地信信息系統(tǒng)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用研究

劉奇軍

（天水三和數(shù)碼測(cè)繪院有限公司，甘肅 天水 741000）

礦山測(cè)繪需要用到多種學(xué)科的知識(shí)，是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，而隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，礦山測(cè)繪工作普遍開(kāi)始運(yùn)用地信信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪效率的提高，未來(lái)地信信息系統(tǒng)的測(cè)繪水平也還在不斷提升。

1 地信信息系統(tǒng)簡(jiǎn)述

地信信息系統(tǒng)是有效管理地理信息，處理地理相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是礦山測(cè)繪工作中應(yīng)用較為廣泛的系統(tǒng)，為相關(guān)測(cè)繪規(guī)劃提供有利的條件。地信信息系統(tǒng)主要運(yùn)用遙感器和攝影測(cè)量技術(shù)來(lái)進(jìn)行礦山測(cè)繪的采集信息工作，然后在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)礦山的地質(zhì)信息進(jìn)行分析，再制定出礦山基本圖像和資源網(wǎng)絡(luò)，在整合地理信息以后，礦山的測(cè)繪工作質(zhì)量和效率會(huì)大幅度提升，該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)就在于分析功能、信息采集功能、信息儲(chǔ)存功能都十分強(qiáng)大，有效查詢、搜索并分析礦山的地理信息，同時(shí)還能夠?qū)Φ乩硇畔⒌奈磥?lái)變化方向做出預(yù)測(cè)，其輸出的地理信息十分準(zhǔn)確，應(yīng)用價(jià)值也能夠充分體現(xiàn)。

2 地信信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

地信信息系統(tǒng)的特點(diǎn)也是十分明顯，一是具有多時(shí)相性的特點(diǎn)，多時(shí)相性就是指許多時(shí)段內(nèi)都包含了地信信息系統(tǒng)的應(yīng)用，該系統(tǒng)貫穿于礦山生產(chǎn)體系中的各個(gè)時(shí)段，因而也是必不可少的；二是具有多源性的特點(diǎn)，地信信息系統(tǒng)的多源主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)來(lái)源方面，該系統(tǒng)在各個(gè)生產(chǎn)時(shí)段被運(yùn)用，測(cè)量各項(xiàng)信息，因而數(shù)據(jù)的來(lái)源十分廣泛，數(shù)據(jù)采集的范圍也比較廣，同時(shí)數(shù)據(jù)可應(yīng)用到的領(lǐng)域也比較多；三是該系統(tǒng)的時(shí)空特性較為明顯，地信信息系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，其數(shù)據(jù)也處在不斷變化中，這使得該系統(tǒng)具有幾何特征，同時(shí)體現(xiàn)出時(shí)空維度所具有的特性；四是具有較高的不確定性，對(duì)于地信信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)本身就處在不斷累積和變化的過(guò)程中，而不確定性也是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展的重要特性，地理信息系統(tǒng)在測(cè)量礦山數(shù)據(jù)時(shí)，其測(cè)量的數(shù)據(jù)也是十分豐富，具有不確定性。

3 地信信息系統(tǒng)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 地信信息系統(tǒng)在我國(guó)礦山測(cè)繪中的應(yīng)用現(xiàn)狀

礦山測(cè)繪工作是礦山開(kāi)采和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，測(cè)繪的質(zhì)量也會(huì)直接影響礦山開(kāi)采的安全性，精確測(cè)繪也能夠在很大程度上提高開(kāi)采效率，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益，礦山測(cè)繪工作雖然是在開(kāi)采工作之前進(jìn)行，但是從本質(zhì)上來(lái)看卻貫穿了礦山生產(chǎn)作業(yè)的始終。一方面，在開(kāi)采工作之前要進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，在這項(xiàng)工作中，地信信息系統(tǒng)的作用就能夠體現(xiàn)，它能夠?qū)⒌V山測(cè)繪的結(jié)果制定成報(bào)告，報(bào)告中包含了礦山的一些基本情況，為礦山工程的設(shè)計(jì)工作提供可參考的依據(jù)，進(jìn)而保障設(shè)計(jì)的可靠性，提高開(kāi)采作業(yè)的效率。另一方面地信信息系統(tǒng)的測(cè)繪工作能夠?yàn)樯a(chǎn)計(jì)劃的制定提供依據(jù)，生產(chǎn)計(jì)劃在編制過(guò)程中需要詳細(xì)了解礦山信息，若是對(duì)礦山的基本情況掌握不透徹，則編制的生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行效率將會(huì)降低，一些由于計(jì)劃編制不充分而暴露開(kāi)采問(wèn)題也會(huì)更加明顯，而測(cè)繪中運(yùn)用地信信息系統(tǒng)能夠進(jìn)一步提高測(cè)繪精準(zhǔn)度，讓礦山情況更加客觀的展現(xiàn)出來(lái)，這樣就能夠完善生產(chǎn)計(jì)劃，也能夠降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生失誤的頻率，提高開(kāi)采生產(chǎn)的安全性和效益性。地信信息系統(tǒng)也是對(duì)礦山信息進(jìn)行有效管理的重要方法，它能夠整理出礦山開(kāi)采過(guò)程中存在的常見(jiàn)通病，并針對(duì)這些通病制定出可行的應(yīng)對(duì)策略，然后將相關(guān)信息統(tǒng)計(jì)并上傳的平臺(tái)中，這些信息也能作為以后礦山生產(chǎn)優(yōu)化的重要參考經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還能夠?yàn)榈V山企業(yè)決策者的生產(chǎn)決策作出指引，進(jìn)一步提高礦山開(kāi)采的生產(chǎn)效率。

目前地信信息系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍了，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程，依舊存在著一些不夠完善的地方，例如，地信信息系統(tǒng)具有模擬仿真的功能，該功能能夠?qū)⒌V山勘察的基本情況模擬出來(lái)，再通過(guò)可視化功能將模擬仿真的成果呈現(xiàn)出來(lái)，能夠更加清晰的觀察到礦山的基本情況，但實(shí)際上，該項(xiàng)功能對(duì)于礦山的一些隱含情況是無(wú)法呈現(xiàn)出來(lái)的，礦山的地質(zhì)條件都是極為復(fù)雜，且隨著時(shí)間的推移還會(huì)產(chǎn)生一定變化，因而相關(guān)信息的模擬不準(zhǔn)確就會(huì)直接影響到工作人員對(duì)礦山的判斷，進(jìn)而影響到后續(xù)工作。

3.2 地信信息系統(tǒng)在礦山測(cè)繪中的具體應(yīng)用

3.2.1 數(shù)字礦山信息系統(tǒng)的應(yīng)用

數(shù)字礦山信息系統(tǒng)結(jié)合了可視化技術(shù)、多維數(shù)字處理技術(shù)以及網(wǎng)格化技術(shù)等，同時(shí)，該系統(tǒng)利用模擬仿真功能和多媒體技術(shù)將礦山信息數(shù)字化呈現(xiàn)出來(lái)。

數(shù)字礦山信息系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)挖掘板塊、三維數(shù)據(jù)庫(kù)以及應(yīng)用板塊、高速寬帶網(wǎng)絡(luò)支撐結(jié)構(gòu)、中間處理層、業(yè)務(wù)環(huán)境提供者以及三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等，數(shù)字礦山信息系統(tǒng)能夠負(fù)責(zé)礦山各項(xiàng)工作的管理以及調(diào)度，是具有一體化綜合功能的信息管理、安全管理以及業(yè)務(wù)管理的重要機(jī)制。數(shù)字礦山信息系統(tǒng)的整體框架主要分為決策層、應(yīng)用層以及數(shù)據(jù)層，其中決策層的任務(wù)主要是對(duì)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的管理，而應(yīng)用層的任務(wù)主要是對(duì)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的處理，而數(shù)據(jù)層則主要負(fù)責(zé)安全管理工作，例如，在實(shí)際礦山測(cè)繪中，數(shù)字礦山信息系統(tǒng)能夠利用平行或接近平行的平面數(shù)據(jù)來(lái)搭建三維立體模型，進(jìn)而模擬開(kāi)采流程，直觀地向開(kāi)采工作人員展示出開(kāi)采過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，以此為基礎(chǔ)提供更多可靠服務(wù)，提高生產(chǎn)效率，適用于露天采礦模型、礦體模型以及巷道模型的模擬構(gòu)建[1]。

3.2.2 在編制生產(chǎn)計(jì)劃中的應(yīng)用

礦山生產(chǎn)計(jì)劃編制所需要用到的礦山信息包括礦山整個(gè)礦床分布位置、礦山的實(shí)際存儲(chǔ)量等信息，在編制過(guò)程中只要將這些信息進(jìn)行全面考慮，才能夠確保生產(chǎn)計(jì)劃落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)中。這個(gè)過(guò)程需要全面的礦山數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，因而地信信息系統(tǒng)也得到了運(yùn)用。另外，地信信息系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了勘察信息的完整性和可靠性，這樣使得生產(chǎn)計(jì)劃的編制更為準(zhǔn)確，在實(shí)際開(kāi)采工作進(jìn)行時(shí)，地信信息系統(tǒng)也間接產(chǎn)生的積極影響。

3.2.3 在日常生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

地信信息系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)成為礦山生產(chǎn)日常管理中的重要技術(shù)，在生產(chǎn)管理中運(yùn)用地信信息系統(tǒng)能夠進(jìn)一步提升生產(chǎn)管理的效果，進(jìn)而保障生產(chǎn)作業(yè)有序推進(jìn)。例如，礦山日常生產(chǎn)管理過(guò)程中通常會(huì)發(fā)現(xiàn)一些無(wú)法完全測(cè)量的新地質(zhì)問(wèn)題，給生產(chǎn)推進(jìn)帶來(lái)影響，而這時(shí)就可以將新地質(zhì)問(wèn)題的信息輸入到地信信息系統(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)的強(qiáng)大分析功能制定出解決新地質(zhì)問(wèn)題的策略，進(jìn)而確保生產(chǎn)不受到大的影響。另外，地信信息系統(tǒng)還能夠優(yōu)化礦山開(kāi)采工藝，例如，目前很多礦山開(kāi)采使用卡車和電鏟之間的間斷開(kāi)采模式，這種開(kāi)采模式的開(kāi)采成本較高，基本占據(jù)總生產(chǎn)成本的60%以上，而在地信信息系統(tǒng)的優(yōu)化下，電鏟和卡車之間的調(diào)度效率會(huì)更高，在一定程度上節(jié)省了開(kāi)采成本，卡車可以實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)輸，提高生產(chǎn)效率[2]。

3.2.4 在礦山環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

礦山開(kāi)采從本質(zhì)上來(lái)看是一種破壞生態(tài)環(huán)境的行為，而從某種意義上來(lái)講，自然環(huán)境甚至比礦山資源更加珍貴，而地信信息系統(tǒng)能夠?qū)ΦV山開(kāi)采導(dǎo)致的一系列環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)籌處理。例如，地信信息系統(tǒng)能夠在礦山環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系中應(yīng)用，礦山開(kāi)采對(duì)自然環(huán)境的影響包括噪聲污染、土層破壞、大氣污染以及河流污染等，對(duì)于一些露天采礦項(xiàng)目，可以在地信信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立專家系統(tǒng)，即EGIS系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)露天采礦的周圍環(huán)境影響進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量并評(píng)價(jià)，還能夠通過(guò)緩沖區(qū)分析采礦過(guò)程中一些飛石和煙塵給環(huán)境帶來(lái)的污染面積，同時(shí)根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)盡量降低污染。

4 地信信息系統(tǒng)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用前景

4.1 多元化趨勢(shì)

地信信息系統(tǒng)在礦山測(cè)繪中的未來(lái)發(fā)展，趨向于功能集成化和多元化的趨勢(shì)發(fā)展是必然。地信信息系統(tǒng)的集成主要體現(xiàn)在三部分，一是信息管理系統(tǒng)的集成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種信息的綜合性管理；二是多種信息源的集成，不管信息來(lái)源是什么，其最終都會(huì)集中在信息的中心處理結(jié)構(gòu)中；三是應(yīng)用技術(shù)的集成，在未來(lái)，地信信息系統(tǒng)會(huì)結(jié)合更多技術(shù)，延伸出更多功能。例如，目前的地信信息系統(tǒng)正在結(jié)合全球定位技術(shù)以及多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)的交叉型應(yīng)用，這也使得該系統(tǒng)的實(shí)用性更強(qiáng)。另外，為了地信信息系統(tǒng)除了在測(cè)量地質(zhì)信息中發(fā)揮作用，也會(huì)將水文資料和地震資料等進(jìn)行融合，綜合管理各項(xiàng)信息，進(jìn)而發(fā)揮出更多功效。

4.2 生產(chǎn)一體化趨勢(shì)

地信信息系統(tǒng)促進(jìn)生產(chǎn)一體化是未來(lái)該系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢(shì)，從礦山設(shè)計(jì)到開(kāi)采過(guò)程中，地信信息系統(tǒng)利用可視化技術(shù)、三維模擬技術(shù)，在地質(zhì)信息勘探以及礦床模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)字模擬開(kāi)采，將礦山生產(chǎn)作業(yè)的整個(gè)環(huán)節(jié)囊括其中，不僅能設(shè)計(jì)出開(kāi)采作業(yè)的方法，也能夠設(shè)計(jì)出應(yīng)對(duì)環(huán)境災(zāi)害的方案，同時(shí)還能夠?qū)ΦV石的儲(chǔ)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，真正實(shí)現(xiàn)一體化管理。

5 結(jié)論

綜上所述，地信信息系統(tǒng)在礦山測(cè)繪中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，該系統(tǒng)功能強(qiáng)大，能夠進(jìn)一步提高測(cè)繪效率，促進(jìn)礦山開(kāi)采作業(yè)的生產(chǎn)。由本文分析可知，地信信息系統(tǒng)在礦山測(cè)繪中的具體應(yīng)用包括：數(shù)字礦山信息系統(tǒng)的應(yīng)用、在編制生產(chǎn)計(jì)劃中的應(yīng)用、在日常生產(chǎn)管理中的應(yīng)用、在礦山環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。