地理信息系统在矿山的应用研究现状及发展趋势
2015-09-26 01:03
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摘要:地理信息系统(GIS) 作为目前发展最迅速的高新技术之一,将
摘要:地理信息系统(GIS) 作为目前发展最迅速的高新技术之一,将其应用在矿山,可以大大地推动矿山生产经营管理的现代化。GIS 在城市交通、通讯、电力等方面应用广泛,但其在矿山方面的应用还很少。文中简要介绍了矿山应用GIS 的必要性,矿山地理信息系统(MGIS) 的特点及功能,概述了目前MGIS 在应用方面存在问题以及发展趋势。
关键词:GIS;矿山地理信息系统;应用及问题;发展趋势
GIS 是英文Geographic Information System 的缩写,通常称为地理信息系统。GIS 是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科,是一种特定而又十分重要的空间信息系统。它是采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内) 与空间和地理分布有关数据的空间信息系统[1 ] 。
地理信息系统应用广泛,有多个分支,目前GIS在资源调查管理、环境监测与评价、城市规划、土地利用、公共交通、各类工程施工、军事国防以及商业、经营决策等方面均已得到广泛而卓有成效的应用。矿山地理信息系统(MGIS) 是其分支之一,该系统主要是以计算机为基础,应用测量、
摄影测量与遥感等技术采集信息,并通过机械制图和图像处理等手段,紧密结合矿山的空间与资源特征构建起来的一种信息系统。将GIS 运用于指导矿山的规划、日常生产、管理、环境监测以及安全预警等各方面将有很重要的意义。我国的矿山地理信息系统,起步较晚。但是,经过我国矿业科技工作者的努力,在深入的理论研究和缜密的实验实践基础上,建立了初步的矿山地理信息系统。并且MGIS 在一些矿山的应用中,已经或正在发挥其重要作用。所以,建立与发展MGIS 对我国矿业的可持续发展有着重要的意义。
1 矿山应用MGIS 的必要性
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矿山是一种特殊的地理区域。现代矿山一般规模庞大,面积较广,地质条件和矿体赋存条件差别很大,主要表现为:矿床地层构造复杂,矿体厚度不稳定,倾角变化大,顶底板不稳定,有时受地下水的威胁等等;生产方式复杂,生产矿井提升、运输方式多样;设备复杂,种类繁多,设备数量多。由此可见,矿山的信息量巨大,并且数据类型多,包括地质、采矿、测绘、选冶、分析、环保、经济、建设、生产与管理等多方面的数据。数据载体有文件资料、表格、图形图像、数据库等[1] 。
矿山数据具有重要经济价值。大量的数据不及时收集、整理、保存,一旦丢失,将给矿山造成巨大信息及经济浪费。矿山数据的保存和分析对矿山的生产、技术、安全、管理、效益、资源的有效利用及环境的保护具有重要意义,例如对地表及采空区上的构(建)筑物等的保护,对地下水及地表水、生态的保护,
采矿工程引起的塌陷区的复恳等可提供科学依据。目前,矿山工程施工、开采过程、设备、材料信息、经营管理信息等的收集和处理主要停留在手工操作上,已不适应现代企业生产、管理、办公等要求,急需具有智能化特征的方法与系统来满足企业之需求。MGIS 是满足这一需求的最好方法之一[2] 。
矿山是一个复杂的动态系统,其可持续发展系统具有结构非线形、行为多样性、信息不确定性和状态不可逆性的特点。面临着非常巨大的困难,MGIS 的建立将提供解决这些问题的可能[3 ] 。
2 MGIS 的特点及其功能
2. 1 MGIS 的特点[2]
矿山地理定位数据是MGIS 的基本数据,利用矿山地面和井下测量信息构建矿山的几何空间框架。矿山数据源包括地形图、测量资料、矿山土地利用图、地质图及文字报告、矿床产状图及文字报告、采掘工程图、井上下对照图、矿山建筑资料等。其储存形式,主要有图象、图形、文字、表格等。这些为数据源静态的一面。另一方面,由于矿山生产和区域社会的不断发展,还有大量动态数据,即在生产过程中不断更新、增加的数据和信息。这部分数据是生产和管理的最新资料,是系统保持现实性所必需的。MGIS 的数据具有以下主要特点:
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(1) 多源性。数据涉及不同的领域、不同的来源、不同的载体。
(2) 时空特性。数据具有时空四维的几何和属性信息,并且随着生产的进行,数据处在不断的更新、增删之中。
