楊 彬

（河北九華勘查測繪有限責任公司，河北 保定 071051）

改革開放至今，我國社會經(jīng)濟跨越式變革的發(fā)展趨勢下，加劇了對礦產(chǎn)資源需求度爆發(fā)式增長。其中礦產(chǎn)資源開采離不開地礦測繪，傳統(tǒng)地礦測繪工作無法滿足當前發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，如何提高地礦測繪效率及質(zhì)量成為廣大學者積極討論的高發(fā)區(qū)域。大數(shù)據(jù)時代下，大數(shù)據(jù)為我國地理信息采集提供了有力支撐，依托大數(shù)據(jù)對地礦資源配置及地礦地理信息優(yōu)化，優(yōu)化傳統(tǒng)測繪工作不足的基礎(chǔ)上可促進地礦測繪質(zhì)量現(xiàn)狀提升。據(jù)此，文章以大數(shù)據(jù)對地礦測繪地理信息工作的影響為研究方向，旨在為我國地礦測繪地理信息工作創(chuàng)新提供理論指導(dǎo)與幫助。

1 文獻回顧

目前國內(nèi)對于大數(shù)據(jù)對地礦測繪地理信息工作的影響分析主要集中于數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)整理兩個維度。有學者[1]認為高新科技日新月異的背景下地理信息大數(shù)據(jù)軟件日益更新，地礦測繪人員需明確認識到地理信息大數(shù)據(jù)軟件技術(shù)在促進測量技術(shù)水平及提高測量質(zhì)量的價值。有學者[2]在此觀點上認為，礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)注重軟件技術(shù)更新，進一步培養(yǎng)與完善軟件開發(fā)隊伍，同時全面提高測繪技術(shù)人員軟件技術(shù)應(yīng)用能力。另有學者[3]認為大數(shù)據(jù)時代下測繪工作獲取數(shù)據(jù)中要對各測量點的坐標數(shù)據(jù)有較強的處理能力，因此在軟件開發(fā)中應(yīng)注重數(shù)據(jù)資源信息整合方式。有學者[4]認為依托大數(shù)據(jù)海量數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢，可擴大測繪地理數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍，同時通過云計算與云服務(wù)模式的融合可全面升級的礦回測繪地理信息系統(tǒng)。有學者[5]認為依托大數(shù)據(jù)開展得礦測繪工作要更新測繪設(shè)備。應(yīng)具備GIS測量儀器、全站儀策略技術(shù)，可在特定地礦地形、地貌居于性的條件下設(shè)置若干監(jiān)測點，以此提高測繪質(zhì)量及效率。

綜上，目前地礦測繪地理信息工作中應(yīng)用大數(shù)據(jù)成為當前地礦測繪工作中的一大特點。上述綜述研究觀點為后續(xù)實證研究中對大數(shù)據(jù)地礦測繪工作與傳統(tǒng)地礦測繪工作對比提供了較為翔實的理論指導(dǎo)。

2 大數(shù)據(jù)對地礦測繪地理信息工作影響的實證分析

2.1 研究設(shè)計

選用傳統(tǒng)地礦測繪方式與大數(shù)據(jù)地礦測繪進行對比，分別采用兩種方法對礦山進行測繪工作。

2.2 研究工具

2.2.1 傳統(tǒng)地礦測繪

傳統(tǒng)地礦測繪主要涵蓋人工數(shù)據(jù)采集及人工數(shù)據(jù)分析。

2.2.2 大數(shù)據(jù)地礦測繪

（1）大數(shù)據(jù)地理測繪信息采集平臺設(shè)計

地理測繪矢量數(shù)據(jù)信息采集程序。以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的GIS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，利用矢量數(shù)據(jù)自動獲取軟件降低手工數(shù)據(jù)采集工作量。地理測繪矢量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是實現(xiàn)自動采集數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對各地區(qū)基本資料進行采集后送至采集平臺，并將其存儲計算機上。根據(jù)數(shù)據(jù)類型、特征和功能，對數(shù)據(jù)進行歸類，并將其用于滿足需要地理測繪。圖1中顯示地理地圖向量數(shù)據(jù)獲取過程。

圖1 地理測繪矢量數(shù)據(jù)信息采集過程

從圖1可以看出，地理測繪向量數(shù)據(jù)信息采集采用了B/S方法作為設(shè)計先決條件，并以所獲得資料為依據(jù)。此基礎(chǔ)上，所獲取矢量數(shù)據(jù)既包含空間向量，也包含衛(wèi)星向量、拓撲向量數(shù)據(jù)。該軟件能有效地獲取拓撲向量信息，簡化拓撲向量信息管理，方便使用者直接查詢及迅速地確定出對象范圍。矢量數(shù)據(jù)信息功能可以將采集到數(shù)據(jù)直接傳送至平臺顯示器，方便使用者對數(shù)據(jù)動態(tài)變化進行實時監(jiān)測及對分類管理。

測繪信息轉(zhuǎn)換模型。實時數(shù)據(jù)信息采集前須先確定測繪區(qū)域范圍，利用海量數(shù)據(jù)建立測繪信息轉(zhuǎn)化模型能夠?qū)δ骋坏貐^(qū)目標進行快速標注，并實現(xiàn)對測繪路線自動生成。通過對這些參數(shù)反復(fù)修正，可以有效地降低測繪誤差，使所獲得數(shù)據(jù)信息得到最佳結(jié)果。利用大數(shù)據(jù)建立GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型，能夠?qū)@取數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)變化，實現(xiàn)對地理位置實時信息獲取。該轉(zhuǎn)換模式計算公式是：

式中：X、Y、Z表示區(qū)域中坐標位置；x、y、z表示位置參數(shù)；r表示區(qū)域長度范圍參數(shù)。

考慮到地礦測繪多為三維，且具有一定海拔，據(jù)此在GIS數(shù)據(jù)采集平臺上，要獲得精確平面坐標必須對其進行經(jīng)緯和目標高度進行計算。此基礎(chǔ)上建立基于大數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)與轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)、圖像、文字等多種形式數(shù)據(jù)。

可視化處理?？梢暬夹g(shù)貫穿于GIS建設(shè)全過程，主要包括數(shù)據(jù)可視化、應(yīng)用場景可視化、系統(tǒng)可視化。數(shù)據(jù)可視化是獲取地理信息最直觀方法，它能把所獲取數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成圖像，直接體現(xiàn)出地礦地形、地域特點。當前地理測繪數(shù)據(jù)采集平臺設(shè)計中，應(yīng)用場景可視化是新發(fā)展方向。通過對數(shù)據(jù)收集、處理、分析，得出可利用數(shù)據(jù)，最后達到應(yīng)用場景可視化。它不僅要實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，而且要把用戶要求當作可視條件來進行應(yīng)用場景設(shè)計。信息可視化能夠為人們建設(shè)、規(guī)劃、規(guī)劃等領(lǐng)域提供決策支持，也為開發(fā)GIS數(shù)據(jù)采集平臺提供有力支持?？梢暬夹g(shù)是通過把反射數(shù)據(jù)表格轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把圖像和圖像轉(zhuǎn)換成三維影像，為測繪信息獲取提供更多服務(wù)。

（2）地礦測繪系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)

數(shù)據(jù)檢索。地礦測繪系統(tǒng)包含大量信息庫，且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅靠常規(guī)數(shù)據(jù)檢索難以達到高效率、高質(zhì)量要求，不能對所收集到數(shù)據(jù)進行分析、分析、判斷，從而嚴重影響到地礦測繪工作。因此，文章所研制地礦測繪儀應(yīng)該重新設(shè)計、建立數(shù)據(jù)檢索環(huán)節(jié)，便于以后各種資料快速查找與利用，從而提高整個地礦測繪工作效率。此外，要加大資料密集程度，將地理位置、維度、經(jīng)度等信息進行細致分割，以便以后資料處理過程中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一調(diào)配，從而提高地礦測繪系統(tǒng)使用效率。同時，該系統(tǒng)還具有設(shè)定觀測方式和管理的功能，能夠迅速地獲取破碎點測繪資料，并將其用作接收和儲存基礎(chǔ)。實現(xiàn)地礦地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫及時更新，保證所需GIS資料可操作性，并能滿足今后地礦生產(chǎn)設(shè)計要求。

數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理。進行地礦地質(zhì)資料測繪工作中，大多數(shù)資料都是通過對所采集到資料進行分析、處理而得到。進行數(shù)據(jù)分析和處理過程中，如果不能確保系統(tǒng)處理能力，就不能合理地組織和設(shè)計數(shù)據(jù)分析和處理，從而影響到地礦工作質(zhì)量。據(jù)此，對原始資料進行分析與處理時須先明確物理與空間處理方式，以邏輯運算方式來處理資料及自動剔除機制，剔除掉原有資料中不必要冗余資訊，以提高制圖系統(tǒng)邏輯性與連貫性，使制圖系統(tǒng)對應(yīng)工作中，提高工作效率。

信息輸出。地礦測繪系統(tǒng)設(shè)計中可以選擇采用打印文檔或者繪圖方式來實現(xiàn)設(shè)計輸出，或者把它做成電子文件然后通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳送。大數(shù)據(jù)環(huán)境下，將3D打印技術(shù)與地礦測繪技術(shù)相結(jié)合，可以全面、立體地反映地礦測繪信息總體狀況，提高地礦測繪數(shù)據(jù)利用率，提高地礦測繪工作實時性。另外，通過3D打印技術(shù)進行三維圖像印刷，使操作人員能夠更加直觀了解地礦實際狀況，從而為地礦開發(fā)提供更加準確可靠地理信息。

2.3 研究內(nèi)容

選取A地礦作為研究對象，采用傳統(tǒng)地礦測繪方法與大數(shù)據(jù)地礦測繪地理信息系統(tǒng)進行對比。以A地礦H1、H2、H3及H4四個區(qū)域為主要研究內(nèi)容，分別采取兩種測繪方法對區(qū)域基本地理信息特性進行識別，區(qū)域基本信息表如表1所示。

表1 區(qū)域信息

對比完成情況及數(shù)據(jù)情況如表2所示。

表2 結(jié)果對比

從表2可以看出，在各項指標測繪穩(wěn)定性及呈現(xiàn)數(shù)量上大數(shù)據(jù)地礦測繪系統(tǒng)都遠遠高于傳統(tǒng)地礦測繪方式，可見，大數(shù)據(jù)地礦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在提高地礦測繪質(zhì)量上具有實質(zhì)價值。

同時，以信息采集速度對比為指標，H1為傳統(tǒng)地礦測繪方法；H2為大數(shù)據(jù)礦地測繪系統(tǒng)。具體測試結(jié)果如圖2所示。

圖2 采集速度對比圖

從圖2可以看出，在采集數(shù)量相同的情況下大數(shù)據(jù)礦地測繪系統(tǒng)采集速度遠遠高于傳統(tǒng)地礦測繪方法，由于可以得出大數(shù)據(jù)地礦測繪采集系統(tǒng)在提高采集速度上具有實質(zhì)價值。

2.4 討論

2.4.1 提高測繪工作效率

當前，地礦地理信息工作重點是與地礦生產(chǎn)活動相結(jié)合，并對其進行全面測繪，從而為地礦開發(fā)工作提供可靠基礎(chǔ)。同時，地礦地質(zhì)勘探中，GIS能夠提供全面、準確信息，并大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，利用數(shù)據(jù)庫對三維空間衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行優(yōu)化，從而獲得高分辨率衛(wèi)星影像，從而提高地礦地質(zhì)信息采集效率和質(zhì)量。

2.4.2 提高精確數(shù)據(jù)

地礦測繪工作中，一般都會使用GPS和遙感技術(shù)來采集相關(guān)數(shù)據(jù)，如果不能將這些數(shù)據(jù)進行有效處理，就不能及時、準確得到信息，從而影響到地礦地理信息服務(wù)工作。大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，利用計算機技術(shù)對各種數(shù)據(jù)進行高效處理，不僅可以提高工作效率，而且還可以確保數(shù)據(jù)準確性，從而有效地保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。同時，通過實時監(jiān)測變化范圍和變化量，從而為地礦生產(chǎn)順利進行提供強有力支撐。

2.4.3 為地礦測繪發(fā)展提供支撐

通過對地礦測繪地理信息綜合分析可以看出，依托大數(shù)據(jù)技術(shù)可以極大地提高地質(zhì)勘探工作效率。同時，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行地質(zhì)礦產(chǎn)測繪地理信息數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對云計算混合結(jié)構(gòu)進行研究，從而構(gòu)建礦產(chǎn)測繪地理信息數(shù)據(jù)庫。海量地礦測繪地理信息的數(shù)據(jù)庫被歸類、存儲，并借助數(shù)據(jù)庫的查詢功能，可以高效地從各數(shù)據(jù)庫中抽取出地礦測繪地理信息。以此為依據(jù)，構(gòu)建一個完整的地質(zhì)礦產(chǎn)測繪地理信息數(shù)據(jù)庫，并以大數(shù)據(jù)為依據(jù)，將地礦測繪地理信息數(shù)據(jù)進行有機集成[6]。除此之外，還需要標準化地礦測繪地理信息，建立統(tǒng)一的標準，將所有的數(shù)據(jù)融合在一起，形成相互聯(lián)系，將它們的作用最大化。從而，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對大量地質(zhì)礦產(chǎn)測繪地理信息進行有序的管理，提高了地質(zhì)礦產(chǎn)測繪工作的工作效率。因此，要充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)在地礦測繪地理信息工作中的作用，使其發(fā)揮其正面作用。

3 結(jié)論與建議

利用測繪地理信息技術(shù)可以為某些地質(zhì)勘查工作提供必要的資料。通過對地礦的地質(zhì)調(diào)查，可以獲得一定的水文地質(zhì)資料，并以此為依據(jù)，全面掌握采礦工作?？傊玫乩硇畔⒓夹g(shù)可以提高礦井測量的準確性和完整性。地質(zhì)找礦工作要求在野外進行，地質(zhì)情況比較復(fù)雜，所以要通過對當?shù)氐牡匦蔚孛策M行調(diào)查。尤其是在進行大面積的地質(zhì)勘探時，要對勘探項目進行定位，同時要設(shè)置探礦網(wǎng)絡(luò)，以便全面了解當?shù)氐牡V產(chǎn)資源分布和地質(zhì)狀況，從而方便今后的勘探工作。同時，利用測繪地理信息技術(shù)，也能保證在今后的勘探工作中得到高效的開發(fā)，從而為今后的礦產(chǎn)開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。利用地理信息技術(shù)可以獲得一張完整的礦床地貌分布圖。按照該分布圖進行采礦，既可以提高采礦效率，又可以提高采礦的利用率，又可以為今后一系列的采礦工作提供可靠的資料。