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浅议我国矿山测量中的数字化应用 时间：2011-04-24 11:03:46 作者：秩名
论文导读：所谓数字化矿山是采用现代信息技术、数据库技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术等,在矿山企业生产活动的三维尺度范围内,对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理,根据实际的应用要求,建立矿山规划设计、矿山安全生产管理、矿山应急救援指挥、矿山经营管理、矿山办公自动化等应用系统。属性数据仓库管理与之相关的矿山属性信息,必须建立好矿山地理信息系统(MGIS)。因此,在数字矿山建设中,矿山测量的重要工作和作用就是建立全面的地理空间基础信息系统及地理空间应用系统。矿区经济要可持续发展,必然要求交通运输、工业、农业及相关领域可持续发展,必然带来矿区采动,地表建设如厂房、高速公路、楼群建筑等新的疑难问题,采矿工程、矿山测量工程、岩土工程相结合来解决这类新型边缘问题势在必行,矿业可持续发展过程必然是矿山测量工程化发展过程,也是多学科穿插重新组合形成新门类学科的过程。
关键词：矿山，矿山测量，地理信息系统，矿山测量工程化
1.数字矿山及其战略意义
所谓数字化矿山是采用现代信息技术、数据库技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术等,在矿山企业生产活动的三维尺度范围内,对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理,根据实际的应用要求,建立矿山规划设计、矿山安全生产管理、矿山应急救援指挥、矿山经营管理、矿山办公自动化等应用系统。从而将企业的安全生产与经营管理业务流程数字化并加工成新的信息资源,迅速准确地提供给各层次的管理者及时掌握动态业务中的一切信息,以做出有利于生产要素组合优化的决策,使企业资源合理配置,从而使企业能够适应瞬息万变的市场经济竞争环境,求得最大的经济效益。特别是在矿山安全生产过程中的实时信息监测、收集、分析、预警、决策等方面发挥重大作用。 2.数字矿山的特征和基本组成
基于DM的定义,DM应具有以下六大特征:以高速企业网为“路网”;以采矿CAD(MCAD)、虚拟现实(VR)、仿真(CS)、科学计算(SC)与可视化(VS)为“车辆”;以矿业数据和矿业应用模型为“货物”;以真三维地学模拟(3DGM)和数据挖掘为“包装”;以多源异质矿业数据采集与更新系统为“保障”和以矿山GIS(MGIS)为“调度”。DM的最终表现为矿山的高度信息化、自动化和高效率,以至到无人采矿和遥控采矿。
DM的基本组成可大致为采集系统、调度系统、功能系统、
包装系统和核心系统五部分。 ⑴采集系统
负责数据采集与处理,包括测量、勘探、传感和文档四类基础数据采集子系统;其关键是所有数据的数字化。科技论文。 ⑵调度系统
指MGIS,负责提供拓扑建立与维护、空间查询与分析、制图与输出等GIS基本功能,并进行数据访问控制、开放接口和生产调度与指挥管理等。科技论文。科技论文。 ⑶功能系统
负责提供各类专业模拟与分析功能,包括MCAD、VM、MS、SC、AI和SV等。 ⑷包装系统
负责提供3D空间建模工具、多源异质矿山数据的空间融合环境和数据过滤、组合与封装机制,包括3DGM和数据挖掘工具。 ⑸核心系统
负责统一管理数据和模型,决策分析与支持等。
可以看出,数字矿山的核心是数据。与矿山相关的地理空间数据仓库和属性数据仓库是DM的基础。地理空间数据仓库用来管理海量的井上、下矿山地物的几何信息、拓扑信息。属性数据仓库管理与之相关的矿山属性信息,必须建立好矿山地理信息系统(MGIS)。在此基础上再建立相关模型仓库,管理各类为矿业工程、生产、安全、经营、管理、决策等服务的各类专业应用模型,
如开采沉陷计算、开采沉陷预计、顶板垮落计算、围岩运动模型、储量计算、通风网络解算、瓦斯聚集模型、涌水计算等。数据仓库所管理的海量数据与模型仓库所管理的矿业模型,就是可以被各类“车辆”在DM“路网”上运输的数字“货物”。因此,在数字矿山建设中,矿山测量的重要工作和作用就是建立全面的地理空间基础信息系统及地理空间应用系统。做好基础数据的采集、组织、管理和利用将会给其他设备和生产信息的加载与集成提供统一的地理空间位置平台。 3.矿山测量任务
矿山测量因具有一定的的特殊性和多学科交叉性,曾单独为一个专业,它的发展和进步与三个方面密切相关:一是采矿技术和矿业工程的发展及要求;二是测绘科学技术与仪器设备的发展;三是其它学科的发展与影响。矿山测量工作者担负着矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图,矿体几何,储量管理及开采监督,开采沉陷观测及开采损害防护等任务。近十多年来,资源、环境、灾害和人口问题成为人类社会发展的四个重大问题。国内外资料表明,矿山测量工作者在矿区和工矿城市环境的动态综合监测,环境评价,及矿区环境信息管理,矿区开采信息管理系统,开采沉陷区综合治理等方面做了大量的工作,起到了重要作用。
目前,以3S为主导的空间信息技术将逐渐应用于矿山测量及矿山建设与生产中,对现代化采矿工业起到优质高效服务和辅