基于GIS的礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)研究

李鴻磊

摘 要:對(duì)于礦井的相關(guān)地質(zhì)信息了解的越詳細(xì),那么的對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)就有了較大的把握。我國(guó)一些煤礦已經(jīng)有了上百年的開采歷史,礦井的地質(zhì)信息量非常龐大并且復(fù)雜,對(duì)這些地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率的管理、統(tǒng)計(jì)和分析,對(duì)于指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)及礦井災(zāi)害的防治具有著至關(guān)重要的意義。因此,研究開發(fā)礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)外的重點(diǎn)、熱點(diǎn)?；贕IS(地理信息系統(tǒng))的礦井地質(zhì)系統(tǒng)的簡(jiǎn)歷,能夠使得礦井的地質(zhì)信息管理、統(tǒng)計(jì)、處理等工作能夠更加的科學(xué)化、規(guī)范化、系統(tǒng)化、快捷化。一方面實(shí)現(xiàn)了圖片資料的管理現(xiàn)代化,另一方面也為生產(chǎn)施工單位及上級(jí)管理部門提供了最及時(shí)、最全面的地質(zhì)資料的查詢、匯總以及使用的更加高效、方便的途徑。

關(guān)鍵詞:GIS地理信息系統(tǒng)礦井研究

中圖分類號(hào):TD679 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)1672-3791(2012)05(c)-0106-01

就礦井地質(zhì)資料、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、管理、處理等方面而言,最高效、最先進(jìn)、最快捷的方法就是地理信息系統(tǒng),簡(jiǎn)稱GIS。GIS是一個(gè)發(fā)展很快的學(xué)科,在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。利用其服務(wù)于煤礦行業(yè),定會(huì)將煤炭行業(yè)建立新型的、現(xiàn)代化的企業(yè)制度起到積極的作用。

1 GIS簡(jiǎn)介

即地理信息系統(tǒng)—— Geographic Information System,在計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的支持下,將礦井相關(guān)的地質(zhì)方面的相關(guān)數(shù)據(jù)信息及屬性進(jìn)行錄入、存儲(chǔ)、搜索、統(tǒng)計(jì)、分析等的綜合性技術(shù)系統(tǒng),是集計(jì)算機(jī)、環(huán)境科學(xué)、地理學(xué)、管理學(xué)等多重學(xué)科為一體的綜合學(xué)科。

2 礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)

現(xiàn)代的礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)是以GIS為支持,實(shí)現(xiàn)圖形與其屬性數(shù)據(jù)等的匯總管理。其除了應(yīng)當(dāng)具有GIS系統(tǒng)所具有的數(shù)據(jù)錄入、存儲(chǔ)、分析、查詢、輸出等功能外,還應(yīng)當(dāng)能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的圖形等數(shù)據(jù)信息以可視化的形式顯示在工作人員面前,以便其做出準(zhǔn)確的判斷,提高工作效率,保證礦井的安全生產(chǎn)。

當(dāng)?shù)V井進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),其很多的屬性參數(shù)都會(huì)逐步發(fā)生變化,例如設(shè)備分布圖、挖掘工程面等變化,這就要求系統(tǒng)具有擴(kuò)展能力,以滿足對(duì)其的擴(kuò)展要求。

系統(tǒng)的總體組成主要有簡(jiǎn)介、制圖及圖形管理、數(shù)據(jù)源(數(shù)據(jù)庫(kù))、輔助決策、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)等子系統(tǒng),各個(gè)系統(tǒng)又分為不同的功能模塊。以下主要簡(jiǎn)單介紹了系統(tǒng)的主要的三個(gè)子系統(tǒng)。

2.1 礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)制圖及圖形管理子系統(tǒng)的功能

對(duì)于圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、分類管理、統(tǒng)計(jì)及輸出、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新,能夠?qū)D形進(jìn)行放大、縮小等操作;可以對(duì)圖形進(jìn)行制圖、編輯、修改、刪除等操作;對(duì)圖形數(shù)據(jù)根據(jù)其屬性等參數(shù)進(jìn)行查詢和匯總分析;對(duì)屬性數(shù)據(jù)的單向、交互的查詢,按圖層顯示,查詢或者編輯后可以生產(chǎn)圖表;還可以根據(jù)用戶的需求對(duì)圖形進(jìn)行疊加或者分成制作專題圖,例如水文災(zāi)害專題圖等;

2.2 礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源(數(shù)據(jù)庫(kù))子系統(tǒng)的功能

首先能夠?qū)崿F(xiàn)最基本的操作:數(shù)據(jù)的錄入,包括初始化數(shù)據(jù)庫(kù)或者系統(tǒng)外數(shù)據(jù)的導(dǎo)入;數(shù)據(jù)的查詢,單一條件、復(fù)合條件的查詢礦井地質(zhì)資料、顯示、輸出或者導(dǎo)出;對(duì)已有的水文信息、煤層數(shù)據(jù)、地質(zhì)構(gòu)造等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算;備份數(shù)據(jù)庫(kù)、導(dǎo)出形成圖表等。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)子系統(tǒng)的具體功能

對(duì)已有數(shù)據(jù)、圖形等數(shù)據(jù)匯總,通過輔助決策等模塊,利用地質(zhì)信息系統(tǒng)中的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)進(jìn)行可視化,分析器空間關(guān)系,綜合考慮與地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的相關(guān)因素,得出與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系,再運(yùn)用系統(tǒng)內(nèi)部的多源地學(xué)信息復(fù)合疊加方法,得出多重原因?qū)е碌腉IS地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)模型。再根據(jù)實(shí)際情況對(duì)模型進(jìn)行完善和改進(jìn)。利用專家提供的經(jīng)驗(yàn)及地質(zhì)災(zāi)害案例對(duì)預(yù)測(cè)災(zāi)害進(jìn)行防治。

3 基于GIS的礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)開發(fā)

3.1 開發(fā)工具及輔助工具

系統(tǒng)開發(fā)是基于VB開發(fā)軟件的基礎(chǔ)上,數(shù)據(jù)庫(kù)采用較為常用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),其他輔助工具還包括:制作圖形使用Auto CAD軟件,修圖使用Adobe Photo shop軟件,基本的導(dǎo)入、導(dǎo)出等使用WORD、EXCEL等軟件。其實(shí)現(xiàn)過程主要有以下幾個(gè)步驟:在SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中實(shí)施系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源(數(shù)據(jù)庫(kù))的邏輯結(jié)構(gòu);利用面向?qū)ο蟮目梢暬幊绦蛘Z(yǔ)言VB中的ADO技術(shù)調(diào)用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)礦井地質(zhì)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能;最后調(diào)用開發(fā)平臺(tái)提供的組件,實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的功能模塊。下文簡(jiǎn)單闡述系統(tǒng)開發(fā)中幾個(gè)難點(diǎn)功能模塊:

1)數(shù)據(jù)輸入:數(shù)據(jù)輸入的界面和數(shù)據(jù)庫(kù)的連接是利用ADO技術(shù),通過設(shè)置VB語(yǔ)言程序中的ADO Data空間的ConnectionSteing屬性以及文本框Text的DataSource、DataField屬性,將文本框設(shè)置為數(shù)據(jù)感知控件,并且實(shí)現(xiàn)其與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和調(diào)用.2)數(shù)據(jù)查詢:數(shù)據(jù)查詢有單一條件查詢和復(fù)合條件查詢兩種,它們相同之處就是都是借助DataGrid控件。該控件與ADO Data控件綜合適應(yīng),編成時(shí)要將DataGrid控件的DataSource屬性設(shè)置成ADO Data控件,這樣就能夠?qū)⑵渲写鎯?chǔ)的數(shù)據(jù)自動(dòng)的被調(diào)入DataGrid表格中,并且記錄集中的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行設(shè)置。不同之處就是在于復(fù)合條件查詢時(shí)利用SQL語(yǔ)言和記錄集中的對(duì)象相互結(jié)合的方法,得以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)查詢,并顯示出查詢結(jié)果。3)數(shù)據(jù)分析:該功能模塊是系統(tǒng)中較為重要的部分,是為地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)提供基本數(shù)據(jù)的部分。數(shù)據(jù)分析一般包括可挖掘煤層、水文信息等的數(shù)據(jù)分析。上述兩項(xiàng)的數(shù)據(jù)分析涉及到礦井的涌水資料,其采用MSChart控件來顯示各種相關(guān)數(shù)據(jù)和趨勢(shì)圖。還是利用ADOData控件將MSChart控件與數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。礦井的涌水量、水文觀測(cè)孔等的數(shù)據(jù)調(diào)用都可以利用上述兩種控件的綜合應(yīng)用。4)數(shù)據(jù)輸出:在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)不能夠很方便的直接打印出報(bào)表,當(dāng)需要輸出數(shù)據(jù)時(shí),主要有三種形式:輸出到WORD文檔中、輸出到EXCEL文檔中、數(shù)據(jù)庫(kù)備份。這三者都是利用Expor控件,僅僅輸出格式不同。

綜上所述,本文應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用中,能夠大大的提高礦井地質(zhì)相關(guān)管理部門的管理效率和礦井生產(chǎn)的工作效率,為煤田的合理開發(fā)及利用提供了高效的、科學(xué)的、現(xiàn)代化的、信息化的管理方式和手段。本系統(tǒng)借鑒了地理信息系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn),考慮礦井地質(zhì)的特點(diǎn),本文完成了以下的研究工作:能夠?qū)D形、文字、圖表等管理一體化,并且能夠進(jìn)行雙向的搜索或者符合的搜索;同時(shí)系統(tǒng)還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,圖表制作等復(fù)雜操作,大大提高了管理部門的判斷能力和管理能力;系統(tǒng)技術(shù)上較為先進(jìn),實(shí)用性較高,操作便捷,能夠進(jìn)行一定范圍內(nèi)的擴(kuò)展,足夠大部分的礦井使用。這些優(yōu)勢(shì)能夠有效的提高礦井地質(zhì)信息的管理水平,是人工管理無法比擬的。

參考文獻(xiàn)

[1] 戚文云,劉惠德,郭向坤.基于GIS的礦山水文地質(zhì)信息管理系統(tǒng)的研究[J].礦業(yè)快報(bào),2007(3).

[2] 王飛,李虹,韓志勇,韓建寧.基于GIS的煤礦地理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].微機(jī)計(jì)算機(jī)信息—— 測(cè)控自動(dòng)化,2008(24).