楊劍霞++翟黎明++張立洲

摘要：隨著我國(guó)的發(fā)展，煤礦行業(yè)應(yīng)國(guó)家發(fā)展所需也在不斷地進(jìn)行著創(chuàng)新與改革。同時(shí)隨著我國(guó)信息技術(shù)的發(fā)展，煤礦行業(yè)將高科技的信息技術(shù)完美地應(yīng)用在了煤礦物探測(cè)量中，并結(jié)合地理相關(guān)信息進(jìn)行一系列的測(cè)量工作。下面，就一起跟隨本文對(duì)地理信息在煤礦物探測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的分析與探討。

關(guān)鍵詞：地理信息；煤礦企業(yè)；物探測(cè)量；技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，將地理信息系列化運(yùn)用到煤礦物探的測(cè)量中去，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦地質(zhì)環(huán)境、生產(chǎn)所需、高度要求、經(jīng)營(yíng)管理等多個(gè)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一管理，并且有助于煤礦的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及利用等綜合性的處理和分析。對(duì)提高煤礦企業(yè)的運(yùn)作規(guī)劃和決策起著重要的參考依據(jù)。

1、地理信息技術(shù)應(yīng)用的條件

隨著煤礦企業(yè)物探測(cè)量向城鎮(zhèn)以外的區(qū)域發(fā)展越來(lái)越多，在測(cè)量中對(duì)地理信息的要求也越來(lái)越高。就目前而言，在煤礦物探測(cè)量工作中，不僅要保證物理放樣點(diǎn)的準(zhǔn)確性，還要對(duì)煤礦物探區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境、水文地理、地形等因素進(jìn)行測(cè)量，并給出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。目前煤礦物探測(cè)量中普遍使用的是GPS定位技術(shù)，而煤礦物探測(cè)量工作中對(duì)GPS定位測(cè)量的技術(shù)也有著許多的要求。

1.1、建立GPS控制網(wǎng)系統(tǒng)

高科技的GPS定位系統(tǒng)的發(fā)展大大地促進(jìn)了煤礦物探測(cè)量工作中的數(shù)字地圖繪制工程的發(fā)展，從而使煤礦物探測(cè)量中的地理性坐標(biāo)更加的清晰和統(tǒng)一。同時(shí)由于GPS所成的像為失量圖，因此不會(huì)產(chǎn)生圖像的虛化和變形問(wèn)題，這大大地提高了煤礦物探測(cè)量中地理坐標(biāo)與信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化與精準(zhǔn)度。

1.2、地理信息技術(shù)的要素

構(gòu)成地理信息技術(shù)的要素主要包括數(shù)字地圖、DEM數(shù)據(jù)信息以及影像三種。其中，數(shù)字地圖的主要目的是為了最大限度獲取依附于數(shù)字測(cè)量圖紙上的數(shù)據(jù)信息，并且通過(guò)專(zhuān)業(yè)性的技術(shù)手段及測(cè)繪部門(mén)的協(xié)助來(lái)獲得更高精準(zhǔn)度的比例電子圖形。另外，在通常情況下來(lái)說(shuō)，當(dāng)物探測(cè)量的區(qū)域面積較大時(shí)，DEM分辨率的成本相對(duì)是較高的，煤礦企業(yè)要想降低成本，就必須在物探測(cè)量前對(duì)該區(qū)域的數(shù)據(jù)信息格式按照所要使用的軟件平臺(tái)的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便使其測(cè)量所得的數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)度更高，滿(mǎn)足于煤礦物探測(cè)量工作的需求。我國(guó)目前煤礦物探測(cè)量工作中所使用的GIS軟件可以更精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的任意轉(zhuǎn)換，并且對(duì)多種數(shù)據(jù)信息可以同時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并且可以根據(jù)環(huán)境的要求進(jìn)行創(chuàng)新與改善，以此來(lái)滿(mǎn)足煤礦物探測(cè)量工作前對(duì)工作區(qū)域?qū)嵭刑摂M地理環(huán)境模擬需求。

2、地理信息在煤礦物探測(cè)量中的作用

地理信息是通過(guò)一種全新的軟件將煤礦物探測(cè)量的信息數(shù)據(jù)加以收集、歸納和處理，并且同時(shí)提供全方位的特定路線(xiàn)飛行及漫游的一種方式。同時(shí)，地理信息可以在煤礦物探測(cè)量工作中起著對(duì)環(huán)境的隨時(shí)掌控作用，也就是對(duì)所工作區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、水文情況、地表地形情況等進(jìn)行分析。地理信息尤其對(duì)地質(zhì)環(huán)境較為特殊的工作區(qū)域有著快速的分析處理能力。例如：對(duì)于地形地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜的工作區(qū)域，一般的測(cè)量手段無(wú)法全方位對(duì)其進(jìn)行勘查分析，從而導(dǎo)致了該區(qū)域在很大程度上的量化處理十分不精確，嚴(yán)重地影響了工程的施工，而地理信息技術(shù)形式就可以通過(guò)一種虛擬的現(xiàn)實(shí)區(qū)域工作環(huán)境來(lái)完成對(duì)物探測(cè)量信息數(shù)據(jù)的處理和分析，同時(shí)將虛擬信息數(shù)據(jù)與實(shí)際的測(cè)量信息數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而得到精準(zhǔn)的量化地質(zhì)地表數(shù)據(jù)分析參考依據(jù)，為煤礦施工中的設(shè)備管理、資源管理、安全管理、風(fēng)險(xiǎn)管理等提供重要的評(píng)估依據(jù)。

3、地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作

在地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作中，首先要對(duì)來(lái)源于高程數(shù)據(jù)的對(duì)比及剪裁進(jìn)行分析，也就是說(shuō)要對(duì)不同DEM方位的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而保證DEM數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。另外，要對(duì)網(wǎng)站中來(lái)自于高程數(shù)據(jù)的精確度進(jìn)行分析與確認(rèn)，并且同時(shí)對(duì)TIF格式下載后的文件數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將其從TIF格式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別的失量圖文件形式。另外，在使用物探測(cè)量分析軟件時(shí)，要首先將代表數(shù)據(jù)格式的網(wǎng)點(diǎn)值進(jìn)行提取，同時(shí)將網(wǎng)點(diǎn)格式數(shù)據(jù)文件通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)換軟件生成與坐標(biāo)區(qū)域系統(tǒng)相統(tǒng)一的坐標(biāo)格式文件，同時(shí)要求所有生成的文件均在專(zhuān)業(yè)的ARCMAP軟件中進(jìn)行操作與生成。具體步驟如下：首先打開(kāi)主頁(yè)面，然后啟動(dòng)ARC TOOLBOX對(duì)話(huà)框中的失量圖數(shù)據(jù)剪裁工具，隨后按所要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)區(qū)域的邊界大小來(lái)確定數(shù)據(jù)剪裁的范圍。如圖所示：

另外，要在ARCGIS系統(tǒng)中構(gòu)建TIN。就目前而言，網(wǎng)絡(luò)上所發(fā)布的各類(lèi)DEM數(shù)據(jù)分析軟件的分辨率都相對(duì)較低，并且各類(lèi)軟件數(shù)據(jù)的分辨率從90米至1000米距離相差較大。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)文件均屬于以WGS-84為基準(zhǔn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)格式，且以度做為通用文件單位來(lái)格式數(shù)所信息。同時(shí)，在ARCGIS系統(tǒng)中，煤礦企業(yè)目前一般均是采取的以連續(xù)的不規(guī)則三角形生成的高程數(shù)據(jù)信息模型，也就是所謂的在TIN表層下所建立的測(cè)量數(shù)據(jù)示意圖。如圖所示：

其次，在利用地理信息對(duì)煤礦進(jìn)行物探測(cè)量工作時(shí)，影像的剪裁工作是必不可少的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，首先要根據(jù)煤礦所要物探測(cè)量的工作區(qū)域的大小來(lái)安排和布署地理信息勘察所需劃定的范疇。具體操作步驟如下：在ARCMAR中打開(kāi)ARCTOOLBOX中的SPATIAL格式工具，然后以所選定的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的大小來(lái)作為剪裁的范圍，而后根據(jù)工程需要利用系統(tǒng)中的多邊形工具完成所需的數(shù)據(jù)剪裁操作。如圖所示：

最后，在利用地理信息進(jìn)行煤礦物探測(cè)量工作基準(zhǔn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作中，要充分做好地質(zhì)地表形態(tài)與系統(tǒng)所生成圖形的疊加工作。也就是說(shuō)將經(jīng)過(guò)剪裁后的DEM數(shù)據(jù)文件進(jìn)行影像分析與核對(duì)，然后將其加載到ARCSCENE文件中生成TIN表面文件和影像，最后將圖像載入到影像圖層屬性中的基礎(chǔ)高程表面TIN系統(tǒng)中，以此來(lái)完成地形地質(zhì)表面數(shù)據(jù)與影像疊加的整個(gè)過(guò)程。如圖所示：

4、地理信息在煤礦物探測(cè)量三維地形分析中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展及煤礦行業(yè)工程的不斷發(fā)展，地理信息技術(shù)越來(lái)越多地被應(yīng)用到了煤礦物探測(cè)量工作中，并在其中發(fā)揮著十分重要的作用。endprint

4.1、地理信息在參考站位置的選擇與可視性分析中的應(yīng)用

首先，在煤礦物探測(cè)量工作中，根據(jù)地理信息技術(shù)所創(chuàng)建的三維工作區(qū)域的環(huán)境及地質(zhì)地表形態(tài)的數(shù)據(jù)信息，就可以很直接地將煤礦企業(yè)工程所選擇的開(kāi)采環(huán)境區(qū)域內(nèi)的地勢(shì)形態(tài)、位置高低、水文地質(zhì)等環(huán)境表現(xiàn)出來(lái)，可以為企業(yè)開(kāi)采工作提供一個(gè)準(zhǔn)確具體的參考數(shù)據(jù)。另外，地理信息技術(shù)可以通過(guò)軟件系統(tǒng)將物探測(cè)量出的數(shù)據(jù)信息在參考站中明確地表現(xiàn)出來(lái)，這就可以使工作人員能夠更清晰地分析出煤礦所要開(kāi)采區(qū)域的地理信號(hào)覆蓋的范圍，并可以通過(guò)參考站所表現(xiàn)出的直觀的圖形尋找出地理信號(hào)覆蓋的盲點(diǎn)，以便企業(yè)工作人員及時(shí)修改地理信號(hào)布設(shè)范圍，為企業(yè)合理地進(jìn)行地理信號(hào)的網(wǎng)點(diǎn)布署提供了必要的技術(shù)支持和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考信息。如圖所示：

4.2、地理信息在測(cè)線(xiàn)高程剖面提取工作中的應(yīng)用

隨著煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展，使其工程范圍逐漸由城鎮(zhèn)區(qū)域轉(zhuǎn)向野外或山區(qū)環(huán)境中。而對(duì)于山區(qū)環(huán)境的煤礦物探測(cè)量來(lái)講，地理信息技術(shù)是尤為重要的。首先，對(duì)于山區(qū)地質(zhì)環(huán)境中的三維選線(xiàn)就可以通過(guò)相線(xiàn)生成一種TIN表面數(shù)據(jù)文件。同時(shí)，在生成表面TIN文件后可以利用添加線(xiàn)要素及創(chuàng)建測(cè)高線(xiàn)的方式來(lái)完成對(duì)高程剖面數(shù)據(jù)的分析。另外，利用地理信息技術(shù)可以精確地創(chuàng)建出高程剖面數(shù)據(jù)信息，以便更加精準(zhǔn)地獲取煤礦開(kāi)采區(qū)域內(nèi)所有的地質(zhì)地形環(huán)境狀態(tài)，為煤礦企業(yè)的開(kāi)采工作提供幫助。除此之外，由于山區(qū)煤礦的地勢(shì)環(huán)境較為復(fù)雜，通過(guò)地理信息技術(shù)所生成的高程剖面數(shù)據(jù)信息還可以清楚地表示出沿山谷區(qū)域分布的地理信號(hào)所生成的測(cè)線(xiàn)數(shù)據(jù)信息以及山谷區(qū)域內(nèi)地形的高低變化及地質(zhì)環(huán)境等因素，為保證煤礦企業(yè)工程施工安全奠定了良好的基礎(chǔ)。

4.3、地理信息在現(xiàn)場(chǎng)宿營(yíng)選擇與安全預(yù)演中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)的工程工采工作一般來(lái)講都是需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的，又因地勢(shì)環(huán)境的影響，煤礦企業(yè)工作人員在工程開(kāi)始后都會(huì)在工程區(qū)域內(nèi)搭建臨時(shí)的休息地。因此，煤礦工程區(qū)域內(nèi)的安全就成為了企業(yè)首要考慮的問(wèn)題。利用地理信息技術(shù)中的三維可視觀測(cè)技術(shù)就可以幫助企業(yè)工作人員選擇出區(qū)域內(nèi)地勢(shì)自然等環(huán)境相對(duì)較安全的區(qū)域做為工作人員臨時(shí)的休息場(chǎng)地。例如：如果煤礦開(kāi)采區(qū)域在山前帶的話(huà)，那么企業(yè)工作人員所需選擇的休息場(chǎng)所必須遠(yuǎn)離洪水可能會(huì)淹沒(méi)的區(qū)域。因此，利用地理信息采取施工區(qū)域內(nèi)的水文地理信息、氣候環(huán)境信息等就是十分必要的，通過(guò)地理信息對(duì)此類(lèi)數(shù)據(jù)的采集可以分析出某一個(gè)季節(jié)內(nèi)山區(qū)內(nèi)洪水的流量及水位的高低。工作人員則可以通過(guò)水位的高低及氣候環(huán)境變化等數(shù)據(jù)信息模擬出虛擬的環(huán)境，以便準(zhǔn)確選擇出洪水不可能會(huì)涉及到的區(qū)域進(jìn)行臨時(shí)休息場(chǎng)所的搭建。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述可知，地理信息在煤礦物探測(cè)量工作中起著十分重要的作用。因此，在對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行施工前，要充分利用地理信息技術(shù)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行全方位的分析，以便增加工程施工的安全性，提高工程施工效率。

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作者簡(jiǎn)介：

楊劍霞，女，1968年10月出生，籍貫河北冀縣，高級(jí)工程師、正高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，本科學(xué)歷，研究方向：地理信息系統(tǒng)；

翟黎明，女，1982年10月出生，籍貫河北深澤， 工程師，研究生學(xué)歷，研究方向：地理信息系統(tǒng)；

張立洲，男，1994年11月出生，籍貫河北藁城， 大專(zhuān)學(xué)歷， 研究方向：工程測(cè)量。endprint