王曉東

（中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400）

對(duì)于金屬礦山來說，想要對(duì)其進(jìn)行開采就必須進(jìn)行基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)測(cè)量。由于礦山的本身位置特殊性，加上長(zhǎng)期的開采過程，對(duì)于地勢(shì)、地形的破壞極其嚴(yán)重，很容易在不清楚內(nèi)部環(huán)境的情況下出現(xiàn)諸多安全問題。礦井內(nèi)部情況極為復(fù)雜，因此結(jié)合周圍環(huán)境條件制定對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)安全測(cè)量計(jì)劃十分重要，以盡量避免由于把控工作進(jìn)程能力較弱導(dǎo)致的工作失誤，降低工作安全風(fēng)險(xiǎn)[1]。而地理信息系統(tǒng)能夠深入原本需要實(shí)地考察的礦井內(nèi)部，結(jié)合區(qū)域信息將其內(nèi)部的具體環(huán)境情況以三維圖的方式展現(xiàn)在測(cè)量人員面前，無論是地理?xiàng)l件還是工作環(huán)境都能在有充足資料的基礎(chǔ)上讓工作人員獲得足夠的地理信息，快速熟悉工作環(huán)境以制定更為安全的工作計(jì)劃，為展開后續(xù)的礦區(qū)工作奠定基礎(chǔ)。

1 地理信息系統(tǒng)概述

（1）概念。地理信息系統(tǒng)顧名思義是對(duì)區(qū)域地理信息進(jìn)行測(cè)量分析的一種工具，涵蓋諸多專業(yè)內(nèi)容，包括地圖學(xué)、地理學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，多種技術(shù)的綜合應(yīng)用使得其能夠快速收集目標(biāo)區(qū)域信息并對(duì)其進(jìn)行完整分析。通過地理信息系統(tǒng)能夠?qū)σ呀?jīng)搜集信息完畢的區(qū)域進(jìn)行探查，包括所在區(qū)域上層的大氣層信息、內(nèi)部環(huán)境條件等，隨后在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下對(duì)礦區(qū)的地理狀況進(jìn)行深入分析[2]。地理信息系統(tǒng)不僅提高了開采與礦山測(cè)量環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息的獲取準(zhǔn)確度，其多種信息搜集與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)使得其在地質(zhì)勘探以及嫌犯定位方面同樣具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

（2）特點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)中包含了大量的信息數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)層面的系統(tǒng)互聯(lián)與信息互通，真正實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)數(shù)據(jù)共享功能，方便對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢以提高工作效率。地理信息系統(tǒng)具有多元化特征，大量的數(shù)據(jù)使其為后續(xù)的安全開采計(jì)劃制定提供了信息基礎(chǔ)；任何時(shí)間段以及地理位置的信息，都能在地理信息系統(tǒng)的輔助應(yīng)用下進(jìn)行搜集，并根據(jù)所在地的環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前情況，追蹤信息變化并對(duì)其進(jìn)行實(shí)施更新。不僅僅是地表信息，其廣泛的探測(cè)定位使得其對(duì)于大氣層數(shù)據(jù)也有明確的搜集手段，其在各個(gè)方向上都有極強(qiáng)的時(shí)空性，體現(xiàn)了其時(shí)空性的應(yīng)用特性[3]；即使存有大量的地理信息，地理信息系統(tǒng)也能快速對(duì)其進(jìn)行分析，對(duì)于各種環(huán)境均有極強(qiáng)的適應(yīng)性；數(shù)據(jù)在獲取后地理信息系統(tǒng)能夠根據(jù)各類數(shù)據(jù)信息快速構(gòu)建三維模型，繼而幫助預(yù)測(cè)地理?xiàng)l件的階段性變化，掌握計(jì)劃制定的主動(dòng)權(quán)以降低工作風(fēng)險(xiǎn)。

（3）功能。地理信息系統(tǒng)包含多個(gè)信息搜集與分析過程（測(cè)量、采集、存儲(chǔ)、分析以及預(yù)測(cè)等），這些過程的存在使得其能夠充分調(diào)動(dòng)與之配套的先進(jìn)技術(shù)，為測(cè)量人員數(shù)據(jù)的整理與分析提供基礎(chǔ)依據(jù)。將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用至實(shí)際的礦區(qū)工作過程中，能夠?qū)υ搮^(qū)域的地理?xiàng)l件進(jìn)行充分分析，包括礦區(qū)周圍的建筑分散情況以及影響數(shù)據(jù)獲取精度的因素等，進(jìn)一步判斷其影響程度，為安全施工計(jì)劃的完善提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)分析報(bào)告[4]。在獲取到足夠數(shù)據(jù)后，地理信息系統(tǒng)就能將信息整理后構(gòu)建三維圖，從而讓工作人員能夠更加直觀的了解到礦區(qū)內(nèi)部的環(huán)境條件以及建筑分布情況，了解周圍的環(huán)境有助于提高區(qū)域工作的安全等級(jí)，并能根據(jù)模擬圖制定礦區(qū)工作計(jì)劃，避開危險(xiǎn)區(qū)域以降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

2 系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)極大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)使得其逐漸成為了常用的用于礦區(qū)測(cè)量的手段，尤其是在開采過程中通過數(shù)據(jù)分析能夠快速確定最佳的開采路線。國(guó)外應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的時(shí)間較早，通過長(zhǎng)期的實(shí)踐地理信息系統(tǒng)也在不斷被完善，其存在的一些應(yīng)用問題也被一一解決，逐漸趨向于穩(wěn)定化發(fā)展，在應(yīng)用時(shí)能夠更好的探明礦區(qū)條件為工作人員提供有效指導(dǎo)意見。

相較于國(guó)外，我國(guó)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的時(shí)間較晚，在給日常工作提供足夠方便的同時(shí)也在實(shí)踐中逐漸發(fā)現(xiàn)其存在著諸多問題，應(yīng)結(jié)合使用經(jīng)驗(yàn)對(duì)其不斷進(jìn)行改進(jìn)。一些具有地理?xiàng)l件復(fù)雜以及大規(guī)模特性的礦區(qū)，地理信息系統(tǒng)不能將礦區(qū)的各處信息展現(xiàn)出來，導(dǎo)致最終獲得的基礎(chǔ)信息不完整，工作人員不足夠了解礦區(qū)的內(nèi)部信息，增大了開采工作的不確定性，無法保證工作人員的施工安全。雖然地理信息系統(tǒng)的功能較多，但卻僅僅針對(duì)地理信息的整理與分析，具體的各區(qū)域的金屬元素儲(chǔ)量無法通過該系統(tǒng)探明，元素含量功能還需進(jìn)一步完善。只有在后續(xù)的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用過程中汲取經(jīng)驗(yàn)，才能不斷對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用中所存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，使其更符合我國(guó)的礦區(qū)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，繼而幫助完善系統(tǒng)功能，充分發(fā)揮其系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。

3 系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)融合。地理信息系統(tǒng)既能夠收集規(guī)定目標(biāo)區(qū)域內(nèi)地理信息，由于其端口以及平臺(tái)的信息共享性，也能夠與其他礦區(qū)進(jìn)行對(duì)接，從而了解到其他測(cè)量設(shè)備的區(qū)域測(cè)量數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)提取后對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一儲(chǔ)存，并能根據(jù)不同區(qū)域的礦區(qū)類型對(duì)大量的地理信息進(jìn)行分類處理，按照要求進(jìn)行分析后分別制定不同區(qū)域的三維模型，從而根據(jù)具體的數(shù)據(jù)結(jié)果確定各個(gè)礦區(qū)的具體位置，以更好的以三維模擬圖為基礎(chǔ)了解到礦區(qū)周圍的建筑信息或地理信息[5]。礦區(qū)工作人員在了解到周圍環(huán)境條件以及建筑信息后才能獲得有效的工作指導(dǎo)，幫助其完成數(shù)據(jù)測(cè)量與礦區(qū)開采工作。地理信息系統(tǒng)中包含著多種類型的地區(qū)信息，將這些信息進(jìn)行融合處理后就能迅速對(duì)這些目的信息進(jìn)行定位，以方便該區(qū)域的地理信息整理分析，減少人工工作量從而提高生產(chǎn)效率。

（2）信息管理。想要完成礦區(qū)工作需要掌握多種類型的信息，保證信息的準(zhǔn)確性是完成礦區(qū)工作的重要基礎(chǔ)。常見的包括開采位置、勘測(cè)信息、周圍建筑排布、礦井內(nèi)外部地理信息以及環(huán)境條件實(shí)施變化情況等。這些信息在收集完成后統(tǒng)一上傳至總控臺(tái)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下完成信息的統(tǒng)一收集與管理，并在不同的礦區(qū)工作階段提供不同的信息內(nèi)容，以提高其工作效率。傳統(tǒng)的礦區(qū)開采均需要人工對(duì)這些信息進(jìn)行整理分析，不僅耗費(fèi)大量的時(shí)間，最終獲得的數(shù)據(jù)由于不具有動(dòng)態(tài)變化特征因此實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值并不高，且不能保證準(zhǔn)確性[6]。而應(yīng)用地理信息系統(tǒng)后，自動(dòng)化的信息收集大大簡(jiǎn)化了信息的整理分析環(huán)節(jié)，不僅操作起來更加簡(jiǎn)便，對(duì)其進(jìn)行管理時(shí)也更加系統(tǒng)與科學(xué)，從而保證信息的準(zhǔn)確性與動(dòng)態(tài)性，為后續(xù)工作提供更多有價(jià)值的基礎(chǔ)信息。

（3）模型建立。各個(gè)地區(qū)由于地質(zhì)構(gòu)造不同，礦區(qū)的地理?xiàng)l件也有著較大差異，部分地址條件較為復(fù)雜的礦區(qū)若不在開采前礦井內(nèi)部情況進(jìn)行調(diào)查，直接采取人工的數(shù)據(jù)獲取方式很容易發(fā)生危險(xiǎn)，損壞設(shè)備甚至導(dǎo)致人員傷亡。而應(yīng)用地理信息系統(tǒng)能夠根據(jù)搜集到的內(nèi)外部信息快速構(gòu)建三維模型，涵蓋內(nèi)外部地理信息、周圍建筑情況等，使得模擬圖能夠?qū)⒌V區(qū)內(nèi)部的環(huán)境完整的展示出來。以建立模型的方式讓測(cè)量人員更好的掌握礦區(qū)內(nèi)部情況，在熟悉內(nèi)部環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，進(jìn)一步提高了工作的可控制性，降低了工作安全風(fēng)險(xiǎn)。

（4）資源規(guī)劃。社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步使得人們對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量也在逐漸上升，再加上需要消耗的資源量過大，不僅需要具備足夠的礦區(qū)資源開采條件，更要保證生產(chǎn)效率以滿足更多的資源需求。但從實(shí)際情況來看，往往由于開采速度過于緩慢導(dǎo)致生產(chǎn)速度難以跟上實(shí)際需求，因此更需應(yīng)用地理信息系統(tǒng)以幫助對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理與分析，為制定更為完善的資源開采工作計(jì)劃停供基礎(chǔ)條件。地理信息系統(tǒng)中涵蓋了多個(gè)地區(qū)的礦產(chǎn)信息與資源分布情況，想要對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控可以按照區(qū)域的實(shí)際生產(chǎn)需求合理分配資源，在開采過程中給予施工人員指導(dǎo)以實(shí)現(xiàn)各個(gè)資源需求地區(qū)的對(duì)接，并將過程中產(chǎn)生的文檔與圖片等詳細(xì)記錄后傳輸?shù)浇y(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，為后續(xù)工作積累經(jīng)驗(yàn)。

（5）礦山數(shù)字化。無論是礦山的開采還是測(cè)量過程對(duì)于工作人員的體力都有一定要求，這是由于多數(shù)礦山所在位置較為偏僻，不僅地理?xiàng)l件較差，地勢(shì)起伏也較大，工作環(huán)境不佳極大的考驗(yàn)工作人員的體力。而通過應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，能夠提前讓工作人員對(duì)自己的工作環(huán)境以及礦產(chǎn)情況有一個(gè)大致的了解，以便提前準(zhǔn)備測(cè)量與開采工具，設(shè)備的結(jié)合使用能進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)測(cè)量的智能化。但從實(shí)際情況來看當(dāng)前大多數(shù)的測(cè)量與開采工作依舊離不開人工操作，因此可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工條件在現(xiàn)有智能設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，添加更多的功能以實(shí)現(xiàn)其與地理信息系統(tǒng)的充分融合，配合機(jī)器人按照預(yù)先定制的測(cè)量方案完成數(shù)據(jù)測(cè)量工作。工作人員在測(cè)量過程中僅僅需要做好環(huán)節(jié)與設(shè)備的監(jiān)督管理工作即可，降低人力資源需求以提高生產(chǎn)效率、節(jié)約開采成本。

4 應(yīng)用前景

多元化的信息收集為勘探礦山以及實(shí)際生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)條件，其測(cè)量過程與開采需要提前確定礦井內(nèi)外部地理信息以及必須的開采條件，實(shí)際生產(chǎn)過程更需要內(nèi)部資源總量與生產(chǎn)周期等細(xì)節(jié)信息。地理信息系統(tǒng)將這些信息統(tǒng)一存儲(chǔ)在云端，并對(duì)這些信息進(jìn)行自動(dòng)化分析以制定出合理的工作計(jì)劃與施工周期。在構(gòu)建三維模型的基礎(chǔ)上，添加更多的多元化功能，例如模擬出整個(gè)開采流程并對(duì)具體的生產(chǎn)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，通過連接不同區(qū)域的礦區(qū)開采情況實(shí)現(xiàn)信息互通，甚至將礦產(chǎn)資源的供需平臺(tái)接入到生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)開采、經(jīng)營(yíng)、銷售等內(nèi)容的統(tǒng)一運(yùn)行，以此強(qiáng)化礦產(chǎn)資源開采各個(gè)工作環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系。

5 結(jié)語

綜上所述，地理信息系統(tǒng)在礦區(qū)工作方面起到了積極作用，在減少數(shù)據(jù)測(cè)量的同時(shí)也進(jìn)一步提高了信息管理分析效率。工作人員通過提前得知的環(huán)境信息能夠做好工作準(zhǔn)備，繼而提高工作的安全等級(jí)。但由于地理信息系統(tǒng)目前在實(shí)際應(yīng)用過程中依然存在著諸多問題，因此還需不斷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行革新以幫助提高系統(tǒng)的應(yīng)用效果。