GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量工作中的應(yīng)用

摘要：為實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)數(shù)字化測(cè)繪，保證礦山地質(zhì)測(cè)量結(jié)果的精確性和可靠性，首先介紹GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)定義和特性；其次，將三維GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)、空間可視化技術(shù)、空間導(dǎo)向技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用于礦山地質(zhì)測(cè)量工作中；最后，設(shè)計(jì)基于GIS的礦山地質(zhì)測(cè)量信息系統(tǒng)。設(shè)計(jì)實(shí)踐結(jié)果表明：本系統(tǒng)具有空間數(shù)據(jù)共享及時(shí)、地質(zhì)信息測(cè)量精確等特點(diǎn)，為礦山地質(zhì)測(cè)量工作開(kāi)展提供重要的技術(shù)支持。希望通過(guò)這次研究，為相關(guān)人員提供有效的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：GIS數(shù)字測(cè)繪礦山地質(zhì)測(cè)量工作技術(shù)支持

ApplicationofGISDigitalSurveyingandMappingTechnologyintheSurveyofMineGeology

YEPiping

GansuWaterConservancyandHydropowerEngineeringBureauCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730046China

Abstract：Inordertorealizethedigital?;surveyingandmappingofminegeologyandensuretheaccuracyandreliabilityofitssurveyresults，thispaperfirstlyintroducesthedefinitionandcharacteristicsofGISdigitalsurveyingandmappingtechnology，thenscientificallyappliesthree-dimensionalGISdigitalsurveyingandmappingtechnology，spatialvisualizationtechnologyandspatialguidancetechnologytothesurveyofminegeology，andfinallydesignsasurveyinformationsystemofminegeologybasedontheGIS.Designpracticeresultsshowthatthesystemhasthecharacteristicsoftimelyspatialdatasharingandaccurategeologicalinformationmeasurement，whichprovidesimportanttechnicalsupportforthedevelopmentofthesurveyofminegeology，hopingtoprovideeffectivemodelsandreferencesforrelevantpersonnelthroughthisresearch.

KeyWords：GISdigitalsurveyingandmapping;Minegeology;Surveying；Technicalsupport

傳統(tǒng)礦山地質(zhì)圖形測(cè)繪系統(tǒng)存在地測(cè)空間利用率低、空間數(shù)據(jù)共享不及時(shí)、地質(zhì)測(cè)量結(jié)果不精確等問(wèn)題，而GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用可以解決以上問(wèn)題，通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)，可以借助三維圖，對(duì)當(dāng)前礦山真實(shí)情況進(jìn)行有效模擬，方便地質(zhì)人員借助虛擬圖像進(jìn)行礦山模擬測(cè)量和開(kāi)采，從而制訂一套切實(shí)可行的地質(zhì)開(kāi)采操作方案[1]。同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)信息的精確化測(cè)量，而礦山地質(zhì)測(cè)量信息系統(tǒng)是GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的典型應(yīng)用，因此，本文在介紹常見(jiàn)GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)具體應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)用于礦山地質(zhì)測(cè)量信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為后期地質(zhì)人員進(jìn)行礦山地質(zhì)測(cè)量提供重要的平臺(tái)支持[2]。

1GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)概述

1.1技術(shù)定義

地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）數(shù)字測(cè)繪技術(shù)作為常用的測(cè)量技術(shù)，可以結(jié)合當(dāng)前地理?xiàng)l件，完成對(duì)圖像展示系統(tǒng)的搭建。然后，利用圖像展示系統(tǒng)，以圖像形式形象、直觀地呈現(xiàn)出所采集好的礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)，方便地質(zhì)人員全面地查看和掌握當(dāng)前礦山地質(zhì)狀況[3]。

1.2技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.2.1虛擬化

應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)，可以將所采集好的地質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像。然后，采用三維圖模擬的方式，將礦山真實(shí)狀況形象、直觀地呈現(xiàn)在地質(zhì)人員面前，方便地質(zhì)人員借助虛擬圖像進(jìn)行礦山地質(zhì)測(cè)量和開(kāi)采。同時(shí)，還能幫助地質(zhì)人員提前演示礦山地質(zhì)測(cè)量工作細(xì)節(jié)內(nèi)容，提前發(fā)現(xiàn)和處理礦山地質(zhì)測(cè)量工作中可能出現(xiàn)的問(wèn)題?？傊?，通過(guò)應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的虛擬化操作功能，地質(zhì)人員無(wú)需進(jìn)行實(shí)地操作，即可執(zhí)行科學(xué)的礦山地質(zhì)測(cè)量方案，降低礦山地質(zhì)測(cè)量差錯(cuò)率[4]。

1.2.2精確化

應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)所獲得的礦山地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)十分準(zhǔn)確可靠，其成像顯示數(shù)據(jù)可以真實(shí)有效地反映礦山地質(zhì)真實(shí)狀況，確保借助虛擬圖像所模擬礦山地質(zhì)測(cè)量操作完全吻合實(shí)際操作，降低礦山地質(zhì)實(shí)際測(cè)量工作出錯(cuò)率，提高礦山地質(zhì)測(cè)量結(jié)果的精確性。

1.2.3模型化

GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)，可以結(jié)合礦山地質(zhì)測(cè)量工作相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，構(gòu)建多種數(shù)據(jù)模型，并借助不同數(shù)據(jù)模型對(duì)礦山地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而獲得不同的分析結(jié)果。例如：為實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)真實(shí)狀況全面了解，需利用所構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型，對(duì)礦山地質(zhì)信息進(jìn)行分析，并獲得地質(zhì)信息數(shù)據(jù)最終分析結(jié)果[5]。總之，通過(guò)應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的數(shù)據(jù)模型化功能，可以幫助地質(zhì)人員快速獲得所需要的信息數(shù)據(jù)，并借助數(shù)據(jù)模型，添加和分析測(cè)量、開(kāi)采相關(guān)操作內(nèi)容，為后期礦山地質(zhì)測(cè)量流程的優(yōu)化提供重要的數(shù)據(jù)支持。

2常見(jiàn)GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的具體應(yīng)用

2.1三維GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用

三維GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)作為一種新型測(cè)繪技術(shù)，主要是由二維GIS測(cè)繪技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。該技術(shù)含有海量的信息數(shù)據(jù)，可直接充當(dāng)“信息數(shù)據(jù)庫(kù)”角色。在三維GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)中，通常會(huì)用到空間數(shù)據(jù)庫(kù)。在開(kāi)展礦山地質(zhì)測(cè)量工作期間，運(yùn)用三維GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)，可以對(duì)所需信息數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列操作，如信息采集、信息存儲(chǔ)、信息處理、信息共享等。此外，三維GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)具有易操作、測(cè)繪效率高、測(cè)繪質(zhì)量高等特點(diǎn)[6]。例如：應(yīng)用三維GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行礦山地質(zhì)測(cè)量時(shí)，需要借助該技術(shù)模型，全面化分析所采集的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，并借助三維坐標(biāo)系，形象、直觀地分析各個(gè)建筑物三維數(shù)據(jù)，并以三維立體的方式，展示出最終分析結(jié)果，為地質(zhì)人員精確測(cè)量礦山地質(zhì)提供重要的數(shù)據(jù)支持。

2.2空間可視化技術(shù)應(yīng)用

在GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)中，空間可視化技術(shù)作為一種常用測(cè)繪技術(shù)，可以促使礦山地質(zhì)空間可視化呈現(xiàn)，方便地質(zhì)人員更好地測(cè)量礦山地質(zhì)信息。首先，通過(guò)應(yīng)用空間可視化技術(shù)，可以幫助地質(zhì)人員全面地了解和掌握整體礦山外形輪廓，在此基礎(chǔ)上，利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得初步礦山地質(zhì)測(cè)量結(jié)果。其次，應(yīng)用所構(gòu)建的空間模型，幫助地質(zhì)人員了解礦山地質(zhì)測(cè)量區(qū)域在整個(gè)三維空間中的呈現(xiàn)狀態(tài)[7]。最后，通過(guò)科學(xué)應(yīng)用空間可視化技術(shù)，可以采用可視化方式，呈現(xiàn)出礦山地質(zhì)本身的特性，為后期制訂一套切實(shí)可行的礦山地質(zhì)測(cè)量方案創(chuàng)造了良好的條件。

2.3空間導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用

空間導(dǎo)向技術(shù)是GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的又一分支。空間導(dǎo)向性技術(shù)主要是指通過(guò)詳細(xì)、深入地分析指定礦山地質(zhì)區(qū)域內(nèi)所形成的信息數(shù)據(jù)，尋找和把握不同信息數(shù)據(jù)之間的內(nèi)部邏輯關(guān)系，從而挖掘出有價(jià)值的地理位置信息。同時(shí)，通過(guò)應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的虛擬化功能，可以真實(shí)化模擬被測(cè)對(duì)象，為獲取真實(shí)、有效的礦山地質(zhì)空間信息產(chǎn)生了積極的影響。另外，結(jié)合最終礦山地質(zhì)模擬情況，可以形象化、直觀化觀測(cè)不同礦山地質(zhì)所呈現(xiàn)出不同外觀狀態(tài)，同時(shí)，還能等比例縮放被測(cè)對(duì)象的大小，有效地提高礦山地質(zhì)測(cè)量質(zhì)量和效率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)精確化測(cè)量。

3基于GIS的礦山地質(zhì)測(cè)量信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1礦山空間數(shù)據(jù)管理程序設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)礦山空間數(shù)據(jù)管理程序時(shí)，主要用到GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)，這是由于當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，礦山地質(zhì)信息同樣發(fā)生變化，因此，需要應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控礦山地質(zhì)信息變化情況。當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)所探測(cè)的數(shù)據(jù)也會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)和更新。數(shù)據(jù)管理作為礦山地質(zhì)測(cè)量信息系統(tǒng)中的重要模塊，在保證數(shù)據(jù)完整性、真實(shí)性和保密性方面發(fā)揮出重要作用，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)泄露、丟失，會(huì)對(duì)礦山地質(zhì)測(cè)量與開(kāi)采工作開(kāi)展產(chǎn)生不良影響，甚至還會(huì)危及地質(zhì)人員的生命安全。因此，當(dāng)?shù)V山地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)采集完畢后，需要采用tab格式，將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，由空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合不同數(shù)據(jù)采集時(shí)間、采集范圍等因素，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效化、精確化管理。

3.2基于GIS構(gòu)建統(tǒng)計(jì)分析模型

應(yīng)用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析模型構(gòu)建時(shí)，需要在分析礦山地質(zhì)不同緯度的基礎(chǔ)上，提取出多個(gè)因子，并尋找不同因子內(nèi)在邏輯關(guān)系。然后，構(gòu)建出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析模型，從而達(dá)到集成處理礦山地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)的目的。礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)集成圖如圖1所示。通過(guò)將GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)分析模型構(gòu)建中，可以保證模型結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性，方便地質(zhì)人員借助統(tǒng)計(jì)分析模型，掌握不同礦山地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系，為幫助地質(zhì)人員全面地了解和掌握礦山地質(zhì)真實(shí)狀況提供重要的數(shù)據(jù)支持。

3.3測(cè)繪數(shù)據(jù)集成可視化

礦山地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)具有多時(shí)空性、異構(gòu)性和多源性等特點(diǎn)，因此，在進(jìn)行礦山地質(zhì)測(cè)量期間，通常會(huì)涉及海量數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)，需要對(duì)測(cè)繪集成數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，使其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)圖像，借助圖像，可以挖掘和分析不同數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系以及礦山地質(zhì)相關(guān)地理坐標(biāo)信息，幫助地質(zhì)人員全面地了解和掌握礦山地質(zhì)特征。礦山地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)可視化流程如圖2所示。

從圖2中可以看出，在進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)，通常會(huì)用到GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)，可以自動(dòng)生成相應(yīng)的礦塊地質(zhì)圖、試料圖、中段平面圖。通過(guò)運(yùn)用所構(gòu)建的統(tǒng)計(jì)分析模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)集成處理，并將最終處理結(jié)果導(dǎo)入三維動(dòng)畫制作（3DstudioMax，3DMS）軟件中，由3DMS軟件生成相應(yīng)的三維圖形，方便地質(zhì)人員借助三維圖形全面地了解和掌握礦山地質(zhì)真實(shí)狀況。此外，還要將三維圖形與屬性進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)，確保地圖會(huì)隨著局部特征的改變而改變，實(shí)現(xiàn)礦山地圖的自動(dòng)化管理和更新。這樣不僅可以保證不同地圖所標(biāo)記的相同空間元素存在一定的連貫性、一致性和完整性，還能促使礦山圖形測(cè)繪向可視化、數(shù)字化方向不斷發(fā)展。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為充分發(fā)揮和利用GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的虛擬化、精確化、模型化等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，本文將GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用于礦山地質(zhì)測(cè)量信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)后，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，提高空間數(shù)據(jù)利用率，同時(shí)還能保證不同地圖所標(biāo)記的相同空間元素存在一定的連貫性、一致性和完整性，促使礦山圖形測(cè)繪向可視化、數(shù)字化方向不斷發(fā)展，使得圖形與屬性相互關(guān)聯(lián)，確保地圖會(huì)隨著局部特征的改變而同步更新，實(shí)現(xiàn)礦山地圖的自動(dòng)化管理和更新。總之，GIS數(shù)字測(cè)繪技術(shù)具有虛擬化、精確化、模型化等優(yōu)勢(shì)，完全滿足礦山地質(zhì)測(cè)量工作開(kāi)展需求。

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