(jù)。做到及時更新礦山地理信息的數(shù)據(jù)庫，確保測繪所需的地理信息數(shù)據(jù)的實用性，滿足后續(xù)礦山生產設計的需要。

1.2 數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理設計

在進行對礦山地理信息測繪工作時，系統(tǒng)中大部分的數(shù)據(jù)資源是通過對采集到的數(shù)據(jù)信息進行分析和處理獲取的。當系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理時，若不能保證系統(tǒng)的處理能力，則無法對礦山測繪系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析及處理進行合理的安排和設計，最終的結果必將會影響到礦山測繪工作的質量[2]。因此當系統(tǒng)進行對原始數(shù)據(jù)的分析和處理時，首先需要確定實體和空間上的處理方法，運用邏輯操作的形式完成對數(shù)據(jù)的處理，并在系統(tǒng)中加入自動化的剔除功能，將原數(shù)據(jù)中不必要的多余信息進行剔除，從而增強測繪系統(tǒng)對數(shù)據(jù)分析和處理的邏輯性和一致性，讓測繪系統(tǒng)在對數(shù)據(jù)進行相應工作時提升整體的效率。

1.3 信息的輸出設計

在對礦山測繪系統(tǒng)的設計過程中，可以選用打印文檔或繪制圖像的形式將設計輸出，或將其制作成電子文件的形式，對電子文件進行網(wǎng)絡傳輸。在大數(shù)據(jù)背景下，利用3D打印技術，將其與礦山測繪系統(tǒng)進行融合，使礦山測繪信息的整體情況得到全面立體的展現(xiàn)，提高礦山測繪數(shù)據(jù)的使用率，從而提高礦山測繪工作的時效性。并且，利用3D打印技術對立體圖形進行打印，可以讓操作人員更加直觀的對礦山的實際情況進行檢查，以此制定出更加科學的礦山開采方案，同時也為礦山的開采提供更加準確、可靠的地理信息數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)庫管理設計

在系統(tǒng)完成對礦山的測繪工作時，所利用的一切信息數(shù)據(jù)都是通過系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫獲取而來，在數(shù)據(jù)庫中包含了眾多種類的數(shù)據(jù)信息，其中既有常規(guī)屬性的數(shù)據(jù)信息，又有位置屬性的數(shù)據(jù)信息[3]。因此在對系統(tǒng)軟件進行設計時，還要增加對數(shù)據(jù)庫的管理功能。管理功能中管理方式的選擇要結合實際的數(shù)據(jù)信息種類進行科學化的考慮。并且，為了讓數(shù)據(jù)庫中信息的使用率更高，應在常規(guī)屬性與位置屬性之間建立一種內在的聯(lián)系，為測繪系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理提供有力的數(shù)據(jù)支持。本文選用柵格結構完成對數(shù)據(jù)庫的管理，這種結構數(shù)據(jù)庫的容量增加，同時保證數(shù)據(jù)得準確性，且具有結構簡單的優(yōu)勢，因此在數(shù)據(jù)庫的管理中具有較高的利用價值。

2 基于大數(shù)據(jù)的礦山測繪系統(tǒng)硬件設計

礦山測繪系統(tǒng)中的主要硬件設備包括用于對數(shù)據(jù)進行采集的Intergraph公司的MGE設備；用于數(shù)據(jù)分析和處理的數(shù)據(jù)提取設備、數(shù)據(jù)修復設備；以及在傳統(tǒng)礦山測繪工作中用到的水位計、電力監(jiān)控傳感設備、遠程產量監(jiān)控設備和監(jiān)控分站等。同時該系統(tǒng)要建立在以三維CAD軟件為基本的應用環(huán)境平臺之上，利用全新的ObjectARX2000設備作為開發(fā)工具，利用Microsoft Visal C++5.0為基礎的面向系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境及應用程序接口，后臺數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)在建立在分布式客戶機以及服務器計算的關系型數(shù)據(jù)庫管理設備中。

3 實驗論證分析

為了驗證本文提出的基于大數(shù)據(jù)的礦山測繪系統(tǒng)的可靠性運行，將其與傳統(tǒng)的礦山測繪方法進行對比實驗：分別使用兩種方法對同一礦山進行測繪工作，將使用礦山測繪系統(tǒng)的測繪結果設備實驗組；傳統(tǒng)方法完成的測繪結果作為對照組。比較兩組的完成情況和數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)情況，并將實驗數(shù)據(jù)進行記錄，表1為兩種方法的實驗結果。

表1 實驗組與對照組測繪結果對比

從表1中可以看出，無論是礦山區(qū)、測繪點以及標記常數(shù)中，實驗組的測繪結果的完成情況以及數(shù)據(jù)呈現(xiàn)情況都明顯好于對照組。因此可以說明本文設計的測繪系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高，更適用于對礦山的測繪工作。

4 系統(tǒng)應用研究

由于礦山的測繪工作時礦山開采中的基礎和關鍵工作，在應用基于大數(shù)據(jù)的礦山測繪系統(tǒng)，可以有效提高測繪技術的綜合性，在工作中可以實現(xiàn)高度的支持和配合。同時在實際操作的過程中，測繪系統(tǒng)會對礦山中各個類型的數(shù)據(jù)進行具體的分析和處理。

操作人員將測繪設備放置在礦山的各個監(jiān)測點上，通過對垂直距離以及水平距離的數(shù)據(jù)進行相應的計算，得到最終準確的測繪信息。但測繪系統(tǒng)對于礦山及周圍的環(huán)境有著更高的要求，在較為偏遠的山區(qū)進行操作時，可能會使測繪結果一定的誤差，因此在偏遠山區(qū)使用礦山測繪系統(tǒng)時要結合先進的GIS地理信息技術，將其與礦山測繪系統(tǒng)結合，可以有效解決礦山周圍環(huán)境對測繪產生影響的問題，使測繪結果更加準確、可靠。

5 結束語

通過本文對礦山測繪系統(tǒng)進行重新設計，不僅大幅度的降低了操作人員的工作量，同時還可以促進礦山測繪工作整體的效率和質量提高。礦山測繪系統(tǒng)的建立也逐漸將傳統(tǒng)的單純提供地理信息逐漸轉變?yōu)榱讼虿僮魅藛T提供更加全面且科學化的建議。

此外隨著礦山測繪技術的快速發(fā)展，建立有效性更強的礦山測繪系統(tǒng)，也成為了提高礦產企業(yè)經濟效益的重要手段。在日后的研究中還將對礦山測繪技術與GIS地理信息系統(tǒng)的融合進行更加深入的研究，以此提高礦山測繪系統(tǒng)的穩(wěn)定性運行。