基于GIS的矿山图形系统应用研究

摘要：随着煤炭行业的发展，煤矿领域的信息化发展迅速，特别是煤炭集团企业对信息化的需求更为迫切；集团企业需要掌握基层矿山的生产动态信息，从而能够对矿山进行深入的管理；针对煤矿集团企业对矿山的生产动态管理的需要，提出基于GIS的矿山图形系统，解决了数据格式统一，图件规范统一，数据统一管理的问题；从集团管理层面的管理需要，数据共享方面及时掌握生产动态；结合储量管理的具体业务，尝试了企业内统一构建矿山图形系统的可行性，并总结了构建系统过程中发现的问题以及解决方法。

关键词：GIS技术；矿山储量管理；分布式空间库；离线数据库。

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 11-0000-02

一、引言

（一）地理信息系统概述

在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类。如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统 （Geographic Information System，简称GIS）产生和发展的原动力。具体来说地理信息系统是在计算机软、硬件平台支持下对空间数据进行输入、存储、检索、运算、分析、建模、显示、输出等的计算机系统，是集地理学、测绘遥感学、空间科学、信息科学、计算机科学和管理科学为一体的边缘学科。

GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。

（二）矿山信息化的发展概况

随着矿山现代化和GlS在矿山的发展，对矿山地质、测量数据及矿图进行系统的管理，及时为各个部门提供有关信息，就必须把矿图的绘制纳入标准化、现代化的管理模式。矿图的绘制是矿山地理信息系统的一个重要组成部分，是矿山测绘管理与生产的核心。

我国与发达国家的安全科技水平对照，我国的差距体现在5个方面： 1、机械化程度低，2、科技贡献率低，3、科研经费低，4、从业人员综合素质低，5、安全技术和装备水平低。

目前国内外开发了一系列矿山专用软件，本文的研究目的是在分析数字矿山的特征，探讨如何将GIS技术应用于矿山的资源开采，紧密结合矿山的空间与资源特征，对矿山资源环境数据进行处理，形成基于GIS的矿山图形系统。

（三）矿山空间数据特点及类型

矿山是一个复杂、特殊的地理区域，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。信息获取方式不同涉及的数据类型也不同，一般包括地质、采矿、水文、钻孔、测量、监测、管理、建筑、运输等，这些数据具有各自的形式和规范要求基于各类矿山信息的基本特点如下：

1.数据多源性：矿山空间信息的多源性一方面表现为数据获取手段的多样性，另一方面对于不同的数据采集方法和管理系统，数据也具有不同的存储、交换格式。

2.存储格式的多类别：矿山空间信息数据是多类别、异构的，数据的存储管理和利用方式上存在较大差异，如何集成基于空间数据库管理模式的基础测绘、生产测绘和监测数据库对于矿山整体信息工程是至关重要的。

3.多尺度性：矿山空间信息数据具有多尺度的特征，对于地测数据库需要按照不同的比例尺建立矿山地测空间数据库。

4.多时相性：矿山空间信息数据是多时相的，随着对矿山资源的勘探、开采的进行，产生各类矿山信息数据序列，时空一体化是多种矿山信息最基本的特征。

（四）矿山图形系统所面临的挑战

矿山作为基层的生产管理单位，面临着各种生产的和管理的业务，集团公司，子分公司和矿山的各个层级对矿山都有各种的业务管理需求，伴随着业务的发展，在每个层级都产生了各种信息系统来满足这些业务需求，图形系统就面临着如何与这些信息系统相结合。这就对图形系统提出了扩展性和开放性的要求。扩展性是指以当前的图形系统为基础满足更多的业务功能需求，开放性是指能够把图形系统的信息和功能开放出来，与其他系统进行共享。

二、矿山基础测绘空间数据标准化建立

由于在矿山采用不同的数据采集软件，使其数据格式、分类编码有所不同，数据采集日期或采集范围不同也可能会出现不同的坐标系统，因此这些数据没有统一的标准，造成空间数据库无法重复利用、浪费资源。为了解决这一问题，保证空间数据库中数据的一致性、兼容性、可操作性，在入库前必须采用统一坐标系统、统一编码体系，以保证转化后的GIS数据具有适用性和精确性。

三、面临的关键问题和技术

（一）空间库统一存储，离线操作

受矿山的网络环境的影响，图形系统不能作为在线的模式来使用，必须离线的形式使用，然后定期的把离线空间数据库的变化同步到统一的空间数据库中。通过引入ArcGIS的空间库同步复制的机制，能够很好的解决该问题。利用创建Replica，在子本中编写数据，本地编辑，然后同步Replica到父本，从而完成离线空间数据库与统一空间数据库的同步。

（二）操作模式融合CAD和GIS

绘图系统往往适应绘图操作过程的习惯，有很好的操作便利的特点，往往引入强大的绘图功能，来满足绘图过程中的需要，这样使用户在使用绘图系统的过程中，操作顺畅，例如AutoCAD软件的功能非常适合于作图工作，GIS系统在使用数据、展现数据方面很有优势，可以用丰富的形式呈现给用户，两种系统的融合刚好互补。本文中描述的系统在图形数据输入方面参照成熟的CAD软件功能优势，在数据展现方面参照GIS系统的功能优势。在操作模式上引入命令行的方式，在图件中操作模式结合地图鼠标输入和命令行输入交互的方法来完成输入过程。

（三）业务扩展

综合不同的业务操作模式，往往是在图件上圈定某个要素，来填写该要素对应的属性信息，或者在图件上选择某些要素，然后查看或者修改要素的某些信息。针对这一特点，设计灵活的属性窗体来满足业务上的扩展性要求。并且针对属性信息能够灵活配置。对用户的输入通用逻辑的提取。封装成对应的逻辑。

（四）架构设计