地理信息系統(tǒng)在礦區(qū)開采沉陷中的應(yīng)用研究

宋秋風(fēng)

（福建省地質(zhì)遙感與地理信息服務(wù)中心，福建 福州 350000）

在當(dāng)前礦產(chǎn)開采過程中，為充分做好安全防護(hù)工作，提供有效的施工開采方案，應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)來進(jìn)行保障是很常見的，在礦產(chǎn)開采中，沉陷問題是很常見的問題，沉陷一方面會(huì)影響工程的正常施工，耽誤施工進(jìn)度，嚴(yán)重情況會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的井下事故，對此，需要針對這一問題引起重視。

1 地理信息技術(shù)

1.1 地理信息技術(shù)內(nèi)涵

地理信息技術(shù)即地理信息系統(tǒng)(Geographic Information Systems)，簡稱GIS技術(shù)，這一技術(shù)融合多門學(xué)科和技術(shù)，屬于綜合技術(shù)范疇。地理信息系統(tǒng)基于地理空間單元，在地理模型構(gòu)建分析中，可以實(shí)現(xiàn)對于相關(guān)空間動(dòng)態(tài)地理要素信息的獲取，為用戶提供相關(guān)的參數(shù)以及研究決策參考依據(jù)。地理信息系統(tǒng)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分之一，這一技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)表格化數(shù)據(jù)的圖片化轉(zhuǎn)化操作，將相關(guān)的表格數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的地圖圖形，滿足用戶對于圖形的瀏覽、操作以及分析等。地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)化生成的相關(guān)地理圖形可以大到洲際地圖、世界地圖，也可以細(xì)致到具體到某個(gè)區(qū)域內(nèi)地圖，對于廣闊疆域以及狹小空間的地理圖形都能夠面面俱到，將其中包含的眾多信息內(nèi)容都顯示出來，滿足用戶對于相關(guān)信息的掌握需要。地理信息系統(tǒng)技術(shù)整合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、相關(guān)硬軟件技術(shù)等，能夠針對局部或者整體的地理空間中的相關(guān)要素進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)采集、整體、分析、處理、存儲(chǔ)、傳輸、計(jì)算、轉(zhuǎn)化等等，具有很好的技術(shù)應(yīng)用效果，在目前的很多領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。

1.2 地理信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用工具

目前，伴隨著相關(guān)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷拓展，這一技術(shù)的相關(guān)開發(fā)工具和軟件也實(shí)現(xiàn)了不斷的進(jìn)步發(fā)展，就地理信息系統(tǒng)的主要開發(fā)工具發(fā)展來看，瘦點(diǎn)，相關(guān)工具及軟件的整體性能得到改善，很多開發(fā)商開始積極將地理信息系統(tǒng)研究轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)GIS技術(shù)研究；其次，目前的地理信息系統(tǒng)開發(fā)語言和模式相對于以往發(fā)生了很多的變化，目前開發(fā)已經(jīng)發(fā)展到WindowsNT平臺(tái)中；還有在客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)方面，這一技術(shù)依然強(qiáng)調(diào)要積極探索數(shù)據(jù)庫管理目標(biāo)；地理信息系統(tǒng)出了為人們提供常規(guī)的數(shù)據(jù)信息外，還開始提供圖形數(shù)據(jù)；地理信息系統(tǒng)研究中，三維以及思維等技術(shù)是目前技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)方向和目標(biāo)，例如，礦山三維地測地理信息系統(tǒng)，目前在很多礦產(chǎn)生產(chǎn)管理中具有廣泛應(yīng)用。作為礦山3D專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，使整個(gè)設(shè)計(jì)在真三維中完成，更加真實(shí)準(zhǔn)確反映礦井地質(zhì)、地測、水文、通風(fēng)、供電、儲(chǔ)量。

2 地理信息系統(tǒng)在礦區(qū)開采沉陷中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和處理效能

GIS技術(shù)用于礦井開采沉陷預(yù)測和控制工作中，借助技術(shù)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)采集以及圖像處理功能，能夠針對礦井周圍的重點(diǎn)開采區(qū)域開展相關(guān)地質(zhì)構(gòu)造、礦層結(jié)構(gòu)、水文狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息的采集和處理，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的硬件功能目標(biāo)。目前，GIS技術(shù)正在快速發(fā)展中，涉及計(jì)算機(jī)中相關(guān)程序和各種地學(xué)信息數(shù)據(jù)，還能夠滿足用戶用這一系統(tǒng)進(jìn)行三維立體空間地理模型的構(gòu)建需要，在礦體沉陷問題上，借助地理信息系統(tǒng)應(yīng)用，只需要在系統(tǒng)中將相關(guān)的地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)信息輸入系統(tǒng)中，構(gòu)建相應(yīng)的三維立體模型，幫助相關(guān)施工人員更加直觀的對于相關(guān)信息進(jìn)行把握，滿足視覺觀察以及模擬操作的管理需要，還可以實(shí)時(shí)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的預(yù)測分析，相關(guān)工作人員可以針對重要的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)取。

2.2 靈活處理圖形

實(shí)際上，GIS技術(shù)系統(tǒng)中的圖像處理以及信息顯示功能，能夠滿足多種形式的要求，根據(jù)相關(guān)的圖像顯示方法應(yīng)用，可以針對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的圖像化轉(zhuǎn)化，滿足直觀化的觀察需要，針對一些復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確全面的采集，針對采集到的相關(guān)圖像以及圖像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效整合利用，構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，為相關(guān)煤礦礦區(qū)沉陷問題提供比較直觀的圖示，工作人員可以根據(jù)相關(guān)的模型以及巖層結(jié)構(gòu)圖示，了解相應(yīng)施工環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的沉陷問題，針對重要的危險(xiǎn)因素進(jìn)行排出，針對不可避免的安全威脅因素做好預(yù)防和保護(hù)措施，保證整體施工進(jìn)程中，礦井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性把握。

2.3 具有良好的綜合分析能力

GIS技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)同一時(shí)間對于大量數(shù)據(jù)信息的高效采集應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)快速建模目標(biāo)，針對勘查區(qū)域的地震數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)以及地質(zhì)狀況數(shù)據(jù)等進(jìn)行準(zhǔn)確把握，為礦區(qū)開采沉陷問題分析提供有效數(shù)據(jù)參考。如下圖2所示，為地理信息系統(tǒng)分析工程開挖方案的系統(tǒng)分析圖：

圖1 地理信息系統(tǒng)分析工程開挖方案的系統(tǒng)分析圖

根據(jù)實(shí)際的地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建三維地理模型，系統(tǒng)能夠綜合分析工程施工中的主要影響因素和風(fēng)險(xiǎn)所在，從而為工程施工提供安全有效的開采方案。

3 地理信息系統(tǒng)在礦區(qū)開采沉陷中的應(yīng)用策略

隨時(shí)信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、智慧地球新概念的出現(xiàn)，人們對信息的需要日益提高，使得地理信息系統(tǒng)（GIS）在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)中獲得了日益廣泛的應(yīng)用。面對海量空間數(shù)據(jù)，個(gè)性地理信息服務(wù)，如何高效地進(jìn)行處理分析，使之滿足科研和行業(yè)系統(tǒng)的需要，已經(jīng)成為亟待解決的問題。為促進(jìn)地理信息系統(tǒng)(GIS）在礦井開采沉陷中的有效應(yīng)用，必須要提升相關(guān)工作人員對于這一技術(shù)的應(yīng)用和操作水平。

通過培訓(xùn)，讓相關(guān)工作人員可以在掌握地理信息系統(tǒng)（ArcGIS）各種基本操作、功能和技術(shù)，以及空間數(shù)據(jù)的有關(guān)理論、技術(shù)及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)分析綜合運(yùn)用能力，在學(xué)習(xí)過程中提升自身的施工技術(shù)水平和質(zhì)量，有利于推進(jìn)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 總結(jié)

GIS技術(shù)在礦井開采沉陷中的應(yīng)用具有重要意義，對于指導(dǎo)礦井開采工作，做好沉陷的預(yù)測和預(yù)防工作具有重要指導(dǎo)意義，就目前GIS技術(shù)在礦井開采礦體沉陷中的應(yīng)用情況來看，這一技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用上優(yōu)勢突出，對此，相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)要強(qiáng)化這一技術(shù)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，不斷提升施工人員針對GIS的應(yīng)用水平，真正能夠?qū)⑦@一技術(shù)應(yīng)用到開采沉陷問題解決上，保證礦產(chǎn)資源生產(chǎn)工作穩(wěn)步進(jìn)行。