MapGIS K9三维数字矿山系统简介
MapGis煤矿地质模型应用研究
MapGis煤矿地质模型应用研究[摘要]本文主要研究了煤矿地质模型的建立以及应用，相比二维和三维之间的建模效果，三维地质模型直观，以及有利用后面的分析应用，二维相对来说，就显得没有那么好的效果，但是在分析的时候，二维地质模型就比较灵活了，对于地表面点的查询、地形的分析、剖面分析的剖面线高程的显示就有三维体现不了的效果，或者说三维有的就不能实现。
文章将展开对于二维、三维地质模型的建立与应用优势的论述。
[关键词]mapgis；三维地质建模；数据库；煤矿地质模型；钻孔中图分类号：td163 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）09-0022-010 引言随着信息技术的飞速发展，我国近年来在矿山建模研究中取得的成果从三维矿体建模概念的引入的。
基于地貌、地物、管线、巷道、矿体等矿山井巷工程典型物体的三维建模方法，在我国矿山行业三维建模技术中取得了不少成果。
mapgis具有鲜明的代表性。
它是国家863计划重点攻关对象，并且mapgis k9在核心技术上取得多项重大突破，该技术的创新和应用中，我国处于世界前列。
就当前形式来看国内、外还没有根据mapgis软件平台模型授课教学先例，此项目具有很广阔的发展前景。
1 三维地质模型1.1 三维地质模型的建立随着信息技术的飞速发展，国外矿业发达国家认识到，在依靠提高机械化水平来提高矿山的生产能力、效率和安全性的同时，必须利用信息技术改造传统矿山的生产和管理模式[2]。
本文所提到的三维地质建模，是三维gis在地学中的一个重要应用，它对实际的地质分析极为有用。
在综合前人研究成果的基础上，提出了一种由工程钻孔数据构建三维地层模型的方法。
该方法以钻孔资料作为地层建模的源数据，具有简单实用、快速稳健的特点，并且能够将用户手工编辑修改的钻孔剖面图融入实际建模流程，解决了以往单纯依靠钻孔数据进行建模而导致的建模结果不精确且难以修正的问题。
1.2 mapgis概述1.2.1 mapgis k9简介mapgis是一个集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学于一体的大型智能软件系统，是集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的空间信息系统，是进行现代化管理与决策的先进工具[3]。
功能大概括之MapGIS K9
Mapgis K9相对于6.x实用功能汇总版本V2.0软件参照版本：Mapgis K9 SP2 20111230Mapgis K9 SP3 201204012012-04-23目录一、操作界面及菜单选项 (1)二、K9相对6.x的注意事项： (1)2.1 术语的对比 (1)2.2 数据的导入和导出 (2)2.2.1数据导入 (2)2.2.2数据导出 (3)2.3 系统库 (4)2.3.1系统库升级 (4)2.3.2图例板升级 (6)2.4 添加图层 (6)2.5 直接打开6.x文件数据 (7)2.6 目录环境 (8)2.7 合并图层 (9)2.8 数据保存 (9)2.9 还原显示 (10)2.10 图层名称修改 (10)2.11 层编辑 (11)三、功能点对比 (11)3.1 地图文档（工程）操作 (11)3.1.1 多地图浏览 (11)3.1.2 图层分组 (12)3.1.3 图层移动 (12)3.1.4 动态投影 (13)3.1.5 动态注记（整体管理） (13)3.2 图层操作 (14)3.2.1 单个图层状态控制 (14)3.2.2 属性表 (14)3.2.3 显示控制 (16)3.2.4 按层分离图元 (16)3.2.5 重置空间范围 (17)3.2.6 图层属性（数据源、常规和动态注记） (17)3.2.7 图层属性（显示） (18)3.3 图元编辑 (19)3.3.1 点、线、区图元的精确输入、移动、旋转、复制 (19)3.3.2 清除重叠点 (20)3.3.3 沿线布点（提取线节点坐标） (20)3.3.4 字符串的连接和剪断 (21)3.3.5 优化造解析组合线 (21)3.3.6 造双线 (21)3.3.7 手动提取线 (22)3.3.8 统改线方向 (22)3.3.9 钝化拐角 (22)3.3.10 分割区 (22)3.4 通用编辑 (23)3.4.1 选择图元 (23)3.4.2 参数属性互转(可批量处理) (23)3.4.3 格式刷 (24)3.4.4 裁剪（工程裁剪） (24)3.4.5 合并图元 (25)3.4.6 空间查询和交互式空间查询 (25)3.4.7 量算 (26)3.4.8 组合要素和分解要素 (27)3.4.9 按接边条接边 (27)3.5 系统库管理 (27)3.5.1 符号库管理 (27)3.5.2 符号拷贝 (29)3.5.3 符号回收站 (29)3.5.4 编辑颜色库（查找及编辑） (30)3.5.5 编辑字库 (31)3.6 工具 (31)3.6.1 图幅处理（计算图幅号、计算图幅参数和新旧图幅号转换） (31)3.6.2参数检查 (32)3.7 视图 (33)3.7.1 图例板（tip提示及视图设置） (33)3.7.2 图例板（图例分类码关联图层） (33)3.7.3 编辑工具箱 (34)3.7.4 鹰眼 (34)3.7.5 皮肤 (35)3.7.6 书签视图 (35)3.7.7 选择集视图 (36)3.8 设置 (37)3.8.1 目录环境 (37)3.8.2 编辑参数 (37)3.8.3 视窗选项 (38)3.8.4 配置快捷键 (39)3.9 输出打印 (40)3.9.1 整饰工具 (40)3.9.2 输出栅格图片 (40)3.9.3 选择输出工具 (41)3.10 数据转换 (42)3.11工具栏及其它 (43)3.11.1 地图比例尺显示方式 (43)3.11.2 图层数据范围浏览 (43)3.11.3 指定显示范围和显示比率 (44)3.11.4 视图旋转 (44)3.11.5 添加插件（7.x模式） (44)3.11.6 页面缓冲工具 (45)四、常见问题解决方法 (47)4.1 . 所加载图层的符号库不一致 (47)4.2 . 该类被打开多次，为保证数据安全，只能浏览属性结构！ (48)4.3 . 文档的保存和另存的区别 (48)4.4 . 6.x和K9的同机安装 (48)一、操作界面及菜单选项1.Mapgis K9地图编辑器基本保留了6.x系列的操作界面及菜单功能项，让6.x老用户在初次使用K9时不会感到陌生。
MapGIS K9产品体系
影像的层次化显示，可针对用户的不同视点自动切换到不同尺度的影像数据；与二维系统无 缝融合，支持二、三维联动显示以及地形分析和应用；可在三维球上实现影像发布，并提供 多种查询分析功能。
1、企业管理器：利用企业管理器，可以在同一个平台中管理来自外部异构数据源的 GIS 数据，并通过多种数据显示方式从而协助用户提高数据管理能力。
2、地图编辑器：利用地图编辑器，可以方便的将数据和地理信息的关系直观的展现； 提供多种方式加工和显示数据以便更好地理解地理数据记录背后的含义；并提供数据处理一 体化功能，从数据采集，到编辑处理，到排版出图的完整应用。
1. 通过数据仓库，提供多源异构数据的统一、层次化管理； 2. 通过功能仓库，提供多领域应用系统的集成及功能复用手段； 3. 通过工作空间，提供统一的框架，实现多个地理信息系统的协调工作； 4. 通过设计器，提供应用方案的集成搭建和配置可视化界面。 5. 通过搭建平台，提供适合于多种 GIS 应用领域的应用系统快速构建技术； 数据中心增强了 GIS 应用系统适应需求不断变化的能力，降低 GIS 应用系统的开发难度， 为开发地理信息应用系统提供基础支撑。
三维地理空间数据库模型图 2、三维渲染引擎 MapGIS K9 三维开发平台提供统一的三维空间绘制引擎接口，同时支持 OPENGL 1.3 和 DIRECT X 8.1 三维渲染引擎，提供多种显示接口及特效。极大简化应用系统开发的工作 量，减轻应用系统开发人员在不同三维渲染引擎上的花费，提高开发效率。支持三维并行化 渲染方案，读写数据由不同进程控制，能够充分的利用多核处理器，提升大规模三维场景的 渲染效率。统一的显示平台还提供对场景三维特效的支持，包括场景雾效果、粒子体生成及 动态纹理绘制等。
MapGIS K9简介
1.认识 MapGIS K9
为更好地满足用户及产业发展的需求， 中地数码集团凭借近二十年的技术积累， 在国家 863 项目的支持下，经过长期攻关，正式推出基于新一代 GIS 架构与新一代 GIS 开发模式的 产品――MapGIS K9 地理信息系统基础平台。该平台集新一代面向网络超大型分布式地理信 息系统基础软件平台和数据中心集成开发平台为一体， 其研发与设计以用户为中心， 充分体 现功能实用、产品易用、用户想用的用户体验思想。 MapGIS K9 在 MapGIS 6\7 的基础上有了长足的进步，能够更有效的管理空间数据，绘 制更好的地图，使 GIS 在分析和决策辅助方面发挥更大作用。其“零编程、巧组合、易搭建” 的新一代可视化开发手段将推动人们从重视开发技术细节的传统开发模式向重视专业、 业务 的新一代开发模式转变。 这众多的变化将改善 GIS 的整体工作流程，掀起 GIS 开发和应用领域的一场变革。
� 丰富、专业的地图编辑与分析
专题图及其模板--对于数据集提供连续的彩色可视化以产生易于理解的地图。 也可以存 储常用的模板以便于将来的引用和修改； 符号--可以从上百种颜色、符号和线型中进行选择，从而进一步区分数据； 专题和制图元素--允许地理图层的样式信息可视化表示， 提供增强的注释能力和更高质 量的地图； 二百多种编辑操作可对点、线、面、注记等图元的空间位置、属性及参数进行直观的、 智能性的修改； 综合 MapGIS 67 和 MapGIS 70 的编辑分析功能，使二者完美结合，不仅可以满足大量老 用户的访问需求，还可以给更多的新老用户带来更大的便捷； 提供 GSQL 描述语言，可以将查询过程表示成 GIS 的操作命令序列，自动批处理完成整 个查询过程； 快捷键设置允许自定义， 以适应不同用户的需求， 在 GIS 制图或分析过程中极大的帮助
MAPGIS K9 在地质制图中的应用
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界0引言地质图是地质工作者不可缺少的专题图件,地质图制作过程涉及到大量空间图形与属性数据的处理操作,图形复杂,信息量大,而MAPGIS k9软件的应用大大提高了制图的准确性和地图编辑的效率[1],同时地图制作的精确性也大大提高,为从事地质工作的人员利用该图分析、研究、决策提供了依据,MAPGIS因此成为地质行业编辑地图的首要工具[2]。
1MAPGIS K9软件介绍MAPGIS[3]是我国优秀的地理信息系统软件平台,而K9版本不仅包括完整的GIS平台还具有完整的遥感处理系统。
MAPGIS k9的地图编辑功能主要有:点编辑、线编辑、区编辑、通用编辑等。
2地质图的编辑制作[4]2.1底图的处理本文的底图是纸质地图,采用扫描方式转为计算机可以处理的*.jpg格式,利用MAPGIS的栅格校正工具对地图进行校正。
具体过程为:在地图编辑器中加载待校正的栅格数据,让数据处于当前编辑状态,加载栅格校正工具,然后切换到栅格校正视图,开始栅格校正。
2.2新建简单点、注记点、线要素图层在地图编辑器子系统中,新建图层,数据源类别选择数据库,图层类别选择简单要素类,设置存储名称及存储位置,单击确定按钮选择点类型、线类型分别创建简单点、线要素图层。
同理,图层类别选择注记图层,可创建注记图层。
2.3点要素编辑(1)简单点的输入编辑设置点图层为当前编辑状态,利用点编辑菜单中输入子图命令完成点的设置。
(2)注记点的输入编辑设置注记点图层为当前编辑状态,利用点编辑菜单中输入注记命令完成注记点的输入。
特殊注记的输入:分式的输入,例如2/3,输入方法为/2/3/。
注记上标和下标的输入,例如C1dg,输入方法为C#-1#=dg。
例如Qheol,输入方法为:Qh#+eol。
2.4线要素编辑设置线图层为当前编辑状态,利用线编辑菜单完成线要素的输入。
K9三维平台功能帮助
MapGIS K9三维基础平台功能帮助手册（基础版）MapGIS K9三维平台是中地公司最新的MapGIS K9平台下的三维GIS的子平台，提供基于真三维的GIS数据存储管理，三维GIS显示，三维GIS分析的一体化服务。
MapGIS K9产品在数据中心的构架下采用了功能模块化的结构，三维基础平台作为K9三维平台的一个基础版本，包含了常用的三维GIS模块。
当安装完MapGIS K9平台（工程版以上）以后，就可以使用三维基础平台，该平台提供了基础的三维GIS功能，包含三维电子沙盘，三维地形分析，三维场景漫游等功能。
认识三维基础平台当您安装完MapGIS K9平台后，在开始菜单中会生产相关各个平台的快捷方式，如下图（不同的平台版本，可能会有差异），找到并点击三维基础平台，就可以打开三维基础平台。
开始菜单中的三维基础平台三维基础平台的默认界面如下图所示，主要由菜单栏，工具栏，三维数据树管理视图，三维渲染视图构成。
三维基础平台界面【菜单栏】示系统的主要功能菜单，包括数据库操作、飞行漫游、地形基础分析和帮助菜单项。
；【工具栏】包含系统最常使用的功能命令，如地形分析和三维漫游；【三维数据目录树视图】负责三维数据的管理，包括数据图层的创建、删除及关联数据等；【三维渲染视图】三维数据的显示界面，负责三维模型的显示，三维交互等。
三维基础平台的界面符合windows 的设计习惯，用户可以快速的上手，使用时对三维数据树视图的操作比较多，需要一段时间适应。
系统菜单数据库操作数据库操作菜单提供了多个数据库管理命令和保存三维目录数据树的功能：(1) 保存三维目录树：保存当前的三维数据树结构。
(2) 关联TDE 数据库：关联某一已经存在的MapGIS K9地理数据库。
(3) 创建要素集：在某一地理数据库下新建三维要素集。
(4) 编辑要素集：编辑某一已经存在的三维要素集。
(5) 删除要素集：删除某一已经存在的三维要素集。
(6) 创建要素类：在某一三维要素集下创建三维要素类。
mapgisk9平台简介
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系统二次开发
数据中心体系结构 数据中心集成 开发平台 插件式 配置式 搭建式 二次开发 MapGIS搭建 搭建 开发平台 工作流系统 自定义表单系统 搭建框架
K9 objects组件 组件 开发平台
组件式开发 其他
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电子地图制作（矢量化基本流程） 电子地图制作（矢量化基本流程）
数据准备
栅格数据校正
图例板的制作
数据输入与编辑
数据输出
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操作步骤
一、根据参数表生成图框
1.在MapGIS地图编辑器模块选“工具”菜单下的“生成矩形图框” 1.在MapGIS地图编辑器模块选“工具”菜单下的“生成矩形图框” 地图编辑器模块选 中的“生成1 2000矩形图框 矩形图框” 中的“生成1：2000矩形图框”； 2.在弹出的 在弹出的“ 2000图框 对话框中设置图框参数， 图框” 2.在弹出的“1：2000图框”对话框中设置图框参数，包括横向起始 公里值、纵向起始公里值、网格间距、矩形分幅方法、 公里值、纵向起始公里值、网格间距、矩形分幅方法、公里线类 型等（参数从参数表中获得）； 型等（参数从参数表中获得）； 3.选择生成图框的存放数据库 选择生成图框的存放数据库， 3.选择生成图框的存放数据库，系统会自动把生成的图框添加到当 前地图文档中； 前地图文档中；
数字制图
矢量化基本流程 影像校正 点线面要素编辑 数字制图 系统库、图例板制作 系统库、 矢量化 地图入库、 地图入库、接边处理 属性编辑 地图打印输出
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数据处理
图框生成 投影变换 数据处理 整图变换 误差校正 影像处理
MapGISK9国土工具产品
� 农用地定级 ☆ 依据因子衰减模型等计算出每个网格点的因子分、因素分等，从而
得到定级图 � 省级汇总辅助功能 ☆ 根据各类数据统计省级汇总信息
矿产资源规划管理工具
依据国土资源部《矿产资源规划数据库标准》和《矿产资源规划实施管理 办法》，以矿产资源数据库管理、采探矿权项目审查为核心内容，开发出矿产资 源管理的专业工具产品。
� 数据检查 ☆ 灵活的数据检查工具
☆
提供错误定位与修改功能
� VCT 数据库成果上报 ☆ � ☆ ☆ 提供 VCT 数据库成果上报工具，自动生成上报文件夹 图件和报表输出 标准分幅或任意行政辖区的专题图输出 ，支持光栅化打印 各类标准统计表格输出
城镇土地调查数据库管理工具
城镇土地调查数据库管理工具设计符合国家相关标准， 主要解决城镇地籍数 据应用及管理的难题，协助土地部门实现土地业务制度化、法律化、规范化， 提 高土地登记的办事效率，增加业务办理的透明度。
价图、基准地价曲线图等 � 地价动态监测 ☆ 提供多种计算方法来评估监测点，算得监测点 所在区段的地价水平
值，监测范围内的地价水平情况 ☆ 输出国家规程中的16张表格，编制城市地价动态监测报告
农用地分等定级工具
农用地分等定级工具依据土地质量的自然因素和社会经济因素， 综合运用专 家知识库、因数因子模型、评估模型建模技术，对农用地质量状况、利用状况进 行科学合理的评估， 自动计算农用地等级级别， 完成地区内农用地质量综合评定。
主要功能
� 城镇土地定级 ☆ 提供针对不同用地类型采用不同的定级计算方法
� 基准地价评估 ☆ ☆ 在分等定级的基础上计算算点基准地价，进而得到基准地价 提供定级图输出、地价图输出、因素因子图输出、单元总分分值图
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根据地质剖面建立三维地层模型
3.4 三维可视化分析
3.5 采空区储量管理
实测采空区数据
三维矿体块体模型
三维采空区边界模型
3.5 采空区储量管理
动用地质 储量估算
三维采空区储量模型
采空储量统计输出
安徽马鞍山铁矿
矿体品位模型 （FeM）
西藏驱龙铜矿
勘探剖面图
矿体水平投影图
矿体表面模型（矿化边界）
2 数字化矿产勘查业务处理流程
一体化的数据采集、管理与处理 自动化矿体圈定及辅助成图 资源储量估算 成果图件辅助编制 成果表自动化输出
2.1 一体化的数据采集、管理与处理
不同阶段数 据的一体化 集成与无缝 连接
多元异构数 据的统一建 库与管理
数据检查 查询与编辑
2.2. 自动化矿体圈定及辅助成图
1.系统概述－系统架构
地质矿产专业应用
地质矿产勘查数据处理
地质矿产勘查数据库
1.系统概述－系统流程
以GIS技术为核心，结合
三维建模与可视化技术和
地质统计学理论 提高矿产勘查数据和资料 的综合利用效率 为矿产资源勘查、资源储 量估算提供数字化及可视 化的分析手段
实现高效一体化的矿产勘
查数据处理与成果编制流 程
矿区三维模型（地形+勘探工程+地理底图）
品位模型与勘探剖面叠加显示
应用于开采辅助设计（开采台阶12m）
谢
谢！
勘查工程、矿石品位、矿区地形一体化建模与显示 三维矿体表面实体与空间品位分布模型建立 三维地质体建模 三维可视化查询与分析工具 采空区储量管理功能
3.1 勘查工程、矿体、矿区地形一体化建模与显示
地形、地理底图、勘探工程 样品、矿体块段
地形、地理底图、矿体 样品、品位模型
3.2 三维矿体表面实体与空间品位分布模型建立
基于勘探剖面矿体轮廓线生成矿体表面模型
3.2 三维矿体表面实体与空间品位分布模型建立
基于块体的矿体品位模型
3.3 三维地质体建模
详查、勘探获得的地质信息是十分丰富和详实的，因此地质人员对整个矿 区地质环境的也有了更深入的了解。在此基础上，根据勘探工程获取的岩性信 息建立矿区地层（岩层）等地质体三维可视化模型，并提供一套完整、实用的 模型分析工具，可以为地质人员进行矿区地质研究、矿区开采设计、资源接替 找矿提供进一步的帮助和参考。
人机 交互 式添 加面 积控 制点
勾 画 大 面 积 矿 体 面
剖面 矿体 连接 与外 推规 则设 置
矿体 面积 的自 动编 号与 面积 自动 计算
2.2. 自动化矿体圈定及辅助成图
根据工业指标和 矿石类型进行自 动化的单工程矿 体圈定
人机交互式添加面积控制点
二维勾画矿体面
剖面矿体连接与外推规则设置
面积连接
带地表约束的平推
带工程约束的尖 灭
2.3 资源储量估算
地质统计学法 中地数码集团 资源储量估算
地质块段法 资源储量估算
剖面法 资源储量估算
经过近20个试点矿区的验证，储量估算的 结果与手动计算的结果对比结果相差3%以内
2.3.1（平行/不平行）剖面法资源储量估算
三维块段交互连接及储量统计
矿体品位模型
云南普朗铜矿
勘探剖面图
KT矿体水平投影图 KT矿体品位模型（331）
KT矿体表面模型（工业矿）
云南省北衙金矿
矿体模型 + 勘探工程
勘探线剖面图
52号矿体表面模型
48号矿体品位模型及储量统计
新疆阿舍勒矿区
勘探剖面矿体边界线 矿体表面模型
矿体品位模型
矿体品位模型剖切
福建紫金山矿区
矿体品位模型（距离反比法）
基于地质统计学法的资源储量估算技术流程
划分组合样 数据分析 实验变差函数计算 理论变差函数套合 设置搜索椭球参数 交叉验证 克里格估值
属性模型
2.4. 成果图件辅助编制
2.5. 成果表自动化输出
• 支持成果数据管理和图表输出功能。
• 钻孔柱状图、勘探剖面图、组合样品位等值 线图及各类统计信息图生成。
• 以Excel表格的形式生成单工程矿石厚度、 品位计算表，矿石品位分级计算表，块段储 量计算表，矿体汇总表等。
2.5.1 表格输出
22
2.5.2 钻孔柱状图生成
支持由数据库中的钻孔数据自动生成预定义格式(模板)的柱状图， 并且提供方便灵活的柱状图编辑和制作模板功能。
基于模板的钻部地理信息系统软件开发及应用工程研究中心
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系统概况 数字化矿产勘查业务处理流程 三维地质建模与可视化分析
1.系统概述－项目来源
• 固体矿产勘查与三维建模系统由中国地质调查局主持、中 国地质调查局发展研究中心与中国地质大学（武汉）教育 部地理信息系统软件及应用工程中心共同研发。 • 目前，本系统已作为全国危机矿山接替资源找矿项目及其 他固体矿产勘查项目资源储量估算的软件工具，完成了多 个矿区的试点和资源量估算工作。并与2008年8月1日，通 过了由全国危机矿山接替资源找矿项目管理办公室组织的 “资源储量估算与三维建模系统”软件与试点成果评审。
2.3.2 地质块段法资源储量估算
自动生成的矿体投影底图
多 样 的 投 影 点 生 成 方 式
块段生成交互工具
多样的注记生成方式
2.3.2 地质块段法资源储量估算
矿体水平投影效果图
不同颜色 表示不同储量级别
2.3.3 地质统计学法资源储量估算
• 具有最小方差的最优线性无偏的估值方法。 • 充分考虑样品的空间变异性和矿化程度在空间的分 布特征。 • 支持常用的简单克里格、普通克里格、协克里格、 指示克里格等估值方法。