矿业地理信息系统与数字矿山分析研究

矿业地理信息系统与数字矿山分析研究
摘要地理信息系统，是具有采集、分析、显示地理环境信息和空间信息的系统。

利用信息化技术，可以降低开采矿产资源的难度，也可以提高工作的效率。

矿产企业为了提高竞争力，更好地适应社会发展，应实现传统矿业向现代化矿业的转变。

对地理信息系统在数字矿山信息系统的应用情况进行了介绍，对数字矿山的应用情况进行了分析，对数字矿山信息系统的框架进行了研究，希望对实现我国矿业现代化提供一定帮助。

关键词地理信息；系统；数字矿山；分析研究
前言
近年来，人们对地理信息系统的认识越来越深入。

地理信息系统是一种基于空间定位基准的空间信息系统。

随着信息技术在现代社会的不断发展，地理信息系统得到了不断发展和完善。

在我国经济的快速发展和影响下，国民经济受地理信息系统技术的影响越来越多，在矿业领域都得到了广泛的应用。

1 地理信息系统的作用
地理信息系统是集信息收集、信息管理、信息分析和计算为一体的信息系统，它可以自主制作电子地图，并且根据现实情况调整地图。

它强大的数据库功能，可以后台管理海量数据，对数据进行分类整理。

此外，地理信息系统还具有强大的查询分析功能，比如，路径分析、断面分析等[1]。

2 数字矿山信息系统
2.1 数字矿山信息系统需求
数字矿山信息系统框架结构是在地理信息系统原理的基础上设计的，应用了多种地理信息系统设计方法，还应用了总体设计、数据库设计、用户界面设计等方法，这对矿山地质研究提供了全面的技术支持，对三维建模、可视化模型、工程软件使用提供了接口。

在对矿山地质数据进行分析时，需要保证数据信息的真实性以及全面性，不但需要挖掘出地质地形数据，还要提供地质层剖析图、现场地质监测数据等。

2.2 数字矿山信息系统模块结构
根据上文的分析了解了数字矿山系统具有3项基本功能，所以在建模的过程中，需要分出3个子系统，分别满足系统的3种功能。

数字矿山信息系统模块有3个子系统：数据库管理系统；地质体建模系统；可视化系统；专业应用系统。

这3个子系统可以实现数字矿山系统的不同功能。

①矿山工程地质数据管理子系统。

矿山工程地质数据管理子系统由数据编辑模块、查询统计模块以及数据输入
模块构成的。

这3个模块分别有不同的功能，编辑模块主要是进行数据转换，数据规范化管理，数据录入，数据修改等，可以根据不同的数据信息，对系统内的数据进行增减。

②三维工程地质建模子系统。

数字矿山利用了三维建模技术，通过在矿区内建立三维坐标，可以详细描述出整个矿山的地质信息。

在矿产资源开采前，首先需要对矿区的基本情况进行了解，从而制定出业务流程以及工程方案。

三维工程地质建模系统又包括两种建模方式，一是矿区地质体建模，二是采矿工程建模。

前者是系统的基本功能，应用了三维地层建模的指导理论，还应用了三维数据模型与算法，利用可视化技术为矿业工作人员展示可视化的三维立体模型。

该系统两种不同的建模方式具有数据转换、数据规范化、数据录入以及数据修改等功能，可以保证及时更新系统内的数据信息，降低了矿业生产中出现误差的概率。

③三维可视化子系统。

三维可视化子系统在数字矿山中发挥着重要作用，该系统是一个独立的模式，在系统中也是独立运行的，可以满足数据可视化的要求，对系统内不同的数据或者图件都可以满足显示的要求。

该系统是由数据、图件显示与对象操作两部分构成，显示图像时不但可以进行放大缩小、旋转等基本的操作，还可以对图件的颜色、光照进行调节。

利用对象操作技术，还可以提取数据属性、改变图形[2]。

3 数字矿山问题研究
3.1 DE技术
DE技术是数字矿山的基础技术，其也是三维地球信息模型，可以对地球表面的信息进行分析，这项基础是信息时代发展的产物，在研究的过程中还有较大的开发空间。

DE技术在数字矿山的应用中，需要做好与网络通信技术、3S技术、虚拟现实技术以及地理信息系统的融合与协调，从而开发出覆盖面更广的地球信息模型，对地球表面信息进行更加清晰的表示，并利用三维技术进行真实的模拟，虚拟出完整的地球。

DE技术的应用与功能发挥依赖信息的快速传输以及空间信息基础设施。

DE技术的开发与应用实现了矿区网络传输的规范化、管理的标准化，还提高了数据库海量信息的利用率，是未来数字矿山发展的重要保证。

3.2 数字矿山应用的可行性研究
数字矿山在国外矿山行业应用比较广，其是一个较广的概念，有学者在研究的过程中提出，数字矿山更加准确的表达应该是数字城市。

矿山包含在城市范畴内，城市又是国家的组成，国家又包含在地球的组成中。

所以对数字矿山的研究，即对数字地球的研究。

DE是在一个矿区建立三维坐标，可以描述出矿区内每一个点的信息，能直观的显示出矿业地理信息系统内存储的数据。

可以说DE建立了以三维坐标为基础的信息框架，并且为信息系统挖掘数据提供了便利。

DE可以直观的描述矿山的地表地形信息，还能描述井下地质，在其信息系统框架中加入动态信息，还能对矿山企业生产、管理提供正确指导，从而形成多维化、立体化、对层次的数字化矿山。

数字矿山是矿业不断发展的必然趋势，采用DM等先进的数字矿山技術，可以改变传统矿山的生产、管理方式，还能对矿区进行客观的评价，对资源进行正确的评估，对生产活动进行模拟，对生产决策进行指导，还能提供先进的技术与设施，是提高矿业生产水平的有效方法。

3.3 地理信息系统帮助地学研究
任何学科的研究都需要基础知识、基础技术，这就是所谓的“站在巨人的肩膀上”。

地理信息系统，涉及的学科行业非常广泛，包括许多行业的专业知识和先进成果。

地学研究，以地理信息系统作为基础知识、背景素材，不管是在科学知识方面还是技术方面，都将事半功倍[3]。

4 结束语
矿山信息系统框架有着一定特殊性，其集合了多源、多层次、多空间的信息数据，以三维坐标为建模的基础，还分出了可视化系统、数据管理系统等子系统模块，并分别设计出了对应的模块框架，这对研究数字矿山提供了全面的信息。

参考文献
[1] 马超，赵建军.基于GIS和.NET的农业资源管理信息系统研究[J].山东农业大学学报（自然科学版），47（4）：587-590.
[2] 胡亚芳.基于IGSS的开放式数字地理信息系统平台构建研究[D].南昌：东华理工大学，2016.
[3] 王茜.山东水利数字地理信息系统研究与实现[D].济南：山东大学，2014.。