測(cè)繪地理信息在智慧礦山發(fā)展中應(yīng)用研究

現(xiàn)代社會(huì)是信息化的社會(huì)，相關(guān)的信息工具在人們生活之中廣泛應(yīng)用，同時(shí)在工礦業(yè)的生產(chǎn)之中，相關(guān)技術(shù)也扮演著重要的角色，并形成了智慧礦山概念。智慧礦山的是通過(guò)對(duì)礦山實(shí)體的大量現(xiàn)象進(jìn)行統(tǒng)一化，并在此基礎(chǔ)上將其數(shù)字化而形成，通過(guò)這種方法能夠讓礦山的整個(gè)開(kāi)發(fā)與操作過(guò)程完全呈現(xiàn)出來(lái)，并能夠作用于礦山的設(shè)計(jì)，確保礦山生產(chǎn)的整體效率和經(jīng)濟(jì)效益最大化。

1 智慧礦山的內(nèi)涵分析

智慧礦山早在2012年就已經(jīng)提出，智慧礦山的定義主要是其能夠?qū)ιa(chǎn)、職業(yè)健康與安全、技術(shù)和后勤保障等進(jìn)行自我感知與分析的無(wú)人礦山。智慧礦山概念提出的本質(zhì)需求是確保礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的安全化、高效化、清潔化和數(shù)字化等。由于智慧礦山概念形成時(shí)間較晚，因此在具體的定義和內(nèi)涵上仍然處于不斷發(fā)展的過(guò)程中，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等概念成熟之后，智慧礦山的內(nèi)涵及功能得到了進(jìn)一步的發(fā)展。傳統(tǒng)的智慧礦山主要側(cè)重于生產(chǎn)技術(shù)層面，即追求設(shè)備的智慧化，在這種理念之下，智慧礦山的發(fā)展方向是各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均依靠機(jī)器人和智慧化設(shè)備進(jìn)行操作，進(jìn)而確保整體生產(chǎn)過(guò)程的安全與高效。而從管理層面上來(lái)看，要保證生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，則需要確保礦山的建設(shè)管理也實(shí)現(xiàn)高度的智慧化，同時(shí)從實(shí)際情況來(lái)看，管理工作的實(shí)施已經(jīng)逐步成為制約礦山生產(chǎn)的重要因素。在此背景下，通過(guò)將GIS技術(shù)應(yīng)用到礦山的智慧化管理之中，也成為未來(lái)智慧礦山建設(shè)的重要趨勢(shì)。除了對(duì)礦山生產(chǎn)工作的管理之外，GIS技術(shù)在礦山當(dāng)前的測(cè)量之中也占據(jù)著重要的地位，礦山的測(cè)量任務(wù)主要包括對(duì)礦區(qū)地面控制網(wǎng)進(jìn)行合理有效的構(gòu)建，對(duì)礦區(qū)地面及井下等實(shí)施有效測(cè)量等，相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)能夠?yàn)橹腔鄣V山后續(xù)的建設(shè)與發(fā)展起到指導(dǎo)性作用。

傳統(tǒng)礦山測(cè)量過(guò)程中存在的主要問(wèn)題為測(cè)繪設(shè)備相對(duì)落后，導(dǎo)致整體的礦山測(cè)繪效率不高以及測(cè)繪過(guò)程中誤差較大，造成測(cè)繪質(zhì)量低兩個(gè)方面。首先從測(cè)繪效率的角度來(lái)看，傳統(tǒng)礦山測(cè)繪之中，多數(shù)操作均是依靠人工進(jìn)行完成，由于礦山測(cè)繪之中整體環(huán)境較為惡劣，工作人員的工作強(qiáng)度較大，且相關(guān)的環(huán)境限制，無(wú)法對(duì)先進(jìn)的測(cè)繪設(shè)備進(jìn)行有效使用等情況，均極大地制約了礦山測(cè)量工作的開(kāi)展。同時(shí)傳統(tǒng)礦山測(cè)繪之中，人工開(kāi)展作業(yè)的方式，容易導(dǎo)致原始測(cè)點(diǎn)位移的現(xiàn)象，導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)。同時(shí)礦山的構(gòu)造特征相對(duì)其他地區(qū)具有一定的特殊性，該特征也會(huì)導(dǎo)致原始測(cè)點(diǎn)的位移，對(duì)整體測(cè)量結(jié)果造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。

市級(jí)醫(yī)院根除Hp處方的合格處方數(shù)為6353份，不合格處方數(shù)12558份，合格率為33.59%；縣級(jí)醫(yī)院合格處方數(shù)為1187份，不合格處方數(shù)3506份，合格率為25.29%，市、縣級(jí)醫(yī)院兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1、圖2。

2 測(cè)繪地理信息在智慧礦山測(cè)量中的應(yīng)用

在礦山測(cè)繪之中進(jìn)行地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的測(cè)繪，地理信息系統(tǒng)是以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件為支撐形成的技術(shù)，其在應(yīng)用過(guò)程中可以充分地采集地球表層相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)，同時(shí)該技術(shù)還具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理功能，通過(guò)該系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和分析等。在地理信息系統(tǒng)的功能之下，相關(guān)的測(cè)繪工作可以有效地對(duì)地理坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量的定位等。此外，該系統(tǒng)在進(jìn)行相應(yīng)的礦山測(cè)量工作過(guò)程中不會(huì)受到礦山地形、地貌等因素的影響，其數(shù)據(jù)采集過(guò)程實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化，因此可以避免人為因素對(duì)測(cè)量工作的影響。其在具體應(yīng)用階段，只需要將相應(yīng)的地理坐標(biāo)進(jìn)行錄入，在此基礎(chǔ)上即可依托衛(wèi)星實(shí)施掃描，最終幫助相關(guān)人員便利地完成測(cè)量點(diǎn)位信息的獲取，由此也可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在測(cè)量工作之中具有著極高的效率。而在數(shù)據(jù)處理方面，則可以依靠對(duì)不同時(shí)間和空間屬性，進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)信息的全面處理，因此該系統(tǒng)在智慧礦山的建設(shè)測(cè)量之中能夠發(fā)揮出巨大的作用。此外，基于對(duì)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，也為當(dāng)代礦山測(cè)量進(jìn)行遙感技術(shù)的有效應(yīng)用提供了便利條件，在相關(guān)技術(shù)之下，礦山的測(cè)量工作可以依靠衛(wèi)星遙感器獲取，并且能夠及時(shí)進(jìn)行記錄與傳輸，并對(duì)數(shù)據(jù)展開(kāi)分析與判讀等。

3 測(cè)繪地理信息在智慧礦山管理之中的應(yīng)用

3.1 測(cè)繪地理信息的應(yīng)用平臺(tái)分析

在智慧礦山的建設(shè)過(guò)程中，相較于傳統(tǒng)的工程建設(shè)更為復(fù)雜，在建設(shè)過(guò)程中可以分為投資策劃、勘察設(shè)計(jì)和具體施工運(yùn)營(yíng)等多個(gè)階段，在各個(gè)階段施工之中均可以進(jìn)行GIS系統(tǒng)的應(yīng)用，從而促進(jìn)整體工作的開(kāi)展。首先在初期的策劃與設(shè)計(jì)階段，相關(guān)單位需要對(duì)智慧礦山建設(shè)的可行性進(jìn)行分析，尤其是項(xiàng)目投資的目標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)性的運(yùn)營(yíng)策劃，形成對(duì)礦山節(jié)能能力、環(huán)境影響和社會(huì)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)等方面的評(píng)估。在這些過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，從而進(jìn)行對(duì)礦山資源條件、資源儲(chǔ)量、資源品質(zhì)、資源分布情況及資源賦存情況等的模擬，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的廠址和生產(chǎn)區(qū)域建設(shè)規(guī)劃將更為科學(xué)，對(duì)于后續(xù)的生產(chǎn)工作展開(kāi)能起到有效的促進(jìn)。同時(shí)在礦山工程的可行性報(bào)告之中還需要包含需求分析、建設(shè)規(guī)模、廠址選擇、環(huán)境評(píng)價(jià)等一系列評(píng)價(jià)內(nèi)容，在針對(duì)廠址選擇進(jìn)行分析的過(guò)程中，可以依托地理信息系統(tǒng)進(jìn)行宏觀地形圖的生成，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的比選。而在勘察設(shè)計(jì)階段，則可以應(yīng)用地理信息方系統(tǒng)對(duì)巷道掘進(jìn)的具體方案、宏觀采掘計(jì)劃等進(jìn)行模擬。

3.2 測(cè)繪地理信息的應(yīng)用分析

假設(shè)有l(wèi)種主觀賦權(quán)方法，讓其對(duì)綜合評(píng)價(jià)中的指標(biāo)一一賦權(quán)，則可以得到一個(gè)主觀權(quán)重集合Wo={Woj∣1≤o≤l;1≤j≤n} ，基本要求是權(quán)重集合內(nèi)的子項(xiàng)均需滿足歸一性和非負(fù)性。

非淀粉多糖（Non-starch polysaccharides,NSP）是指植物中結(jié)構(gòu)多糖的總稱(chēng)，主要包括纖維素、半纖維素、果膠類(lèi)、抗性淀粉四部分，飼料原料不同，含有的NSP的種類(lèi)和數(shù)量也不一樣。玉米中主要NSP包括木聚糖、纖維素、β-葡聚糖，豆粕中NSP主要包括果膠、纖維素、甘露聚糖[1]。有研究發(fā)現(xiàn)，家禽飼糧中NSP含量達(dá)5%時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)作用[2]。NSP酶主要由木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶組成[3]。

4 基于測(cè)繪地理信息的智慧礦山建設(shè)分析

4.1 初期階段工作流程及應(yīng)用點(diǎn)

智慧礦山建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)的管理工作是極為重要的一個(gè)方面，通過(guò)礦山的智慧化管理，將能夠有效地提升礦山智慧化生產(chǎn)的協(xié)調(diào)性和效率。在當(dāng)前測(cè)繪地理信息系統(tǒng)在智慧礦山管理體系建設(shè)之中，主要是與BIM系統(tǒng)進(jìn)行共同應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)全過(guò)程的管理。通過(guò)這種方式能夠保證礦山建設(shè)過(guò)程中的大數(shù)據(jù)共享，充分提高礦山建設(shè)管理的決策質(zhì)量。其中地理信息系統(tǒng)的主要作用是進(jìn)行地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示和分析，在當(dāng)前地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的類(lèi)型相對(duì)較多，包括ARCGIS平臺(tái)、Mapinfo平臺(tái)、MapGIS平臺(tái)以及superMap平臺(tái)等，其中ARCGIS平臺(tái)能夠進(jìn)行3D數(shù)據(jù)的創(chuàng)建與管理，同時(shí)針對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與處理的能力較強(qiáng)，且平臺(tái)的可伸縮性較強(qiáng)，但從實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中來(lái)看，其使用成本較高，且數(shù)據(jù)導(dǎo)入能力較弱。Mapinfo平臺(tái)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)可視化和信息地圖化能力，且非辦公自動(dòng)化和數(shù)據(jù)集成化能力較強(qiáng)，但同時(shí)也具有不支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入建模的缺點(diǎn)。MapGIS平臺(tái)在應(yīng)用過(guò)程中具有較為良好的顯示效果，且圖形編輯能力較強(qiáng)，但該軟件尚未能夠充分地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。superMap平臺(tái)數(shù)據(jù)分析能力強(qiáng)，但空間圖形編輯能力等功能較弱。從上述內(nèi)容之中可以看出，當(dāng)前在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)方面，已經(jīng)形成了較為完善的體系，但同時(shí)各個(gè)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)也都存在一定的不足，在智慧礦山管理系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，針對(duì)當(dāng)前的礦山生產(chǎn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)钠脚_(tái)選擇將能夠有效地保證智慧礦山的生產(chǎn)和管理活動(dòng)開(kāi)展。

地質(zhì)數(shù)據(jù)通常可以通過(guò)鉆探、坑探等手段獲取，通過(guò)這些方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦石品位、巖性和分布狀況的分析，這些信息對(duì)應(yīng)不同的礦種，不同的礦區(qū)在實(shí)際的格局方面存在這較大的差異，但同時(shí)也有相關(guān)的信息是一致的，例如工程名稱(chēng)、取樣位置等，要通過(guò)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的鉆孔模型建設(shè)，首先需要依靠數(shù)據(jù)收集措施對(duì)相應(yīng)的地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的獲取，完成對(duì)鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建。相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括定位表、測(cè)斜表、巖性表和礦石質(zhì)量信息表等。在完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)之后，即可形成相應(yīng)的可視化鉆孔模型。從以往的測(cè)繪工作之中可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)繪工作之中最為關(guān)鍵的內(nèi)容是進(jìn)行可視化模型的建設(shè)，而在三維建模之中，最為關(guān)鍵的內(nèi)容又是三維地質(zhì)建模，具體建模圖如圖1所示。但是以往進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境的可視化模型建設(shè)所存在的主要問(wèn)題是數(shù)據(jù)不足和空間分布大小不一，導(dǎo)致整體工作無(wú)法充分地滿足智慧礦山的建設(shè)需求。而為了解決這些問(wèn)題，以往工作之中所采取的措施主要為物探措施，例如三維地震、地質(zhì)雷達(dá)、電磁信號(hào)等，這些措施能夠幫助人們獲取更為精細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)三維地質(zhì)模型的建設(shè)。當(dāng)前的技術(shù)條件下，通過(guò)地理信息系統(tǒng)及相關(guān)的物探手段，最終可以幫助人們獲取更為高質(zhì)量的可視化模型，確保智慧礦山建設(shè)的順利推進(jìn)。

4.2 項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用點(diǎn)

在智慧礦山項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)階段，相關(guān)單位和人員需要恰當(dāng)?shù)貙?duì)整體建設(shè)項(xiàng)目的決策進(jìn)行評(píng)價(jià)與總結(jié)，并需要對(duì)當(dāng)前項(xiàng)目實(shí)施有效的運(yùn)營(yíng)與管理，檢驗(yàn)其是否科學(xué)有效。運(yùn)營(yíng)階段的主要工作包括對(duì)進(jìn)行項(xiàng)目后評(píng)價(jià)、進(jìn)行項(xiàng)目績(jī)效評(píng)價(jià)以及實(shí)施資產(chǎn)管理等。智慧礦山的運(yùn)營(yíng)管理之中，針對(duì)礦山管理方法之中的產(chǎn)量計(jì)劃、露天采掘計(jì)劃、地下采掘計(jì)劃、礦石質(zhì)量計(jì)劃等均可通過(guò)地理信息系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在礦山企業(yè)的日常生產(chǎn)管理之中，其所需要實(shí)施的地下開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程管理和露天開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程管理，也都可以依托地理信息技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照的方式來(lái)進(jìn)行，同時(shí)也可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照的基礎(chǔ)上，實(shí)施對(duì)智慧礦山整體生產(chǎn)流程的優(yōu)化。

4.3 智慧礦山項(xiàng)目末期階段的應(yīng)用

礦山項(xiàng)目開(kāi)采完畢之后，將進(jìn)入到報(bào)廢階段，這個(gè)階段之中通常已經(jīng)形成了大量的采空區(qū)，這樣的采空區(qū)是較為特殊的地下空間，例如廢棄的巷道、井底車(chē)場(chǎng)、采空區(qū)和鹽腔等，這些空間通常由于經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低因此在以往的工作之中沒(méi)有得到充分的開(kāi)發(fā)利用。而在當(dāng)前的背景下，對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，全面地發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值成為各方關(guān)注的重點(diǎn)，例如進(jìn)行地?zé)岚l(fā)電站、地下抽水蓄能電站等的開(kāi)發(fā)是當(dāng)前對(duì)這些空間進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的主要手段。在該過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地下特殊空間的判識(shí)與估算，以及對(duì)場(chǎng)地模型和空間模型的構(gòu)建，從而為相關(guān)的二次開(kāi)發(fā)工作形成便利條件。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平正處在高速發(fā)展的過(guò)程中，同時(shí)國(guó)內(nèi)外各大礦企均提出和開(kāi)展了相應(yīng)的智慧礦山建設(shè)工作，在這一背景下，測(cè)繪地理信息技術(shù)必然會(huì)面對(duì)巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為了確保相關(guān)的工作最終得以有序的推進(jìn)，在相關(guān)的工作之中必須推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步信息化和科技化，必須認(rèn)識(shí)到智慧礦山是未來(lái)發(fā)展的整體趨勢(shì)。同時(shí)測(cè)繪地理信息也不應(yīng)當(dāng)僅僅存在于表面，而應(yīng)當(dāng)充分地滲透到礦山建設(shè)的各個(gè)階段之中，最終為智慧礦山建設(shè)形成有力的信息支持。

[1]李娟．測(cè)繪地理信息在智慧礦山發(fā)展中應(yīng)用研究[J]．世界有色金屬,2019(21)：16+18．

[2]劉德福．智慧礦山測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)共享服務(wù)模式探討[J]．世界有色金屬,2019(20)：221+223．

[3]任國(guó)璽,向玲玲．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下構(gòu)建煤礦庫(kù)存智能管理系統(tǒng)的分析[J]．機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,2015,28(04)：67-69．

[4]王夢(mèng)佳,王雪彤．?dāng)?shù)字礦山、智慧礦山、虛擬礦山的對(duì)比剖析[J]．測(cè)繪與空間地理信息,2015(09)：193-195．

[5]李梅,姜展,姜龍飛,孫振明．三維可視化技術(shù)在智慧礦山領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]．煤炭科學(xué)技術(shù),2021,49(02)：153-162．

[6]董敬文．大數(shù)據(jù)背景下礦山測(cè)繪地理信息檢測(cè)研究[J]．中國(guó)設(shè)備工程,2022(08)：165-166．

[7]薛晰露．現(xiàn)代測(cè)繪地理信息技術(shù)在礦山治理中的應(yīng)用[J]．世界有色金屬,2022(05)：13-15．

[8]周瑾鈺,郭超,張雨．探究測(cè)繪地理信息在智慧城市建設(shè)中的作用[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018(22)：83-84．

[9]丁超．基于云計(jì)算的礦山測(cè)繪地理信息應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)化研究[J]．大眾標(biāo)準(zhǔn)化,2022(04)：4-6．