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摘要：矿山三维GIS将成为矿山生产规划和信息化管理不可缺少的工具。GIS在矿山中的应用体现在资源管理、工程地质、矿山规划与设计以及矿山管理等方面。可以对矿山资源与环境信息进行采集、存储、处理，建立矿区数据库，实现对信息的查询检索、综合分析、动态预测和评价、信息输出等功能，从而为矿区环境工程和矿产资源开发管理进行规划和决策提供科学依据。
关键词：地理信息系统；矿山管理；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
引言
GIS是具有自主版权的集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的大型基础地理信息系统软件。它的主要功能包括数据采集与编辑、空间数据管理、空间分析、数据输出等，借助这些功能可以从原始数据中图示检索或条件检索出某些实体数据，还可以进行空间叠加分析，以及对各类实体的属性数据进行统计。GIS广泛应用于地质、矿产、城市规划、测绘、土地管理等领域，并成为专业技术人员进行各自研究的重要工具。
一、矿山GIS的特点
矿山数据具有多源、时空特、多时相、不确定性等，生产矿山一般包括资源、地质、采矿、水文、测量、管理、建筑、经济、机电、运输等，这些数据都有一定的格式和规范要求，MGSI必须适应矿山需求和特性，符合整个系统的规范和标准。
矿山地理定位数据是MGIs基本数据，利用矿山地面和井下测量信息构建的几何空间框架。矿山测量信息一般以台帐、测量图、数据库、GPS信息等形式存储。矿产资源、地质信息一般以地质报告、地质图件、地质数据库的形式提供。采矿工程信息是用矿图、文字报告、表格、数据库等表达。
矿山数据源包括地形图、DIM及测量资料，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，环境监测资料、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，是系统保持现势性所必需的。
MGSI的数据具有以下主要特点: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;3)多时相性:矿山信息涵盖矿山生产和建设的各个阶段;4)不确定性:各种空间、资源和环境数据具有不确定性或模糊性;5)多尺度、多分辨率性:不同比例尺矿图在MGSI中的配准及不同分辩率遥感信息在系统中的复合。因此，MGSI的数据采集要兼顾各个领域、各种状态、各类煤质的特点，实施合理有效的采集和组合、迭加方案，保证系统中数据的质量和数量达到最优配置。
二、GSI的潜在功能及其优越性
（一）数据的输人—钻孔数据、采样数据的输人、编辑和差错性检查。矿山地质体的钻孔数据是最为重要的数据来源，它的准确性直接影响地质建模的正确性，进而影响计划安排、决策支持、统计分析等操作的正确性。目前GIS提供多种数据输人的方式，比如键盘输人、手扶跟踪数字化输人，扫描数字化仪输人以及现有数据转换等，完全满足和适合于矿山各类数据的输人与编辑。
（二）数据库管理—管理相应的空间数据和属性数据。目前大多GIS软件采用“属性数据与图形数据具有统一结构”的方式管理数据，一般是将空间数据与属性数据都存储在关系数据库的表中，使用标准关系连接机制建立两类数据间的关联，因而具有关系数据库数据完整性和便于查询、检索的优点，可利用大二进制数据字段存储可变长的空间数据，如MAPcIS就主要采用这种方式。这种方式可以充分利用现在技术比较成熟的关系数据库管理系统，如SQLSevrer、oarele等。
（三）品位的统计分析，以确定品位分布和变化特征，以及进行矿石品位估算。品位是矿山技术人员和生产管理人员最为关心的对象之一，它直接影响到采矿设计的正确性与计划安排的可行性。利用GIS强大的空间统计分析的功能，在建立正确的数学模型(如SEMI一vARIOGRAM模型)的基础上可以方便、准确地得到理想的结果。
（四）矿石储量计算与管理。矿石储量也在矿山中扮有重要角色，无论在采矿设计、计划安排、生产管理过程中都必须对矿石储量有一个清楚的认识。矿石储量随着开采的进行是动态变化的、是建立在品位基础上的，而品位也是随着生勘的进行不断更新和完善的，同时储量的计算往往是多层次、多空间进行的，比如对不同采区、不同水平、不同阶段、甚至是不同采矿巷道。如果单纯靠人工计算非常繁琐，更重要的是很容易出现错误而又不易发现，给生产管理造成错误性指导，造成资源浪费。这些功能同样可以通过GIS强大的空间统计分析功能实现，并目_还可以利用CSI图形界面的特点可视地进行、结果图形显示，非常直观方便。
（五）矿井通风管理，矿井通风对采矿行业影响巨大，其好坏直接关系到煤矿的安全生产和经济效益，目前已有基于GIS研发的通风安全信息系统，以及矿井通风仿真系统问世，一般具有通风安全日常管理、通风阻力测定、通风机性能状况分析、风网解算及安全监测等功能。
（六）矿山安全管理，安全一直是矿山生产中极为重要的问题，安全管理技术的研究也一直是矿山管理领域的一个重要课题。为了提高安全管理的效率，满足安全策略综合性、预见性、跨区域的管理要求，降低管理成本，并适应数字化矿山的需要，建立一个能够管理维护大量的安全数据，有一定的自动分析能力，网络化并能提供实时监控、界面友好易于使用的安全管理系统就显得十分有意义。基于GIS的矿山安全管理系统的采用将能极大地改善当前的矿山安全现状，产生可观的社会、经济效益。
三、GIS在矿山管理中的具体应用
（一）生产计划和调度
在制定矿山生产计划和调度方案方面，可以利用GIS技术建立块状矿床模型，通过计算机可视化显示矿山的矿岩分布和当前开采状态，建立开采优化模型确定哪些块段在哪个计划期开采，则得到一个优化的开采方案。目前，国内大部分矿山采用电铲—卡车间断工艺系统，采运成本占露天矿总成本的60%以上。因此，基于GIS的矿山生产调度监控系统，实现对电铲、卡车等设备的实时优化调度，使运输系统高效运行，从而提高矿山的经济效益。
（二）矿图管理
二维矿图管理是目前GIS技术非常成熟的应用，也是GIS技术比较基础的应用。GIS的最终输出产品是电子矿图，GIS用于矿山的矿图管理，其实质是建立空间数据库，实现对矿图及其元素属性的存储、编辑、查询和输出，为其他高层次的应用建立基础。
（三）人力资源管理、安全管理与决策支持系统等
根据矿山的组织结构，建立基于GIS的人力资源数据库，与人员考勤系统连接，从而可视化地确定和显示在什么时间、什么地點有哪些人在作业，为管理者提供实时的采场人员分布情况，为决策提供依据；利用GIS对安全设施的布局进行合理科学的规划，在满足矿山安全生产的条件下尽量节约安全经费，降低生产成本，对于已经发生的事故和灾害，进行基于GIS的影响评价和分析事故原因，可预防同类事故的再次出现；建立基于GIS的决策支持系统，就是在空间数据库的基础上，建立专家知识库和专业模型，为矿山决策提供解决方案，并充分发挥GIS的空间分析能力，以可视化的直观的方式为决策提供依据。
结束语
GSI软件的开发和应用是矿业迫切需要的。GIS有自身的特点，数据是三维的、动态的，还有时态问题，还应进行时空四维数据结构的研究。GSI平台必须很好地符合矿山的需要，适应性强，有较高的集成，易于掌握和维护。我们相信随着信息技术的不断发展、信息化的不断推进的过程中，GIS的技术水平和应用水平也将大大提高，从而也将加快DM建设步伐。
参考文献：
[1]夏望秋.我国地理信息系统应用研究[J].网友世界，2013，22:70.
[2]贺继光，沈碧薇.测绘与地理信息新技术在矿山测量中的应用及展望[J].矿山测量，2013，03:49-51.
[3]邹丹.空间信息技术及其在矿山测量中的应用[J].山东工业技术，2013，14:133+132.
关键词：地理信息系统；矿山管理；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
引言
GIS是具有自主版权的集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的大型基础地理信息系统软件。它的主要功能包括数据采集与编辑、空间数据管理、空间分析、数据输出等，借助这些功能可以从原始数据中图示检索或条件检索出某些实体数据，还可以进行空间叠加分析，以及对各类实体的属性数据进行统计。GIS广泛应用于地质、矿产、城市规划、测绘、土地管理等领域，并成为专业技术人员进行各自研究的重要工具。
一、矿山GIS的特点
矿山数据具有多源、时空特、多时相、不确定性等，生产矿山一般包括资源、地质、采矿、水文、测量、管理、建筑、经济、机电、运输等，这些数据都有一定的格式和规范要求，MGSI必须适应矿山需求和特性，符合整个系统的规范和标准。
矿山地理定位数据是MGIs基本数据，利用矿山地面和井下测量信息构建的几何空间框架。矿山测量信息一般以台帐、测量图、数据库、GPS信息等形式存储。矿产资源、地质信息一般以地质报告、地质图件、地质数据库的形式提供。采矿工程信息是用矿图、文字报告、表格、数据库等表达。
矿山数据源包括地形图、DIM及测量资料，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，环境监测资料、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，是系统保持现势性所必需的。
MGSI的数据具有以下主要特点: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;3)多时相性:矿山信息涵盖矿山生产和建设的各个阶段;4)不确定性:各种空间、资源和环境数据具有不确定性或模糊性;5)多尺度、多分辨率性:不同比例尺矿图在MGSI中的配准及不同分辩率遥感信息在系统中的复合。因此，MGSI的数据采集要兼顾各个领域、各种状态、各类煤质的特点，实施合理有效的采集和组合、迭加方案，保证系统中数据的质量和数量达到最优配置。
二、GSI的潜在功能及其优越性
（一）数据的输人—钻孔数据、采样数据的输人、编辑和差错性检查。矿山地质体的钻孔数据是最为重要的数据来源，它的准确性直接影响地质建模的正确性，进而影响计划安排、决策支持、统计分析等操作的正确性。目前GIS提供多种数据输人的方式，比如键盘输人、手扶跟踪数字化输人，扫描数字化仪输人以及现有数据转换等，完全满足和适合于矿山各类数据的输人与编辑。
（二）数据库管理—管理相应的空间数据和属性数据。目前大多GIS软件采用“属性数据与图形数据具有统一结构”的方式管理数据，一般是将空间数据与属性数据都存储在关系数据库的表中，使用标准关系连接机制建立两类数据间的关联，因而具有关系数据库数据完整性和便于查询、检索的优点，可利用大二进制数据字段存储可变长的空间数据，如MAPcIS就主要采用这种方式。这种方式可以充分利用现在技术比较成熟的关系数据库管理系统，如SQLSevrer、oarele等。
（三）品位的统计分析，以确定品位分布和变化特征，以及进行矿石品位估算。品位是矿山技术人员和生产管理人员最为关心的对象之一，它直接影响到采矿设计的正确性与计划安排的可行性。利用GIS强大的空间统计分析的功能，在建立正确的数学模型(如SEMI一vARIOGRAM模型)的基础上可以方便、准确地得到理想的结果。
（四）矿石储量计算与管理。矿石储量也在矿山中扮有重要角色，无论在采矿设计、计划安排、生产管理过程中都必须对矿石储量有一个清楚的认识。矿石储量随着开采的进行是动态变化的、是建立在品位基础上的，而品位也是随着生勘的进行不断更新和完善的，同时储量的计算往往是多层次、多空间进行的，比如对不同采区、不同水平、不同阶段、甚至是不同采矿巷道。如果单纯靠人工计算非常繁琐，更重要的是很容易出现错误而又不易发现，给生产管理造成错误性指导，造成资源浪费。这些功能同样可以通过GIS强大的空间统计分析功能实现，并目_还可以利用CSI图形界面的特点可视地进行、结果图形显示，非常直观方便。
（五）矿井通风管理，矿井通风对采矿行业影响巨大，其好坏直接关系到煤矿的安全生产和经济效益，目前已有基于GIS研发的通风安全信息系统，以及矿井通风仿真系统问世，一般具有通风安全日常管理、通风阻力测定、通风机性能状况分析、风网解算及安全监测等功能。
（六）矿山安全管理，安全一直是矿山生产中极为重要的问题，安全管理技术的研究也一直是矿山管理领域的一个重要课题。为了提高安全管理的效率，满足安全策略综合性、预见性、跨区域的管理要求，降低管理成本，并适应数字化矿山的需要，建立一个能够管理维护大量的安全数据，有一定的自动分析能力，网络化并能提供实时监控、界面友好易于使用的安全管理系统就显得十分有意义。基于GIS的矿山安全管理系统的采用将能极大地改善当前的矿山安全现状，产生可观的社会、经济效益。
三、GIS在矿山管理中的具体应用
（一）生产计划和调度
在制定矿山生产计划和调度方案方面，可以利用GIS技术建立块状矿床模型，通过计算机可视化显示矿山的矿岩分布和当前开采状态，建立开采优化模型确定哪些块段在哪个计划期开采，则得到一个优化的开采方案。目前，国内大部分矿山采用电铲—卡车间断工艺系统，采运成本占露天矿总成本的60%以上。因此，基于GIS的矿山生产调度监控系统，实现对电铲、卡车等设备的实时优化调度，使运输系统高效运行，从而提高矿山的经济效益。
（二）矿图管理
二维矿图管理是目前GIS技术非常成熟的应用，也是GIS技术比较基础的应用。GIS的最终输出产品是电子矿图，GIS用于矿山的矿图管理，其实质是建立空间数据库，实现对矿图及其元素属性的存储、编辑、查询和输出，为其他高层次的应用建立基础。
（三）人力资源管理、安全管理与决策支持系统等
根据矿山的组织结构，建立基于GIS的人力资源数据库，与人员考勤系统连接，从而可视化地确定和显示在什么时间、什么地點有哪些人在作业，为管理者提供实时的采场人员分布情况，为决策提供依据；利用GIS对安全设施的布局进行合理科学的规划，在满足矿山安全生产的条件下尽量节约安全经费，降低生产成本，对于已经发生的事故和灾害，进行基于GIS的影响评价和分析事故原因，可预防同类事故的再次出现；建立基于GIS的决策支持系统，就是在空间数据库的基础上，建立专家知识库和专业模型，为矿山决策提供解决方案，并充分发挥GIS的空间分析能力，以可视化的直观的方式为决策提供依据。
结束语
GSI软件的开发和应用是矿业迫切需要的。GIS有自身的特点，数据是三维的、动态的，还有时态问题，还应进行时空四维数据结构的研究。GSI平台必须很好地符合矿山的需要，适应性强，有较高的集成，易于掌握和维护。我们相信随着信息技术的不断发展、信息化的不断推进的过程中，GIS的技术水平和应用水平也将大大提高，从而也将加快DM建设步伐。
参考文献：
[1]夏望秋.我国地理信息系统应用研究[J].网友世界，2013，22:70.
[2]贺继光，沈碧薇.测绘与地理信息新技术在矿山测量中的应用及展望[J].矿山测量，2013，03:49-51.
[3]邹丹.空间信息技术及其在矿山测量中的应用[J].山东工业技术，2013，14:133+132.