GIS數(shù)字測繪技術在礦山地質(zhì)測量中的應用探討

劉 明，孫立恒

（江西省煤田地質(zhì)局測繪大隊，江西 南昌 330001）

近年來，在社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的背景下，我國礦山地質(zhì)工程事業(yè)發(fā)展迅速。其中，礦山地質(zhì)測量是礦山地質(zhì)工程中非常重要的工作環(huán)節(jié)，采取現(xiàn)代化科學技術進行礦山地質(zhì)測量作業(yè)，能夠為礦山地質(zhì)工作提供充分有效的數(shù)據(jù)信息支持。與此同時，GIS數(shù)字測繪技術作為一種新型的測繪技術，和常規(guī)測量技術相比，操作更加簡單，定位更加精準，可實現(xiàn)全天候測量作業(yè)，進而保證測量結(jié)果的精準性及完整性[1]。

由此可見，從礦山地質(zhì)測量工作效率及質(zhì)量提升角度考慮，本文圍繞“GIS數(shù)字測繪技術在礦山地質(zhì)測量中的應用”進行分析探討價值意義顯著。

1 GIS數(shù)字測繪技術概述

通過深入分析GIS數(shù)字測繪技術的特點及原理，可以提高工作人員對GIS數(shù)字測繪技術的掌握程度，將其合理應用到礦山地質(zhì)測量中，促進礦山地質(zhì)測量工作水平的提升。作為一種比較先進的技術手段，GIS數(shù)字測繪技術能夠?qū)h(huán)境管理、遙感測繪技術、計算機技術等各個學科相結(jié)合，快速獲取地理空間信息數(shù)據(jù)，滿足礦山生產(chǎn)管理工作的需要[2]。GIS數(shù)字測繪技術與傳統(tǒng)的技術手段存在較大差異，既能夠采集區(qū)域內(nèi)的地理信息數(shù)據(jù)，對地理信息數(shù)據(jù)進行存儲和分析，也能夠通過三維圖形來呈現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)，幫助工作人員對地理空間信息進行充分了解，使其能夠做出更加科學的決策，實現(xiàn)地理環(huán)境的科學管理。

目前GIS數(shù)字測繪技術已經(jīng)被廣泛應用到實踐活動中，具有模型化、虛擬化、精準化等特點，使得該技術體現(xiàn)出其他技術不具備的優(yōu)勢，能夠促進礦山地質(zhì)測量工作的有效進行。

具體來講，通過GIS測繪技術能夠?qū)y量區(qū)域的實際情況充分反映出來，即使系統(tǒng)后臺對測量獲取的信息數(shù)據(jù)進行了二次處理，也能夠保證信息數(shù)據(jù)的完整度及真實性，完美呈現(xiàn)出區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，為后續(xù)的管理決策工作提供可靠的信息依據(jù)。

在應用GIS數(shù)字測繪技術的時候，可以利用圖形處理技術來處理測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的圖形化，以三維模擬的方式將區(qū)域內(nèi)的真實情況呈現(xiàn)出來，且可以對其進行演示和標記等操作[3]。

通過這種技術能夠降低地理形態(tài)對工作人員在研判方面的不利影響，減少人為因素造成的管理失誤。通過GIS數(shù)字測繪技術能夠適應不同的場景需要，完成數(shù)據(jù)模型的構建，利用數(shù)據(jù)模型進行數(shù)據(jù)分析，使礦山地質(zhì)測量工作得以順利完成。

2 GIS數(shù)字測繪技術在礦山地質(zhì)測量中的應用優(yōu)勢分析

基于傳統(tǒng)礦山地質(zhì)測量工作開展過程中，通常采取人工測量方法，此類方法存在較為明顯的不足之處。

一方面，人工測量技術方法的效率偏低，受到規(guī)模比較大，或地質(zhì)情況復雜的礦山工程項目影響，一般需消耗很長的測量時間，使礦山后續(xù)工作受到較大程度的影響。另一方面，對于礦山地質(zhì)測量工作來說，存在系統(tǒng)性強、復雜程度高的鮮明特點，工作期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存在海量的特點，且需對相關數(shù)據(jù)進行分析、存儲，進一步確保測量結(jié)果的精準性，為后續(xù)工作提供充分有效的數(shù)據(jù)支持[4]。但是，人工測量一般潛在精準度偏低的情況，這樣便會使后續(xù)決策方案的制定受到負面影響，使決策方案的合理性及科學性大大降低，使得方案的執(zhí)行效果難以得到有效保證。如下表1所示，為常規(guī)人工測量技術和GIS數(shù)字測繪技術的優(yōu)劣勢對比情況：

表1 常規(guī)人工測量技術和GIS數(shù)字測繪技術的優(yōu)劣勢對比情況

根據(jù)表1可知，常規(guī)人工測量技術和GIS數(shù)字測繪技術比較，GIS數(shù)字測繪技術在各個方面均具備鮮明的優(yōu)勢。結(jié)合實踐工作經(jīng)驗，可知GIS數(shù)字測繪技術的主要特點優(yōu)勢如下：

（1）對GIS數(shù)字測繪技術進行合理使用，可以使測量結(jié)果的精準度得到有效提升，進而使礦山地質(zhì)測量工作的效率及質(zhì)量得到有效提升。

（2）基于GIS數(shù)字測繪技術的具體應用情況層面分析，其在綜合分析評價方面的功能很強，即：相關測量工作人員在測量作業(yè)開展前期，可對測量結(jié)果進行初步預測，然后以初步預測結(jié)果為依據(jù)，制定合理科學的測量方案，如此可使礦山地質(zhì)測量工作的效率得到有效提升，并使實際測量潛在風險問題避免發(fā)生，使測量工作的質(zhì)量得到有效提升[5]。

（3）GIS數(shù)字測繪技術以現(xiàn)代化信息技術為基礎，可以使測量技術工作人員的工作壓力得到有效減輕，使礦山地質(zhì)測量工作對人力的要求得到有效減少，使人力成本得到有效節(jié)約，進而促進測量工作效率及質(zhì)量的提升[6]。

（4）在礦山地質(zhì)測量工作開展期間，需進行繪圖作業(yè)，通過GIS數(shù)字測繪技術的應用，可采取計算機進行繪圖，與人工繪圖方法比較，計算機繪圖的速度更快，且精確度更高，繪圖成果能夠以自動的形式存檔在云端，顯然可以為礦山地質(zhì)測量工作提供非常有利的幫助。

3 GIS數(shù)字測繪技術在礦山地質(zhì)測量中的具體應用要點分析

如前所述，通過對比分析法，認識到GIS數(shù)字測繪技術的特點優(yōu)勢鮮明。

伊泰普水電站工程[3]由美國IECO國際工程公司和意大利ELC電力咨詢公司組成的聯(lián)營體設計。其裝機容量選擇方法與拉格朗德二級水電站的選擇方法完全一樣是采用其可靠出力作調(diào)節(jié)作用相當有限的徑流式水電站設計的。

因此，為了提升礦山地質(zhì)測量工作的效率及質(zhì)量，則有必要合理科學地應用GIS數(shù)字測繪技術。根據(jù)實踐工作經(jīng)驗，GIS數(shù)字測繪技術的具體應用要點如下：

3.1 三維GIS數(shù)字測繪技術的應用

對于三維GIS數(shù)字測繪技術來說，是一種以二維GIS數(shù)字測繪技術為基礎，進而發(fā)展起來的新型測繪技術。和二維GIS數(shù)字測繪技術比較，三維GIS數(shù)字測繪技術含量的信息數(shù)據(jù)海量，可將自身當作一個大規(guī)模的信息數(shù)據(jù)庫。基于具體構層面分析，在三維GIS數(shù)字測繪技術系統(tǒng)當中，其核心為空間數(shù)據(jù)庫。

基于測量工作開展期間，技術系統(tǒng)可以對所需信息數(shù)據(jù)進行采集、存儲、處理、共享等。并且，三維GIS數(shù)字測繪技術的操作簡單，作業(yè)效率高，可使測繪工作的質(zhì)量得到有效保障[7]。例如：在礦山地質(zhì)測量工作開展期間，利用三維GIS數(shù)字測繪技術模型，對采集的數(shù)據(jù)進行分析，使采集的三維坐標軸上所有房型的數(shù)據(jù)得到有效分析后，可以使地質(zhì)信息更加立體地展現(xiàn)出來，從而為礦山地質(zhì)工作提供充分有效的數(shù)據(jù)信息支持。

3.2 空間可視化技術的應用

在GIS數(shù)字測繪技術過程中，可實現(xiàn)空間可視化，從而為礦山地質(zhì)測量工作提供充分有效的輔助。一方面，在合理科學地利用空間可視化技術的基礎上，可以使測量技術工作人員對整體礦山的外形輪廓有充分的了解，以此為基礎，利用GIS數(shù)字測繪技術，還可以結(jié)合自身數(shù)據(jù)庫、初步測量結(jié)果，對相對應的空間模型進行構建，如此可以使測繪工作人員對礦山地質(zhì)測量區(qū)域所在空間的整體狀態(tài)有充分的了解[8]。另一方面，在合理應用空間可視化技術的基礎上，可以使相關事物本身具備的特性以可視化的形式展現(xiàn)出來，如此有助于測繪工作人員對事物的實際情況進行了解，進一步為合理科學的礦山地質(zhì)測量工作方案的制定奠定有效基礎。

3.3 空間導向性技術的應用

在GIS數(shù)字測繪技術當中，空間導向性是一大鮮明特點，即指的是可以把區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，通過詳細分析，了解不同數(shù)據(jù)之間隱藏的關聯(lián)性，進一步將更多有用的位置信息挖掘出來。

與此同時，對GIS數(shù)字測繪技術加以應用，可對被測物體進行真實模擬，進而為獲取全面的空間信息提供有效支持。

3.4 在資源系統(tǒng)構建中的應用

在礦山地質(zhì)測量工作中，礦山資源系統(tǒng)發(fā)揮了至關重要的作用。

值得注意的是，對于礦山資源系統(tǒng)，可對數(shù)字技術加以應用，然后對礦山仿真圖進行構建，對礦山地質(zhì)情況、資源分布輕等，利用計算機技術將三維模式圖制作出來，并以此為基礎，進行礦山測量、開采作業(yè)的模擬，對測量與開采作業(yè)中的重難點問題進行提前預測，并通過分析討論，制定合理科學的解決方案。

與此同時，在礦山資源系統(tǒng)的應用下，可對地質(zhì)工作人員進行測量工作及開采工作全過程的演示，使相關工作人員對操作內(nèi)容有充分的把控，在對工作環(huán)境加深熟悉、了解程度的基礎上，使地質(zhì)工作的可控性增強，并簡化地質(zhì)工作內(nèi)容，使地質(zhì)工作人員的工作負荷得到有效減輕。

此外，通過GIS數(shù)字測繪技術的應用，可將礦山三維模式圖的展示、礦井下資源分布探測、開采過程數(shù)據(jù)跟蹤記錄、巷道模型設計、礦體模型設計等功能有效發(fā)揮出來[9]。在未來發(fā)展過程中，GIS數(shù)字測繪技術的應用，還有助于全真模擬圖的構建，優(yōu)化技術系統(tǒng)功能，使礦山地質(zhì)測繪工作的效率及質(zhì)量進一步得到有效提升。

3.5 提高測量信息管理水平

在礦山地質(zhì)測量工作中應用GIS數(shù)字測繪技術，勢必會產(chǎn)生大量的測量信息，其中包括了地質(zhì)結(jié)構、礦產(chǎn)資源分布范圍等等，且測量區(qū)域并非是一成不變的，再加上礦山生產(chǎn)活動的進行，使得測量工作得到的信息數(shù)據(jù)發(fā)生較大變化，必須安排專門的工作人員對這些信息數(shù)據(jù)進行管理，保證測量信息的使用價值，滿足礦山地質(zhì)測量工作的需要。

雖然利用GIS數(shù)字測繪技術能夠快速獲取相關的信息數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)體量普遍較大，依靠傳統(tǒng)的人工模式很難對這些信息數(shù)據(jù)進行處理，這就需要建立完善的信息數(shù)據(jù)管理平臺，利用平臺具有的功能對數(shù)據(jù)進行處理，保證信息數(shù)據(jù)得到及時更新，滿足后續(xù)工作的信息需要[10]。具體來講，可以充分利用GIS數(shù)字測繪技術本身具有的數(shù)據(jù)處理能力，建立起功能齊全的信息數(shù)據(jù)庫，設置不同的信息存儲模塊，方便對信息數(shù)據(jù)進行分類存儲和管理，且能夠提高信息數(shù)據(jù)的使用效率。

工作人員只需要將關鍵字輸入到信息數(shù)據(jù)庫，可以快速獲取自身需要的信息數(shù)據(jù)，使礦山地質(zhì)測量中的數(shù)據(jù)處理效率得以有效提升。

3.6 打造測量數(shù)據(jù)分析模塊

在應用GIS數(shù)字測繪技術進行礦山地質(zhì)測量工作的時候，應考慮到礦山地質(zhì)測量信息設計涉及到較多的內(nèi)容，想要提高測量數(shù)據(jù)的使用價值，促進礦山生產(chǎn)活動的順利進行，則必須把握好礦山管理工作的基本要求，不斷優(yōu)化測量數(shù)據(jù)分析模塊。通過對測量數(shù)據(jù)分析模塊進行優(yōu)化，可以對測量數(shù)據(jù)的實用性進行提升，可以對各類數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性進行梳理，而管理人員可以根據(jù)自身的工作情況，快速獲取自身需要的測量數(shù)據(jù)，做到合理使用測量數(shù)據(jù)，解決數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)應用方面的盲區(qū)，實現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的有效利用[11，12]。

4 結(jié)語

綜上所述，礦山地質(zhì)工程測量工作的開展至關重要，和常規(guī)人工測量技術比較，GIS數(shù)字測繪技術的特點優(yōu)勢鮮明，可實現(xiàn)全天候觀測，且觀測時間段、效率高，定位精度高，誤差分布均勻、可控，且具備簡單的可控操作等。因此，在礦山地質(zhì)測量工作中，可以合理科學地應用GIS數(shù)字測繪技術，發(fā)揮三維GIS數(shù)字測繪、空間可視化、空間導向性、資源系統(tǒng)構建等功能策略，使礦山地質(zhì)策略工作的效率及質(zhì)量得到全面提升。