淺談LongRuan GIS3.2在屯蘭煤礦地測繪圖中的應(yīng)用

蔡素玲

（西山煤電屯蘭礦，山西 太原 030206）

地圖是記錄地理信息的一種圖形語言形式，礦圖是反映地面及井下相對位置及關(guān)系的圖紙，它能夠反映煤層的產(chǎn)狀、地質(zhì)的構(gòu)造以及各種巷道之間、采區(qū)之間和現(xiàn)采區(qū)同采空區(qū)之間的相互關(guān)系。普通的管理信息系統(tǒng)，主要功能是查詢檢索和統(tǒng)計分析，其結(jié)果也是制成規(guī)定格式的特定表格，這就需要專門的地理信息系統(tǒng)[1]。地理信息系統(tǒng)除了能夠基本檢索和統(tǒng)計分析外，還能研究分析開發(fā)資源的合理利用，制定發(fā)展規(guī)劃以及銜接，所以地理信息系統(tǒng)對于煤礦的生產(chǎn)尤為重要[2]。屯蘭煤礦現(xiàn)使用LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)，是在原LongRuan GIS3.0 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級、改進(jìn)的一項專門針對煤礦繪圖服務(wù)的系統(tǒng)。它是為煤礦礦山地測工作量身制作的一套地理信息系統(tǒng)軟件，其開放的數(shù)據(jù)格式，能夠完美地將CAD 與GIS 軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)空間分析及編輯功能，非常適合煤礦使用[3]。

1 LongRuan GIS3.2 數(shù)據(jù)庫

LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫非常強(qiáng)大，數(shù)據(jù)庫中有兩個針對煤礦所使用的數(shù)據(jù)庫，分別是測量數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫?；A(chǔ)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的結(jié)合實現(xiàn)了從原始的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如鉆孔數(shù)據(jù)、導(dǎo)線點數(shù)據(jù)等）自動生成并能夠動態(tài)修改礦山地測工作的各類圖件，如采掘工程平面圖、地質(zhì)勘探線剖面圖、底板等高線及儲量計算圖、工作面地質(zhì)說明書、任意剖面的切割等。

1.1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫

地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中包括系統(tǒng)文件、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢、工具、數(shù)據(jù)提取及數(shù)據(jù)初始化六大部分。地質(zhì)勘探線數(shù)據(jù)、鉆孔資料數(shù)據(jù)、鉆探資料數(shù)據(jù)、綜合資料數(shù)據(jù)、測井資料數(shù)據(jù)、測斜資料數(shù)據(jù)、鉆孔水位資料、鉆孔消耗量資料、鉆孔封孔資料、鉆孔完井結(jié)構(gòu)資料、鉆孔井溫資料及鉆孔煤樣分析資料數(shù)據(jù)的導(dǎo)入主要包含地質(zhì)勘探線數(shù)據(jù)、鉆孔資料數(shù)據(jù)、鉆探資料數(shù)據(jù)、綜合資料數(shù)據(jù)、測井資料數(shù)據(jù)、測斜資料數(shù)據(jù)、鉆孔水位資料、鉆孔消耗量資料、鉆孔封孔資料、鉆孔完井結(jié)構(gòu)資料、鉆孔井溫資料和鉆孔煤樣分析資料數(shù)據(jù)的導(dǎo)出備份。如繪制地質(zhì)勘探線剖面圖，在地質(zhì)庫中提取鉆孔數(shù)據(jù)，勘探線數(shù)據(jù)就能自動生成地質(zhì)勘探線剖面圖，所生成的剖面圖再根據(jù)需要進(jìn)行修改、切割等。

1.2 測量數(shù)據(jù)庫

測量數(shù)據(jù)庫中包括系統(tǒng)文件、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、碎部數(shù)據(jù)管理、輔助計算、信息檢索、貫通管理及初始化七大部分。如繪制底板等高線及儲量計算圖，需在地質(zhì)數(shù)據(jù)庫提取鉆孔數(shù)據(jù)繪制鉆孔，生成小柱狀，根據(jù)鉆孔高程數(shù)據(jù)自動生成等高線，根據(jù)繪圖比例尺選擇合適的等高距，從高到低或從低到高進(jìn)行注記，在儲量圖例中輸入塊段名稱、級別、煤層傾角、角度、煤厚即可完成儲量圖例的繪制，還能根據(jù)所選塊段邊界自動計算塊段面積以及儲量；繪制八大礦圖中采掘工程平面圖則需要從測量數(shù)據(jù)庫導(dǎo)線點的數(shù)據(jù)資料自動生成巷道，根據(jù)高程的不同空間上可以選擇相互、相交、平行方式來生成巷道，這些功能大大地提高了繪圖的效率及精度。

2 LongRuan GIS3.2 符號庫

LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)為了滿足煤礦日常繪圖需要，依據(jù)《煤礦地質(zhì)測量圖例》制作了標(biāo)準(zhǔn)的符號庫，符號庫分別由點符號、線型符號和填充符號三種構(gòu)成。如在1:5000 礦圖上煤田邊界線寬度是1.2 mm，那么在這張礦圖上所有屬性為煤田邊界的線型就都是1.2 mm 的井田邊界符號。有了標(biāo)準(zhǔn)的符號庫，繪制圖形就能更加高效、標(biāo)準(zhǔn)以及美觀[4]。在圖上繪制其他線型方法也是一樣直接使用符號庫中的標(biāo)準(zhǔn)符號，如果符號庫中的符號不能滿足繪圖者需要，還可以自己在符號庫中創(chuàng)建一些特殊的圖例符號。

圖1 符號庫

2.1 點符號的創(chuàng)建

首先設(shè)置1:1 的比例尺，然后按照實際打印尺寸繪制，在符號庫執(zhí)行新創(chuàng)建符號命令，鼠標(biāo)左鍵選擇對象，右擊確定，選擇中心點，根據(jù)命令行提示指定符號外包矩形的左上角及右下角的位置，根據(jù)需要選擇符號庫、符號類型、分組并且輸入符號名稱即可。

2.2 線型符號的創(chuàng)建

線型符號創(chuàng)建與點符號創(chuàng)建步驟相同，但是在制作每一種線型時要找到最小的重復(fù)單元，把最小重復(fù)單元放入矩形框中，原點指定該圖例的中心位置即可創(chuàng)建線型符號。

2.3 填充符號創(chuàng)建

填充符號創(chuàng)建同點符號、線型符號步驟相同。制作填充符號時需要注意的是找到圖例最小重復(fù)單元放入矩形框中，如細(xì)砂巖制作時只需要放入矩形框中兩個符號即可[5]。

3 圖形的繪制

LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)能夠利用標(biāo)準(zhǔn)圖例地形符號來表示各種空間對象圖形，系統(tǒng)利用中點標(biāo)記，使用該標(biāo)準(zhǔn)符號即可對跨地區(qū)的圖形繪制，可讀性提高，大大提升礦井作圖的效率。煤礦的生產(chǎn)以及發(fā)展離不開測量圖的繪制，井上下采掘關(guān)系、井下采煤進(jìn)尺、銜接規(guī)劃等都需要繪制測量圖和儲量圖。

3.1 測量圖的繪制

LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)繪制測量圖，系統(tǒng)能夠根據(jù)測點數(shù)據(jù)自動生成巷道，繪制停采線、斷層、陷落柱構(gòu)造、碎部巷道、采空區(qū)、小柱狀等。利用該系統(tǒng)繪制測量圖簡單、快捷，效率高且準(zhǔn)確率高。該系統(tǒng)直接使用已錄入的導(dǎo)線點數(shù)據(jù)生成巷道，其繪制方式分別是交互式和全自動。交互式繪制巷道，可以選擇新巷道，在沒有巷道的情況下，也可以選擇老巷道，是在現(xiàn)有巷道基礎(chǔ)上繪制新開拓的巷道，然后根據(jù)實際情況選擇左幫還是右?guī)?，再選擇導(dǎo)線點，就可生成圖形中的巷道。選擇測量圖形中斷層，讀取斷層數(shù)據(jù)，斷層列表顯示所選位置在數(shù)據(jù)庫中所有斷層，根據(jù)自己需要提取所需斷層，即可完成斷層提取工作。在繪制單線斷層后，若需要將斷層以雙線斷煤交線可以使用斷層線轉(zhuǎn)換功能。其提取數(shù)據(jù)功能簡單快捷，提高繪圖者的效率。巷道生成并且提取數(shù)據(jù)以后，就需要繪制硐室了，首先設(shè)置硐室圖層名稱、參考點距離、與巷道夾角、硐室寬度、深度以及類型，再用鼠標(biāo)給出硐室相對巷道線的方位，即可繪制完成硐室。利用月進(jìn)尺功能，鼠標(biāo)左鍵指定需要繪制月進(jìn)度的左右?guī)停付ㄉ显履﹨⒖紝?dǎo)線點及本月的最末參考導(dǎo)線點，同樣方法也可用色帶模式繪制月進(jìn)尺。測量圖形繪制停采線命令，選擇繪制停采線的回風(fēng)巷和運輸巷道線的內(nèi)側(cè)線，指定參考導(dǎo)線點，指定大致方向，箭頭繪制是停采線的方位，鼠標(biāo)左鍵是回風(fēng)巷和運輸巷的前進(jìn)方向。采空區(qū)邊界顏色的繪制跟以前 LongRuan GIS3.0 系統(tǒng)功能一樣需要手動繪制，首先設(shè)置所繪采空區(qū)色帶所在圖層、年度尾數(shù)、月份、色帶寬度，選擇邊界，選擇巷道內(nèi)側(cè)巷道線確認(rèn)即可繪制完成。也可以根據(jù)各礦需要將已有的采空區(qū)顏色延伸至新的停采線位置。在自動生成巷道的時候會有一些巷道空間關(guān)系沒有進(jìn)行處理，這就需要繪圖工作者使用自動處理功能了，可以使用自動處理空間關(guān)系命令，根據(jù)巷道已有的高程自動斷開處理。未相交巷道可以使用命令欄的倒角功能處理，巷道提取時若提取多個巷道，那么就會有重復(fù)的導(dǎo)線點、高程等，這時就需要手動來刪除。在巷道圖生成以后，還需要填寫多個內(nèi)容，來完善繪圖，如：月末工作線、小斷層、煤層柱狀等。在巷道設(shè)置功能內(nèi)依次設(shè)置導(dǎo)線點名稱、導(dǎo)線點高程注記及導(dǎo)線點煤層結(jié)構(gòu)標(biāo)記等便能夠完成。保護(hù)范圍可以以現(xiàn)有邊界和輸入邊界兩種方式來獲取，選擇保護(hù)范圍以后，選擇利用垂線法或者垂面法來計算保護(hù)煤柱角點坐標(biāo)。已有邊界垂線法計算選擇已有邊界范圍，選擇垂線法繪制保安煤柱線，根據(jù)該礦實際情況輸入煤層基本參數(shù)，來計算結(jié)果并完成圖形的繪制；已有邊界的垂面法計算則是選擇垂面法繪制保安煤柱線，根據(jù)命令提示設(shè)置基本參數(shù)即可完成，此項功能對于該礦繪制保安煤柱功能強(qiáng)大，省去了許多繁雜的人為計算功能，使得保安煤柱圖能夠快速成圖，大大地縮減了時間、成本，并且做到精細(xì)化、準(zhǔn)確率高。利用繪制地籍界線功能，在命令行輸入各點坐標(biāo)，系統(tǒng)自動繪制并閉合，命令行中會顯示地籍界線區(qū)域的實際面積。

3.2 儲量圖的繪制

在矢量圖形里，將塊段名稱、級別煤層傾角、煤層面積、塊段儲量錄入，LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)能自動繪制標(biāo)準(zhǔn)的儲量塊段，也可根據(jù)自己需要進(jìn)行修改參數(shù)。要進(jìn)行儲量計算，需要在底板等高線圖上對資源儲量進(jìn)行計算，在圖上選擇需要進(jìn)行估算的區(qū)域，依次填寫儲量基本參數(shù)信息，設(shè)置儲量塊段名稱和儲量級別，選擇需要放置儲量圖例的位置，系統(tǒng)自動生成儲量圖例并對區(qū)域面積進(jìn)行計算。在實際繪圖工作中，也需要對已計算的塊段進(jìn)行分割計算，使用儲量塊段分割命令，選擇儲量分割線，此時原有儲量區(qū)域被分割成兩部分，新的儲量塊段圖例就可生成，選擇放置區(qū)域即可完成繪制。繪圖完成后也可對儲量邊界進(jìn)行修改，選擇要修改邊界塊段的儲量邊界線，使該塊段邊界處于修改編輯狀態(tài)，自行添加或者刪除邊界上的點來完成。并且儲量圖例中的塊段面積和儲量會自動修改完成。在儲量圖中，儲量塊段較多時，可以輸入塊段號進(jìn)行快速查詢定位，儲量信息可進(jìn)行編輯和修改，操作非常的靈活和實用。在LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)中添加了統(tǒng)改命令，在進(jìn)行矢量化的儲量圖例或者計算儲量圖例時，要對儲量圖例的外觀或者各項參數(shù)變化進(jìn)行修改，可以統(tǒng)改一次性完成所有圖例參數(shù)的修改，繪制效率有很大的提高。儲量計算圖中的儲量塊段圖例的外觀、各項參數(shù)及儲量級別顏色、寬度都能夠根據(jù)繪圖的需要進(jìn)行設(shè)置，對于矢量圖形和自動計算儲量塊段都很方便。LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，用來繪制各類礦圖得心應(yīng)手，并且支持繪制多種類型的圖表，包括常見的柱狀圖、折線圖、餅圖等，還支持3D 圖表、雷達(dá)圖等，還可根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、篩選、排序等。

4 LongRuan GIS3.2 與CAD 及GIS 軟件轉(zhuǎn)換

LongRuan GIS3.2 軟件能夠完美地與傳統(tǒng)的CAD、GIS 軟件做到數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換，且對應(yīng)符號、不丟數(shù)據(jù)，能夠滿足煤礦日常所有圖件的需求，操作簡單快捷，只需導(dǎo)入導(dǎo)出即可完成操作。CAD 軟件不能很好地處理屬性信息和圖形間的拓?fù)潢P(guān)系，這就為礦山日常信息的查詢和處理帶了很大困難，而GIS 軟件雖然采用了地理信息系統(tǒng)，但它不是根據(jù)煤礦特點量身設(shè)計的，LongRuan GIS 系統(tǒng)是專門根據(jù)煤礦特點量身定制的[6]。LongRuan GIS3.2軟件比起原LongRuan GIS3.0 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換圖件容易丟失線型、不識別文字，還需要繪圖者手動修改，現(xiàn)LongRuan GIS3.2 軟件的轉(zhuǎn)換功能越發(fā)強(qiáng)大且操作簡單，處理數(shù)據(jù)功能強(qiáng)大，不容易丟失數(shù)據(jù)，后期無需手動修改，對日常的繪圖工作起到關(guān)鍵作用，滿足煤礦一切繪圖要求，提高了繪圖的準(zhǔn)確率及繪圖效率[7]。

5 結(jié)語

LongRuan GIS3.2 軟件系統(tǒng)通過建立地質(zhì)、測量數(shù)據(jù)庫，依據(jù)原始基礎(chǔ)鉆孔數(shù)據(jù)和導(dǎo)線點數(shù)據(jù)等，既考慮到了煤礦井上下空間對象的復(fù)雜性、空間變量的動態(tài)變化性，也考慮到了大量空間信息的灰色性和模糊性，具有特色的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與專業(yè)性強(qiáng)、操作簡單、實用方便的特點自動生成并能夠動態(tài)更新礦山地測各類圖件，從而實現(xiàn)“數(shù)字礦山”多專業(yè)的空間數(shù)據(jù)共享與交換，在煤礦數(shù)據(jù)庫管理、礦圖繪制等方面發(fā)揮著重要作用，對于該礦的發(fā)展起到舉足輕重的作用。LongRuan GIS3.2 系統(tǒng)能夠搭建數(shù)字化共享平臺，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理，結(jié)合礦井實測數(shù)據(jù)，建立高效的繪圖系統(tǒng)，被越來越多的煤礦所認(rèn)可和應(yīng)用。傳統(tǒng)的煤礦測繪技術(shù)已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今社會的發(fā)展，測繪技術(shù)也需要不斷的升級。技術(shù)人員更要加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，確保煤礦測繪的精確性，從而不斷提高煤礦工作的安全性與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外LongRuan GIS3.2 繪圖還有一些不確定因素存在，如數(shù)據(jù)處理、空間分析研究和工程中的一些問題還需要進(jìn)一步的研究和發(fā)現(xiàn)，以便能夠更好地為礦井服務(wù)。