賀 萍

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟南 250100）

礦山資源屬于不可再生的資源，在開采、開發(fā)中只有遵循持續(xù)發(fā)展理念并借助一定方法和技巧，才能更好地對其進行挖掘和利用。在信息迅猛發(fā)展的形勢下，與日俱增的礦山工程和礦山需求使得淺層礦山資源被過度開發(fā)，從而加大了開采難度，加之深部找礦技術尚未完善，導致礦產(chǎn)資源已然成為稀缺性資源之一，同時，傳統(tǒng)測繪技術已無法滿足信息時代礦山資源挖掘需求。

鑒于此，相關部門應在結合礦山情況的基礎上，在露天礦山測繪中建立地理信息系統(tǒng)，并將其有效實踐到測繪中，提高測繪的精準度，為深部礦山資源挖掘、開采提供重要技術保障。

1 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)指的是可對地理信息、地理數(shù)據(jù)進行實時收集的一種系統(tǒng)，其中不僅包含地圖學、計算機等專業(yè)性的內(nèi)容和技術，而且可在收集、測量空間地理信息的基礎上對其進行高效處理，以此確保測量數(shù)據(jù)更具準確性。通過地理信息系統(tǒng)，工作人員可對我國各地區(qū)信息進行查詢，并充分了解不同地區(qū)信息的狀況，確保在礦山測繪、開采的過程中可充分掌握各項地理性數(shù)據(jù)，從而提高露天礦山測繪質(zhì)效，其結構圖如圖1所示。

圖1 地理信息系統(tǒng)結構圖

就地理信息系統(tǒng)特點而言，主要包括多源特性、時空特性、不確定特性三個方面。第一：多源特性。地理信息系統(tǒng)涉及領域相對廣闊，且來源及載體較為豐富。第二：時空特性。地理信息系統(tǒng)運行時需充分考慮時空緯度，且及時更換相關數(shù)據(jù)。第三：不確定特性。地理信息系統(tǒng)進行露天礦山測繪時需整合測量數(shù)據(jù)，構建數(shù)據(jù)庫，但由于測量技術較為豐富，且數(shù)據(jù)不確定性顯著，因此應用地理信息系統(tǒng)時存在不確定特性。就地理信息系統(tǒng)功能而言，主要包括五個方面，具體如下所述：第一，在進行礦山測繪時應用地理信息系統(tǒng)可分析礦區(qū)環(huán)境，并有效、實時監(jiān)控礦山資源開采過程。第二，可有效收集礦區(qū)數(shù)據(jù)，并及時對其進行處理、分析。第三，可實現(xiàn)礦區(qū)3D建模目標，可同時進行開采活動和研究活動，優(yōu)化了可視性效果。第四，可為礦井開采提供科學、合理、可靠信息，為礦山測繪災害預防提供精準信息，從而滿足礦井管理要求和生產(chǎn)要求。第五，可實現(xiàn)人機協(xié)同的合作模式，從而科學決斷礦山的開采情況[1]。

2 地理信息系統(tǒng)在露天礦山測繪中應用前景分析

2.1 多元化

無論是勘探露天礦山還是開采礦產(chǎn)資源，均需要收集多元化的信息，而進行露天礦山測繪時收集信息包括測量礦井地理信息、礦區(qū)周邊信息等。在開采礦區(qū)時需了解礦井開采條件和內(nèi)部信息，在礦區(qū)進行生產(chǎn)時需了解生產(chǎn)周期和資源總量等，由這些工作可知地理信息系統(tǒng)運作中會在數(shù)據(jù)中心內(nèi)儲存勘測信息，通過統(tǒng)一的存儲、管理，讓工作人員可結合這些信息制定露天礦山測繪的規(guī)劃和進度，以此提高測繪質(zhì)量及進度。地理信息系統(tǒng)通過融合計算機等技術，可在實現(xiàn)地理信息測量、三維圖創(chuàng)建（如圖2所示）的同時，充分發(fā)揮其多元功能來演示露天礦山測繪，在連接網(wǎng)絡技術、其它系統(tǒng)后，分析礦山測繪工作流程和存在問題，并將其傳送到平臺中，實現(xiàn)資源共享目標。同時，在各系統(tǒng)平臺信息互通作用下，有需求的平臺會被納入露天礦山測繪系統(tǒng)中，有效結合礦山測繪、開采和經(jīng)營等相關工作，不僅實現(xiàn)多元化工作有效運行，而且以此為基礎構建共享信息平臺，加大礦山測繪溝通力度，從而有序推進礦山測繪工作[2]。

圖2 三維圖在露天礦山測繪中的應用

2.2 一體化

地理信息系統(tǒng)運作時，可通過折現(xiàn)系統(tǒng)的使用來存儲、分析礦山測繪地理信息和相關數(shù)據(jù)，并借助三維圖展示礦山的內(nèi)部環(huán)境，實現(xiàn)開采方案制定、生產(chǎn)工作安排協(xié)同進行的目標。同時，在進行露天礦山測繪后，可及時更新礦山數(shù)據(jù)及地理環(huán)境，并通過地理信息系統(tǒng)推進礦區(qū)工作完善化、一體化發(fā)展。

2.3 信息化

就目前地理信息系統(tǒng)而言，在露天礦山測繪中的應用還包括數(shù)據(jù)庫、空間分析兩方面，因此可通過開發(fā)、構建決策系統(tǒng)推進地理信息系統(tǒng)信息化發(fā)展。決策系統(tǒng)不僅能保障礦山環(huán)境的保護、治理和評價等相關工作，而且能通過融合信息化的內(nèi)容，為地理信息系統(tǒng)信息化發(fā)展奠定堅實基礎，使其能為露天礦山測繪提供更為優(yōu)質(zhì)的服務。

3 露天礦山測繪地理信息系統(tǒng)的建立及應用

3.1 礦區(qū)地理信息系統(tǒng)建立

在建立礦區(qū)地理信息系統(tǒng)前，首先需結合地形繪制出比例為1∶1000的地形圖，在分辨率為300dpi模式下逐一進行黑白掃描，使其成為bmp格式的圖片；其次由EPSCAN 2000通過矢量化的平臺掃描，使其具備數(shù)字化特征并成為dwg格式文件；再次以圖幅編號為依據(jù)進庫，并在 CAD示意圖總平面中借助CAD插入菜單中的超鏈接等工具來完成數(shù)據(jù)庫全部圖幅GIS鏈接，從而形成礦區(qū)地理信息系統(tǒng)；最后上傳至礦山的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并授權給特定用戶，其可根據(jù)密碼、用戶名對系統(tǒng)進行調(diào)用，進而用于露天礦山測繪及生產(chǎn)中。

3.2 礦山管線信息系統(tǒng)建立

露天礦山選礦、采礦、輸送尾礦、供給和排放生產(chǎn)生活用水均離不開各類管線及隱蔽地下工程，因此建立礦山管線信息系統(tǒng)可為有序開展礦山生產(chǎn)、礦山管理、日常維修等工作提供保障。

礦山管線信息系統(tǒng)建立包括采集架空管線、地下管線的地理信息。首先，在采集架空管線的地理信息時，應進行野外實地調(diào)查工作，并將調(diào)查管線參數(shù)、網(wǎng)絡關系有序標繪于比例為1∶1000地形圖上，之后借助RTK GPS對管線三維坐標進行測量，最后在系統(tǒng)中輸入測量結果，標注對應參數(shù)；其次，在采集地下管線的地理信息時，應借助RD 400 PXL或者SUBSITE 65探測儀對精礦及尾礦的輸送管、上下水管以及動力電纜等金屬性管線進行探測，結合調(diào)查和探測對非金屬性管線進行標測，之后借助RTK GPS對管線三維坐標進行測量，在CAD圖中標記測量的結果，最后以SMS智繪作為平臺，以ODBC作為接口，對數(shù)據(jù)及圖形進行標注、刪除、增加、替換和修改，從而實現(xiàn)管線查詢目標，通過管線碰撞等分析工作，生成地下管線各類專業(yè)圖和專題圖，進而將其用于露天礦山測繪和生產(chǎn)中。

3.3 露天礦山測繪地理信息系統(tǒng)應用

在露天礦山測繪中應用地理信息系統(tǒng)包括礦山設計及礦床的地質(zhì)勘探、露天礦山生產(chǎn)計劃的編制、露天礦山生產(chǎn)管理工作的開展、露天礦山測繪安全性的提高、數(shù)據(jù)的采集處理及分析管理五個方面。

（1）露天礦山設計及礦床的地質(zhì)勘探。通過應用地理信息系統(tǒng)，可構建出龐大信息數(shù)據(jù)庫，在有效結合礦山設計及礦床的地質(zhì)勘探工作時，提升露天礦山測繪效率和質(zhì)量。同時，地理信息系統(tǒng)運行時可有效解決各類安全隱患，在滿足測繪需求的同時，為礦山設計及礦床的地質(zhì)勘探提供合理、科學的數(shù)據(jù)，為有序開展礦山地質(zhì)勘探工作提供保障。另外，在設計復雜礦山地質(zhì)、地理環(huán)境時，會由于受復雜環(huán)境因素影響而出現(xiàn)各類問題，應用地理信息系統(tǒng)則能更有效應對和解決各類問題。

（2）編制露天礦山生產(chǎn)計劃。通過在露天礦山運行中應用地理信息系統(tǒng)，可更為明確礦山物質(zhì)儲存實際量，從而合理規(guī)劃礦山分布整體形式。同時，工作人員在編制礦山生產(chǎn)計劃時，需要考慮多方面因素以及大量信息數(shù)據(jù)，而應用地理信息系統(tǒng)則能有效獲取礦床的實際勘探結果、測量數(shù)據(jù)，確保編制計劃更具科學性和合理性。同時，應用地理信息系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸目標，工作人員通過及時獲取數(shù)據(jù)信息可對礦山生產(chǎn)計劃進行調(diào)整、優(yōu)化，為提高礦山各項工作質(zhì)量提供保障[3]。

（3）開展露天礦山生產(chǎn)管理工作。就目前而言，工作人員應用地理信息系統(tǒng)制定了更為科學和詳細的管理制度和應對策略。通過在露天礦山測繪中應用地理信息系統(tǒng)，可有效記錄、存儲礦山生產(chǎn)中各類數(shù)據(jù)和信息，工作人員通過參照這些信息可更有效整理生產(chǎn)問題、科學制定應對策略，從而為礦山高效開展奠定堅實基礎。同時，應用地理信息系統(tǒng)可幫助技術人員制定詳細數(shù)據(jù)庫，在及時優(yōu)化數(shù)據(jù)基礎上，合理安排露天礦山測繪及生產(chǎn)工作，在確保測繪質(zhì)量的同時提升礦山的生產(chǎn)效率。另外，基于地理信息系統(tǒng)工作人員可有效處理、規(guī)劃、查詢礦山測繪數(shù)據(jù)，有效掌握礦山測繪情況和生產(chǎn)狀況，從而更高效規(guī)劃日常工作和管理工作，提高礦山管理水平、測繪質(zhì)量。

（4）提高露天礦山測繪安全性。應用地理信息系統(tǒng)可有效獲取礦山內(nèi)部地質(zhì)變化的情況，及時收集、有效分析相關數(shù)據(jù)，制定應對策略，從而提高測繪安全性。在開展露天礦山測繪相關工作時，會由于受到地下壓力、當?shù)刈匀画h(huán)境、氣候等因素影響，而出現(xiàn)斷裂縫隙情況，進入的粉塵則嚴重影響礦山開采質(zhì)量。因此，工作人員可通過地理信息系統(tǒng)來對安全隱患進行規(guī)劃，在發(fā)生危險事件前制定科學應對方案和管理制度，從而最大限度降低露天礦山測繪所受影響，確保生產(chǎn)人員安全[4]。另外，在建立和應用地理信息系統(tǒng)時，工作人員應結合礦山實際情況來優(yōu)化信息系統(tǒng)，在確保數(shù)據(jù)全面性、科學性的同時，提升礦山測繪價值和安全性能，并在應用過程中不斷完善礦山安全設施，從而提高地理信息系統(tǒng)安全防護價值和質(zhì)量。

（5）數(shù)據(jù)的采集處理及分析管理。第一，數(shù)據(jù)采集。地理信息系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)時，內(nèi)容較為復雜且流程極為繁瑣，因此在實踐中工作人員需及時對地理信息系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)和信息進行匯總、設計，確保數(shù)據(jù)具有時效性。地理信息系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)時可選擇方法較多，工作人員可選擇定位系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)局部采集和定時更新，并以此為基礎設定檢測的坐標，從而確保露天礦山測繪中數(shù)據(jù)采集的合理性和科學性。同時，工作人員可借助掃描儀、數(shù)字設備來開展資料普查及數(shù)據(jù)采集工作，確保不同數(shù)據(jù)可作為獨立個體存儲于數(shù)據(jù)庫內(nèi)[5]。第二，數(shù)據(jù)處理。在加工、處理地理信息系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)時，工作人員應以便捷為主要目標。在加工地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的過程中，應將露天礦山測繪對象屬性和特征明確化，通過結合測繪實際情況來了解測繪數(shù)據(jù)特征、時間特征等，在掌握測繪對象實用價值和空間特征的基礎上，確保露天礦山測繪更優(yōu)質(zhì)和高效。在處理地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的過程中，應做好誤差分析工作，以避免運行中出現(xiàn)誤差。同時，工作人員需做好投影地圖，借助處理數(shù)據(jù)來規(guī)劃更為科學的坐標，以便后期數(shù)據(jù)快捷查找。第三，數(shù)據(jù)分析管理。為了確保地理信息系統(tǒng)能更有效發(fā)揮在露天礦山測繪中的實踐作用，工作人員可對數(shù)據(jù)進行科學規(guī)劃，實現(xiàn)數(shù)據(jù)有效分析和管理目標。露天礦山測繪中的數(shù)據(jù)分析起著極為重要的作用，借助地理信息系統(tǒng)來對數(shù)據(jù)進行分析，可為測繪科學運行奠定堅實基礎，工作人員應以統(tǒng)計學和圖論作為基礎，來分析數(shù)據(jù)空間結構，從而更科學規(guī)劃露天礦山測繪工作。在大數(shù)據(jù)背景下，地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)應打破文件管理形式，對獲取數(shù)據(jù)進行分類、儲存，并規(guī)劃數(shù)據(jù)管理庫和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，從而更好地發(fā)揮露天礦山測繪中數(shù)據(jù)庫功能，實現(xiàn)屬性、圖形間良好轉化目標。

總之，科技性更高、創(chuàng)新性更強的地理信息系統(tǒng)在露天礦山測繪中起著重要作用，工作人員應合理應用地理信息系統(tǒng)來制定科學測繪方案和生產(chǎn)制度，合理規(guī)劃露天礦山開采計劃，從而優(yōu)化礦山的測繪質(zhì)量和開采效果。

4 結語

總而言之，地理信息系統(tǒng)含有完整的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其在露天礦山測繪中的應用可最大限度提高測繪工作空間分析的準確性，實現(xiàn)露天礦山測繪合理規(guī)劃、科學決策、高效設計以及嚴謹工作等目標。因此，相關部門在進行露天礦山測繪時應加大對地理信息系統(tǒng)建立和實踐的研究力度，制定更為科學的測繪方案，充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)測繪功能，在節(jié)約資金、人力、物力成本的同時，提高測繪的精準性、時效性、工作質(zhì)效，從而為我國露天礦山測繪長遠發(fā)展奠定堅實基礎。