賀國(guó)亮

【摘 要】 做好地質(zhì)工程的測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)工作，有利于對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行直觀展示，并能通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理相關(guān)資料、礦藏分布資料等重要數(shù)據(jù)。本文以金礦地質(zhì)工程為例，簡(jiǎn)單介紹了金礦地質(zhì)測(cè)量的地位，并進(jìn)一步地研究了應(yīng)用的空間信息系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則，在文末對(duì)地質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】 地質(zhì)工程；測(cè)量；技術(shù)設(shè)計(jì)

引言：

金礦開(kāi)采階段加強(qiáng)對(duì)井下復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的勘察，能在一定程度上提高金礦生產(chǎn)的安全性，地質(zhì)勘察不僅要具有預(yù)知性，同時(shí)要具備實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。此時(shí)就需引入數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，構(gòu)建先進(jìn)的金礦地質(zhì)測(cè)量空間信息服務(wù)系統(tǒng)，以滿足金礦生產(chǎn)的需求。利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理金礦地質(zhì)相關(guān)的圖形數(shù)據(jù)，可以規(guī)范金礦安全生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)的分發(fā)和使用。構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)管理金礦地質(zhì)相關(guān)的圖形和屬性數(shù)據(jù)，一體化的管理方式和用戶界面可有效提高金礦技術(shù)地測(cè)科的工作效率。

一、金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的內(nèi)容及其重要性

結(jié)合金礦地質(zhì)測(cè)量需求及流程，地質(zhì)測(cè)量空間信息系統(tǒng)所采集的信息主要來(lái)源是以金礦地質(zhì)測(cè)量采掘空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、攝像技術(shù)、3G/4G傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以滿足用戶的不同需求，在數(shù)據(jù)中會(huì)包含與金礦生產(chǎn)相對(duì)應(yīng)的專業(yè)圖形庫(kù)和模型庫(kù)，用戶可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的信息進(jìn)行調(diào)取、研究以做出相應(yīng)決策。

金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的構(gòu)建分為3個(gè)層級(jí)結(jié)構(gòu)。第一層是以地質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感設(shè)備的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為主，通過(guò)設(shè)備對(duì)實(shí)測(cè)信息的反饋，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入、查詢、修改、匯總與處理；第二層是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境針對(duì)金礦地質(zhì)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)web查詢功能，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)信息的共享與分類編輯，系統(tǒng)為其它軟件提供了開(kāi)放式數(shù)據(jù)接口，用戶可利用計(jì)算機(jī)指令對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行編輯、擴(kuò)充，可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、交互式手工的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)管理；第三層次是充分地以原始資料及圖紙編制作為參考，為金礦的安全生產(chǎn)提供決策依據(jù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，金礦地質(zhì)測(cè)量空間信息系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境的金礦地質(zhì)測(cè)量應(yīng)用軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)是各類別地質(zhì)信息勘測(cè)系統(tǒng)的集合，其中包括金礦地質(zhì)、水文地質(zhì)、測(cè)量、儲(chǔ)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)、金礦常用基礎(chǔ)圖件繪制、GIS系統(tǒng)、用戶遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)等部分。金礦地質(zhì)測(cè)量空間信息系統(tǒng)具有高度的專業(yè)性，能與通用的CAD系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)共享與交流。此外，為了能讓操作者更為直觀地查看勘測(cè)圖，系統(tǒng)能通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和外部文本文件，直接生成地質(zhì)勘察常用的基礎(chǔ)圖件，同時(shí)可以以柱狀、剖面、平面三種形式進(jìn)行展示。大量研究數(shù)據(jù)表明，信息技術(shù)能有效對(duì)金礦地質(zhì)信息進(jìn)行管理、分析、處理，在一定程度上能有效預(yù)防重大災(zāi)害數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸與共享為采礦設(shè)計(jì)部門(mén)與生產(chǎn)管理部門(mén)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持。金礦地質(zhì)測(cè)量空間信息系統(tǒng)的構(gòu)建也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理，能對(duì)一些基礎(chǔ)類圖紙進(jìn)行處理。一個(gè)完善的金礦地質(zhì)測(cè)量空間信息系統(tǒng)，能科學(xué)合理地對(duì)金礦資源進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)，對(duì)科學(xué)開(kāi)采金礦、大力提高金礦生產(chǎn)率有重要作用。

二、金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的高低，會(huì)直接影響到金礦測(cè)量的效率及數(shù)據(jù)管理水平，信息數(shù)據(jù)的高效管理往往直接影響著金礦的生產(chǎn)安全，因而應(yīng)充分重視金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。為此，金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則。

1、確保資料的實(shí)時(shí)性

眾所周知，金礦空間測(cè)量資料數(shù)據(jù)較為龐大，為方便、快速地開(kāi)展井下作業(yè)，金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)應(yīng)對(duì)信息做好合理分類，對(duì)重要信息進(jìn)行精確篩選、分類處理，在測(cè)量數(shù)據(jù)不斷增加的同時(shí)，要?jiǎng)h除一些無(wú)用的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)井下采礦作業(yè)的生產(chǎn)情況，需及時(shí)對(duì)采掘工程圖、井上下對(duì)照?qǐng)D等金礦測(cè)量圖進(jìn)行編輯、填繪，以保證礦圖能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地指導(dǎo)金礦生產(chǎn)。

2、對(duì)測(cè)量資料的有效管理

金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)通常是以數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)測(cè)量資料進(jìn)行管理，所管理的成果資料大致包括：生產(chǎn)金礦井上下測(cè)量原始資料、中間數(shù)據(jù)、井上下各基準(zhǔn)點(diǎn)成果資料、礦圖等。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)能方便有效地管理測(cè)量資料，并確保其可靠性和一致性。

3、及時(shí)有效地處理并提取數(shù)據(jù)信息

金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的主要目的為通過(guò)測(cè)量來(lái)指導(dǎo)井下采礦作業(yè)，為施工者及施工管理人員提供數(shù)據(jù)支持。金礦地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)處理時(shí)間緊迫，為決策者提供的數(shù)據(jù)均為經(jīng)過(guò)加工、篩選、處理的高價(jià)值數(shù)據(jù)和信息。為了能高效指導(dǎo)金礦采掘作業(yè)，金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)應(yīng)為決策者提供各類信息，促進(jìn)金礦開(kāi)采的正常進(jìn)行。

三、金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

金礦地質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究主要集中于數(shù)據(jù)庫(kù)管理和采集及專業(yè)圖紙的自動(dòng)生成、模型構(gòu)建等。

1、金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建主要依靠于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、GPS實(shí)地檢測(cè)系統(tǒng)、勘探和井下實(shí)測(cè)等技術(shù)手段。金礦地質(zhì)測(cè)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建主要包括三方面。

（1）金礦生產(chǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)、持續(xù)的過(guò)程，在生產(chǎn)階段會(huì)產(chǎn)生較多的實(shí)測(cè)資料，包含金礦地質(zhì)、水文地質(zhì)、測(cè)量、儲(chǔ)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等等，數(shù)據(jù)量較大，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，可滿足用戶對(duì)查詢、錄入及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的需求，同時(shí)提供了必要的計(jì)算機(jī)操作成圖的數(shù)據(jù)接口。為了便于系統(tǒng)的維護(hù)與操作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了二級(jí)管理模式，專業(yè)技術(shù)人員通過(guò)C-S的模式對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改與維護(hù)，生產(chǎn)管理人員通過(guò)B-S的模式對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)、查詢并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)；

（2）以專業(yè)圖紙中的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，金礦經(jīng)多年發(fā)展已經(jīng)積累了相當(dāng)多的資料圖紙，其價(jià)值性不言而喻；

（3）通過(guò)軟件接口的擴(kuò)展來(lái)采集數(shù)據(jù)，金礦采用CAD及mapGIS等通用軟件完成圖紙繪制，在軟件自身的數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了大量數(shù)據(jù)資料，金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)僅需要設(shè)計(jì)與上述軟件相關(guān)的數(shù)據(jù)共享接口就可完成數(shù)據(jù)的獲取。

2、金礦地質(zhì)測(cè)量GIS平臺(tái)的設(shè)計(jì)

金礦地質(zhì)測(cè)量GIS平臺(tái)的設(shè)計(jì)利用面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法OMT，對(duì)要解決的問(wèn)題進(jìn)行抽象，建立相應(yīng)的簡(jiǎn)化模型，全面捕捉問(wèn)題空間的信息，在設(shè)計(jì)金礦地質(zhì)測(cè)量GIS平臺(tái)中，理想的選擇就是構(gòu)建出具體層次結(jié)構(gòu)的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其描述直觀，且便于管理?，F(xiàn)階段所采用的地質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的軟件，基本上能實(shí)現(xiàn)可視化地質(zhì)數(shù)據(jù)的測(cè)量，在井下包含著不同的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)軟件系統(tǒng)及其它相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可通過(guò)金礦地質(zhì)測(cè)量GIS平臺(tái)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行直觀監(jiān)測(cè)。

3、專業(yè)圖紙的自動(dòng)生成

金礦從設(shè)計(jì)勘探到生產(chǎn)開(kāi)采，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的基礎(chǔ)資料及決策依據(jù)為地質(zhì)測(cè)量圖紙，這是地質(zhì)測(cè)量工作的最終目的，一般金礦生產(chǎn)中所使用的圖紙為柱狀類圖紙、剖面類圖紙及平面類圖紙。

（1）柱狀類圖紙的處理

在地質(zhì)圖紙中柱狀類圖紙較為規(guī)范，金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)能對(duì)鉆孔的位置、地質(zhì)環(huán)境等相關(guān)信息進(jìn)行直觀展示，在對(duì)鉆孔穿過(guò)地層或區(qū)域地層的柱狀類圖紙進(jìn)行說(shuō)明性描述時(shí)要注意巖性符號(hào)地層系統(tǒng)與巖層的說(shuō)明文字及各欄之間的關(guān)系協(xié)調(diào)。同時(shí)，也要注意到柱狀類圖紙的格式定義。

（2）剖面類圖形的處理

剖面類地質(zhì)圖的切繪位置主要是沿勘探和石門(mén)方向，圖示能對(duì)剖面上煤層、磁層接點(diǎn)、含水層和標(biāo)志層的位置和構(gòu)造形態(tài)及井巷間的關(guān)系進(jìn)行基礎(chǔ)性的展現(xiàn)，能作為采掘設(shè)計(jì)儲(chǔ)量計(jì)算和布置勘探生產(chǎn)工程的基本資料，同時(shí)剖面類地質(zhì)圖有利于分析研究地質(zhì)構(gòu)造，并且能編制出綜合地質(zhì)圖紙。

（3）平面類圖紙的處理

點(diǎn)狀標(biāo)志區(qū)域、邊界等值線、文字標(biāo)注等通常使用平面類圖來(lái)表達(dá)，在平面類圖形的處理過(guò)程中，要自動(dòng)生成復(fù)雜地質(zhì)條件下TIN自動(dòng)對(duì)應(yīng)與動(dòng)態(tài)修改平面與剖面，自動(dòng)計(jì)算任意切剖面平面圖上儲(chǔ)量與損失量，自動(dòng)延伸工程平面圖上的巷道和自動(dòng)處理巷道空間交叉關(guān)系等。

四、結(jié)語(yǔ)

金礦地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)具有一定動(dòng)態(tài)性及活躍性，同時(shí)也具有一定的不確定性，采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計(jì)的方式不能滿足現(xiàn)代化金礦生產(chǎn)及技術(shù)管理的基本需求，不能全面有效地為決策者提供數(shù)據(jù)支持，這對(duì)于金礦企業(yè)的生產(chǎn)安全管理是不利的。為此，有必要借助于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建金礦地質(zhì)測(cè)量空間系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的全面性、實(shí)時(shí)性。

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