徐 英

（湖南省地質測繪院，湖南 衡陽 421099）

礦山地質測繪是礦山開采的重要組成部分，是保證礦山有效開采的重要前提。在進行礦山開采中，會利用衛(wèi)星遙感技術、全球定位系統(tǒng)和地理信息技術集成礦山地質測繪數(shù)據(jù)，本文就是基于GIS的礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)進行設計。隨著獲取數(shù)據(jù)的技術不斷提高，礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)取得一定的成果，但由于測量的數(shù)據(jù)越來越龐大，提高了數(shù)據(jù)集成的難度，在現(xiàn)在的地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中對空間數(shù)據(jù)的管理不規(guī)范，對關系數(shù)據(jù)庫沒有進行關聯(lián)，導致地質測繪數(shù)據(jù)集成產生一定的誤差。通過利用GIS技術對礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的設計，提高礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成的效率以及準確性。

1 礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)硬件設計

在進行礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的設計時，要加大對礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)硬件設計，系統(tǒng)運行的主要對象就是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是最終結果的形成條件，是利用對數(shù)據(jù)的分析。中心引擎模塊是整個系統(tǒng)的核心硬件，數(shù)據(jù)傳輸模塊是對數(shù)據(jù)進行傳輸，由于數(shù)據(jù)的來源是多源化的，所以需要在數(shù)據(jù)傳輸模塊上設置傳輸接口[1]。利用數(shù)據(jù)運輸模塊傳入進來的數(shù)據(jù)運輸?shù)街行囊婺K上，利用中心引擎模塊對數(shù)據(jù)進行加工處理，得到有效數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的有效性，保證了結果的準確性。把數(shù)據(jù)運輸模塊的接口與數(shù)據(jù)源相連接，設計中心引擎模塊，形成一個完整的礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)基礎模塊，為數(shù)據(jù)集成形成一個安全穩(wěn)定的環(huán)境，提高基于GIS設計的礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)效率。

2 基于GIS的礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)軟件設計

（1）設置地質測繪數(shù)據(jù)管理程序。利用多源數(shù)據(jù)融合技術，設置地質測繪數(shù)據(jù)管理程序，將GIS技術應用到礦山空間數(shù)據(jù)管理程序，由于礦山的地質會因為外界環(huán)境因素發(fā)生改變，所以需要對礦山地質進行實時監(jiān)控，探測出來的數(shù)據(jù)也會隨著外界環(huán)境的改變進行變動[2]。系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中最重要的部分，數(shù)據(jù)的真實性和安全性嚴重關系礦山開采的進程以及礦區(qū)工作人員的人身安全。我們將采集回來的數(shù)據(jù)以tab格式入庫，把收集到的數(shù)據(jù)轉換為表結構形式的文件，tab格式可以根據(jù)不同采集的時間和采集范圍進行分類，提高數(shù)據(jù)處理的效率，數(shù)據(jù)的管理是礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)軟件設計中的一個重要組成部分，加強對這一軟件的設計。

（2）基于GIS構建統(tǒng)計分析模型。利用GIS技術構建統(tǒng)計分析模型，有利于提高礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成的效率，在進行構建統(tǒng)計分析模型時，需要提取多個因子，對不同維度進行分析，掌握每個因子之間存在的關系，根據(jù)因子之間的組合方式構建模型。由于模型中存在很多模糊因子，模糊因子在很大程度上會影響數(shù)據(jù)集成目標，所以需要對模糊因子進行影響分析。通過采用綜合指數(shù)評價模型的加權平均法進行計算。如下列公式所示：

在公式中，用Qn表示評價因子的指數(shù)，Qn是表示第n個因子的評價指標值，fn表示的是由于地質測繪的范圍不同對各個因子的作用權重。通過不斷迭代計算，計算出最優(yōu)的評價綜合指數(shù)。根據(jù)計算的結果構建統(tǒng)計分析模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)集成圖

由于設置的地質測繪數(shù)據(jù)管理程序，可以對數(shù)據(jù)進行有效的分類整合成不同要素的數(shù)據(jù)類型，滿足統(tǒng)計分析模型對數(shù)據(jù)的要求，通過模型進行分析最終實現(xiàn)礦山地質測繪數(shù)據(jù)的集成[3]。所以利用GIS技術進行數(shù)據(jù)集成模型的構建，確保了模型的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)在模型中能夠有效地進行分析，根據(jù)數(shù)據(jù)之間的關系，劃分數(shù)據(jù)的種類，通過模型掌握數(shù)據(jù)之間的組合關系，把分析出來的有效數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)集成，集成在一個平臺上，為下階段實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)集成可視化。

（3）實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)集成可視化。礦山勘探的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出多源性、異構性、多時空性以及不同坐標系，所以數(shù)據(jù)設計的數(shù)量和范圍很多。將礦山地質測繪的集成數(shù)據(jù)轉化為圖形實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成可視化，由于礦山勘探產生的數(shù)據(jù)較多，及時實現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成，數(shù)據(jù)量也是龐大的，所以充分利用可視化技術把數(shù)據(jù)集成加工成圖形，可以之間反映出數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關系以及數(shù)據(jù)存在的地理坐標，使我們能夠很好的掌握礦山的地質特征。如圖2所示：

圖2 數(shù)據(jù)可視化流程

由上圖可知，將數(shù)據(jù)導入3DMS軟件生成礦區(qū)礦地質圖、試料圖和中段平面圖等圖形，通過構建的統(tǒng)計分析模型，利用加權平均法進行反復計算，完成數(shù)據(jù)集成，將計算出來的數(shù)據(jù)集成進行組合，導入軟件中生成圖形。在進行數(shù)據(jù)集成可視化中，會產生大量的圖表和圖形文件，為了方便文件的管理和查找，需要對文件進行規(guī)范化管理，在此基礎上可以建立一個管理數(shù)據(jù)集成可視化系統(tǒng)。

3 實驗與分析

（1）實驗準備。為了檢查本文基于GIS的礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)設計對數(shù)據(jù)集成的效果與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)進行比較，并且對實驗結果進行分析。在進行礦山地質勘探時，需要獲取大量的數(shù)據(jù)，不同數(shù)據(jù)的獲取需要不同的測量儀器，如下表1所示：

表1 數(shù)據(jù)測量儀器

由表1可知，我們在進行礦區(qū)地質測量中需要用到水準儀、經緯儀和測距儀等多種儀器，每個儀器具備不同的型號，不同的型號測量的不同的地質環(huán)境。在某礦區(qū)上選取一個試驗范圍，進行數(shù)據(jù)的獲取，礦區(qū)的基本參數(shù)如下表2示：

表2 礦區(qū)基本參數(shù)值

利用上面的測量儀器，對礦區(qū)設置的這個范圍進行測量，獲取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行整合處理，得到有效數(shù)據(jù)，把有效的數(shù)據(jù)利用統(tǒng)計分析模型實現(xiàn)礦區(qū)地質測繪數(shù)據(jù)集成。

（2）結果分析。把礦區(qū)測量的數(shù)據(jù)進行整合分析，得到有效的數(shù)據(jù)，構建統(tǒng)計分析模型，利用加權平均算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，基于GIS的礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)設計的效果檢驗，得到數(shù)據(jù)集成的時間進行比較，如圖3所示：

圖3 數(shù)據(jù)集成時間圖

由圖3可知，對本系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)進行對比實驗，本文設置礦區(qū)的參數(shù)和獲取的數(shù)據(jù)量是相同的，可以看出基于GIS設計的礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)集成時，花費的時間相對較少，隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，數(shù)據(jù)集成花費的時間就越多。當數(shù)據(jù)量均為200kb時，本系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成時間差相對最大，可達到5分鐘左右。在數(shù)據(jù)量在120kb到200kb之間內系統(tǒng)所用的集成時間差別不大，這一區(qū)間內圖中的曲線相對比較平緩。而數(shù)據(jù)量還在100之內時，傳統(tǒng)系統(tǒng)和本文系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成時間差距并不是很大，但總體上都是本文系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成所用時間是最少的，基于GIS設計山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)效率更高，提高了數(shù)據(jù)集成的時間，減少了時間成本，本文系統(tǒng)在進行實際礦山地質測繪中具有重要意義。

4 結語

本文設計的系統(tǒng)，在進行實際數(shù)據(jù)集成時，會存在不穩(wěn)定性，持續(xù)性能不高，希望在下次研究中解決好穩(wěn)定性問題，不斷提高礦山地質測繪數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的性能，確保系統(tǒng)能更好的投入實際使用中來。