基于GIS的矿井地质信息系统研究

李鸿磊

摘 要:对于矿井的相关地质信息了解的越详细,那么的对于矿井的安全生产就有了较大的把握。我国一些煤矿已经有了上百年的开采历史,矿井的地质信息量非常庞大并且复杂,对这些地质数据进行高效率的管理、统计和分析,对于指导矿井安全生产及矿井灾害的防治具有着至关重要的意义。因此,研究开发矿井地质信息系统是目前国内外的重点、热点。基于GIS(地理信息系统)的矿井地质系统的简历,能够使得矿井的地质信息管理、统计、处理等工作能够更加的科学化、规范化、系统化、快捷化。一方面实现了图片资料的管理现代化,另一方面也为生产施工单位及上级管理部门提供了最及时、最全面的地质资料的查询、汇总以及使用的更加高效、方便的途径。

关键词:GIS地理信息系统矿井研究

中图分类号:TD679 文献标识码:A 文章编号1672-3791(2012)05(c)-0106-01

就矿井地质资料、数据的统计、管理、处理等方面而言,最高效、最先进、最快捷的方法就是地理信息系统,简称GIS。GIS是一个发展很快的学科,在各个领域都得到了广泛的应用。利用其服务于煤矿行业,定会将煤炭行业建立新型的、现代化的企业制度起到积极的作用。

1 GIS简介

即地理信息系统—— Geographic Information System,在计算机相关技术的支持下,将矿井相关的地质方面的相关数据信息及属性进行录入、存储、搜索、统计、分析等的综合性技术系统,是集计算机、环境科学、地理学、管理学等多重学科为一体的综合学科。

2 矿井地质信息系统的结构和功能设计

现代的矿井地质信息系统是以GIS为支持,实现图形与其属性数据等的汇总管理。其除了应当具有GIS系统所具有的数据录入、存储、分析、查询、输出等功能外,还应当能够将存储的图形等数据信息以可视化的形式显示在工作人员面前,以便其做出准确的判断,提高工作效率,保证矿井的安全生产。

当矿井进行生产时,其很多的属性参数都会逐步发生变化,例如设备分布图、挖掘工程面等变化,这就要求系统具有扩展能力,以满足对其的扩展要求。

系统的总体组成主要有简介、制图及图形管理、数据源(数据库)、辅助决策、地质灾害评价预测等子系统,各个系统又分为不同的功能模块。以下主要简单介绍了系统的主要的三个子系统。

2.1 矿井地质信息系统制图及图形管理子系统的功能

对于图形数据进行输入、分类管理、统计及输出、实时动态更新,能够对图形进行放大、缩小等操作;可以对图形进行制图、编辑、修改、删除等操作;对图形数据根据其属性等参数进行查询和汇总分析;对属性数据的单向、交互的查询,按图层显示,查询或者编辑后可以生产图表;还可以根据用户的需求对图形进行叠加或者分成制作专题图,例如水文灾害专题图等;

2.2 矿井地质信息系统数据源(数据库)子系统的功能

首先能够实现最基本的操作:数据的录入,包括初始化数据库或者系统外数据的导入;数据的查询,单一条件、复合条件的查询矿井地质资料、显示、输出或者导出;对已有的水文信息、煤层数据、地质构造等相关数据进行参数计算;备份数据库、导出形成图表等。

2.3 地质灾害评价预测子系统的具体功能

对已有数据、图形等数据汇总,通过辅助决策等模块,利用地质信息系统中的地质灾害评价预测进行可视化,分析器空间关系,综合考虑与地质灾害产生的相关因素,得出与地质灾害的关系,再运用系统内部的多源地学信息复合叠加方法,得出多重原因导致的GIS地质灾害预测模型。再根据实际情况对模型进行完善和改进。利用专家提供的经验及地质灾害案例对预测灾害进行防治。

3 基于GIS的矿井地质信息系统开发

3.1 开发工具及辅助工具

系统开发是基于VB开发软件的基础上,数据库采用较为常用SQL数据库存储数据,其他辅助工具还包括:制作图形使用Auto CAD软件,修图使用Adobe Photo shop软件,基本的导入、导出等使用WORD、EXCEL等软件。其实现过程主要有以下几个步骤:在SQL Server数据库系统中实施系统的数据源(数据库)的逻辑结构;利用面向对象的可视化编程序语言VB中的ADO技术调用SQL Server数据库中的数据,实现矿井地质信息系统的数据录入、查询、统计、分析等功能;最后调用开发平台提供的组件,实现子系统的功能模块。下文简单阐述系统开发中几个难点功能模块:

1)数据输入:数据输入的界面和数据库的连接是利用ADO技术,通过设置VB语言程序中的ADO Data空间的ConnectionSteing属性以及文本框Text的DataSource、DataField属性,将文本框设置为数据感知控件,并且实现其与数据库的连接和调用.2)数据查询:数据查询有单一条件查询和复合条件查询两种,它们相同之处就是都是借助DataGrid控件。该控件与ADO Data控件综合适应,编成时要将DataGrid控件的DataSource属性设置成ADO Data控件,这样就能够将其中存储的数据自动的被调入DataGrid表格中,并且记录集中的数据会自动进行设置。不同之处就是在于复合条件查询时利用SQL语言和记录集中的对象相互结合的方法,得以实现数据库内的相关数据查询,并显示出查询结果。3)数据分析:该功能模块是系统中较为重要的部分,是为地质灾害评价预测提供基本数据的部分。数据分析一般包括可挖掘煤层、水文信息等的数据分析。上述两项的数据分析涉及到矿井的涌水资料,其采用MSChart控件来显示各种相关数据和趋势图。还是利用ADOData控件将MSChart控件与数据库中储存的数据相关联。矿井的涌水量、水文观测孔等的数据调用都可以利用上述两种控件的综合应用。4)数据输出:在系统中的数据不能够很方便的直接打印出报表,当需要输出数据时,主要有三种形式:输出到WORD文档中、输出到EXCEL文档中、数据库备份。这三者都是利用Expor控件,仅仅输出格式不同。

综上所述,本文应用于实际应用中,能够大大的提高矿井地质相关管理部门的管理效率和矿井生产的工作效率,为煤田的合理开发及利用提供了高效的、科学的、现代化的、信息化的管理方式和手段。本系统借鉴了地理信息系统开发的经验,考虑矿井地质的特点,本文完成了以下的研究工作:能够将图形、文字、图表等管理一体化,并且能够进行双向的搜索或者符合的搜索;同时系统还能够进行数据统计分析,图表制作等复杂操作,大大提高了管理部门的判断能力和管理能力;系统技术上较为先进,实用性较高,操作便捷,能够进行一定范围内的扩展,足够大部分的矿井使用。这些优势能够有效的提高矿井地质信息的管理水平,是人工管理无法比拟的。

参考文献

[1] 戚文云,刘惠德,郭向坤.基于GIS的矿山水文地质信息管理系统的研究[J].矿业快报,2007(3).

[2] 王飞,李虹,韩志勇,韩建宁.基于GIS的煤矿地理信息系统的研究与开发[J].微机计算机信息—— 测控自动化,2008(24).