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摘要：重點分析了我國現階段煤礦地質測量空間系統的發展狀況，概述了煤礦地質測量空間信息系統的框架，從信息的采集、GIS平臺的設計、專業圖形的自動生成和數字化處理技術等四個方面分析煤礦地質測量空間信息系統的關鍵技術。

關鍵詞：煤礦地質;空間信息系統;關鍵技術;框架體系

引言

中國是世界上最大的煤礦生產國之一，隨著科學技術的進步與發展，煤礦開采機械化程度得到明顯的提升，且大幅度提升了煤礦生產的安全性。在科學技術高速發展的背景下，計算機技術和信息技術逐漸應用到各個行業，大幅度提高工作效率和保證工作安全，煤礦生產也不例外。在煤礦開采和生產過程中，煤礦地質測量工作是一項非常重要和基礎的工作，且測量資料具有不確定性、動態性和活躍性等特征，隨著時間的推移，測量數據日益豐富，構建煤礦地質測量空間信息系統，可有效預防各種災害和重要事故的發生，提升煤礦安全生產，還能促進煤礦企業向網絡化、信息化和安全化方向發展，對煤礦行業發展具有重要意義。

1現階段我國煤礦地質測量空間信息系統發展狀況

空間信息系統是基于專家系統的管理系統和計算機網絡技術，有機結合礦山壓力檢測系統、礦井通風網絡監控系統、氣體監測系統和社會信息系統，是一種高效、便捷的管理系統，而煤礦地質測量空間信息系統就是將該系統應用到煤礦開采行業中，實現整體上監測煤礦地質情況，主要應用在大型煤礦企業中。從我國大型煤礦企業空間信息系統應用狀況來看，發展水平較低，主要體現在兩個方面：其一，信息系統相對單一，內容簡單，主要應用在各個部門之間；其二，信息系統主要用于生產安全監測上[1]。對于一個大型煤礦企業而言，該系統的應用導致了信息的嚴重浪費，且存在管理程度不高等各種問題，不利于實現煤礦地質測量空間的目標。

2煤礦地質測量空間信息系統的框架

煤礦地質測量空間信息系統的構建，必須要結合實際的作業流程和地質測量部門的具體要求，并以采掘空間數據為基礎，借助互聯網技術，實現對各個生產部門所生產出的數據進行收集、更新、整理、分析、存儲和提取等，然后根據數據的性質和種類進行分類，建立對應的專業圖形庫和模型庫[2]。

2.1基本結構

根據圖1系統結構示意圖可以看出，煤礦地質測量空間信息系統共有三個層次，第一層次主要以空間數據庫為基礎，子層次包括數據網絡管理系統和開放數據庫連接（OpenDatabaseConnectivity，ODBC），子層次主要是收集、處理各種地質數據，根據用戶需求將數據進行轉化，生成各種專業圖表和圖紙；第二層次在網絡環境下應用，用戶根據自己的需求，實現對數據的瀏覽和查詢，并借助ODBC實現對數據庫的信息進行開放，并與其它專業應用軟件進行鏈接；第三層次是將煤礦地質測量以及生產的各種數據進行匯總，編制成專業圖件，為煤礦生產提供智能輔助決策與支持，并向用戶呈現多層地質實體的三維效果圖，提高煤礦生產的安全性。

2.2基本功能

煤礦地質測量空間信息系統是基于Windows環境下，可在線實時生產各種煤礦的原始數據，包括鉆孔數據、測點數據、斷層數據等等，并自動收集煤礦地質測量的各種圖片，對現有的圖片進行修改和完善。煤礦地質測量空間信息系統主要包括四大模塊：圖形生成的功能模塊、數據查詢的功能模塊、標定解算的功能模塊和數據管理的功能模塊[3]。數據管理模塊收集、整理煤礦地質測量的數據，并傳輸到空間數據庫中；標定解算模塊根據測量點測量出三點之間的水平夾角，輸入到對應的數據中，然后把各個測量點標識出來；數據查詢模塊根據地理位置坐標，查詢所在位置的實時數據，該模塊功能具有靈活的維護方式和數據儲存，大大提高了系統的穩定性和可擴展性；圖形生成模塊最具有實用價值，對測量數據進行分析、歸納、總結并生成對應的圖片，并空間處理巷道、工作面和水平面之間的關系。

3煤礦地質測量空間信息系統的關鍵技術

3.1信息采集與分析的關鍵技術

在煤礦地質測量過程中，會產生大量的地測數據，而系統數據的建立必須使用對應的技術，此外，數據庫的建立是一個不斷變化的過程，具有豐富性、動態性和多變性的特征，比如有開采信息、測量條件、水文信息和地質信息等。對于煤礦開采和生產而言，這些信息具有非常重要的作用，且必須進行實時更新整合分析，為各個部門生產提供準確的數據參考，確保開采、生產工作的順利開展。所以在地質測量中經常使用到GPS、遙感和數字攝影等等[4]。數據庫的建立是整個系統運行的基礎和前提，故在建立數據時需要滿足用戶的基本需求，以及提供生成圖形的數據接口，同時可在網絡環境下運行，所以數據庫建立要在目前常用的操作平臺上。數據庫管理主要是B-S管理模式和C-S管理模式，B-S管理模式主要為相關部門和后勤部門提供輔助工作，實現對各種數據的查詢和訪問，滿足自身工作的需求；C-S管理模式主要為測量人員提供對應的服務，實現對數據庫中的數據進行修改、更新和管理等等。在煤礦地質測量工作中，必定會產生大量的圖片和資料，借助掃描數字化技術和手扶跟蹤數字化技術，實現對現有的成果圖件進行完善和更新。同時為其它專業軟件提供數據接口，該接口主要作用是直接提取數據庫中的圖形以及屬性數據。

3.2GIS平臺設計的關鍵技術

GIS平臺是煤礦地質測量空間信息系統的一部分，該平臺主要是處理地質測量后所產生的數據信息，根據數據信息的類型和特點建立在線處理和可視化的數據庫，在該數據庫中各種數據信息都可以根據實際生產需求自動生成對應的圖件[5]。比如平面設計圖和煤巖層含量的對比圖，這些圖件具有直觀的效果，滿足實際煤礦生產、開采的基本需求。在GIS平臺設計中，圖形數據結構的設計需要具有層次結構，其目的是便于管理和使用。為了提高GIS平臺的可維護性、可操作性、穩定和模塊化，必須要使用對象技術，促使圖形數據結構有著根本性的飛躍。另外GIS平臺主要用于煤礦地質測量，故要具有動態性特征、空間性特征、時代性特征和成分性特征，突出系統的專業性。

3.3專業圖形的自動生成關鍵技術

專業圖形的自動生成是建立在設計、生產基本資料基礎之上，是地測工作的最終成本表現形式，常見的圖形有柱狀類、剖面類和平面類。柱狀類圖形的關鍵技術主要體現在三個方面，各欄之間的關系協調、巖層與地層系統的文字處理、巖性符號柱狀的繪制，另外還需要對柱狀圖設置自由定義功能[6]。剖面類圖形的關鍵技術主要體現在兩個方面，即剖面基礎數據的準備和剖面處理技術?；A數據的準備主要是針對數據的獲取，可以直接從數據調取，也可以根據空間數據庫的相交關系獲取；剖面處理技術重點處理離散的數據繪制地質剖面圖。平面類圖形處理的內容較多，比如采掘工程、各類邊界曲線、儲量計算塊段、各類等值線、煤層小柱狀等等，關鍵技術可以任意切剖面、自動對應與動態修改剖面和平面、自動生產TIN、自動計算平面上損失量和儲量等等。除此之外，還有3D模型的構建，能夠實現實時、全過程監控，提高煤礦開采、生產的安全性，提高測量結果的準確性。

3.4制圖中的數字化處理技術

常用的制圖軟件有CAD和mapinfo，數字化制圖技術可在煤礦地質測量空間信息系統中發揮實質性價值和真正的作用[7]。精通這些制圖技術，可以有效、具象化處理空間元素的具體性質，直觀描述主體對象，并高效處理各種數據，提升煤礦開采、生產效率和品質，確保煤礦穩定和安全生產。

4結語

在煤礦開采機械化背景下，煤礦行業構建地質測量空間信息系統，對安全生產和大規模開采具有非常重要的意義和作用，特別是在新世紀環境下，部分關鍵技術的有效應用，大大提高了煤礦地質測量工作的系統性和科學性，并大幅度降低煤礦生產的安全事故發生率，促使煤礦地質測量工作向安全和高效方向發展。另外，在煤礦行業不斷發展的情況下，空間信息系統要不斷更新優化，充分利用各種先進的技術，才能有效推動煤礦行業向可持續化方向發展。

參考文獻

[1]馬賀成.地測空間管理信息系統軟件在煤礦地質數據分析中的應用[J].煤，2018，27（4）：41-43.

[2]李乃剛.煤礦地質測量空間信息系統及發展趨勢的分析[J].中國化工貿易，2019，11（10）：230.

[3]詹俊.煤礦地質測量空間信息系統及發展趨勢的分析[J].內蒙

[4]徐利輝.井下泵房自動化控制系統的應用[J].現代礦業，2019（9）：179-181．

作者：魏勇 單位：山西宏廈第一建設有限責任公司