计算机软件测量技术在矿区地质测量中的应用

沙红梅

(新疆伊犁职业技术学院，新疆 伊宁 835000)

矿山的实际生产需与有效的测量工作相结合，实现对矿区地形的监测与矿区地质条件的勘察，奠定基础于矿山开采效率与开采质量的提高，推动矿产企业的持续与健康发展[1]。然而，在具体的矿山生产中，矿区地质测量的效果并不可观，矿产企业的效益获取与企业发展受到了制约。基于此，针对矿产企业，需进行矿区地质测量工作的有效开展与研究，科学应用多媒体地理信息系统MGIS这一计算机软件测量技术，实现对矿区地形勘察、矿区地区资料等的准确监测。

1 矿区地质测量应用MGIS的现实需要

矿区的地理位置与环境很特殊，现代矿区通常规模庞大，面积较广，有显著的地质条件与矿体赋存条件差异，主要体现在：矿床地层构造复杂，矿体厚度不一，倾角变化明显，顶底板不稳定，有时会受到地下水的威胁；生产方式复杂，生产矿井的提升与运输有很多方式，设备种类繁杂而数量多等。据此可知，矿区信息量极大，有很多的数据类型，涉及地质、采矿、测绘、选冶、分析、环保、经济、建设、生产及管理等诸多方面，数据载体则对文件资料、表格、图形图像、数据库等多种形式予以涵盖。

矿区地质数据经济价值很高，若不及时做好收集、整理与保存工作，一旦丢失将为矿区带来严重的信息与经济浪费。此外，矿区地质数据的保存与分析对其生产、技术、安全、管理、效益、资源的有效利用以及环境的保护亦有重大意义，例如保护地表与采矿区上的构筑物、保护地下水与地表水、复垦采矿工程造成的塌陷等。结构非线性、行为多样性、信息不确定性与状态不可逆性[2]等特征的存在使矿区这一复杂的动态系统面临着可持续发展的巨大困难，急需智能化技术与系统来解决上述问题，MGIS是对这一需求予以满足的最好技术方案之一。

GIS技术分支众多，在资源调查管理、环境监测评价、城市规划、土地利用、公共交通、工程施工、军事国防以及商业与经营决策等方面应用广泛，成效也十分显著。作为GIS的分支之一，MGIS以计算机为基础，对测量、摄影测量、遥感等技术加以应用进行信息采集，采用机械制图与图像处理等方式，密切结合矿区的空间与资源特征，是一种可良好应用于矿区地质测量的信息化计算机软件测量技术，在矿上规划、日常生产与管理、环境监测、安全预警等方面发挥积极作用。

2 MGIS在矿区地质测量中的应用

2.1 矿床地质勘探与矿山设计

MGIS可对丰富的矿区地质信息数据进行存储，借助GIS的强大功能高效开展勘探设计、地质施工、报告编制以及矿山设计等工作，有利于工作效率的大幅度提升，避免设计失误，对设计成果予以优化。

2.2 生产计划制定

MGIS可进行生产计划的制定，通过实时分析矿区地质环境及其空间关系，将生产计划的制定建立于客观、合理而有效的基础之上，借助模拟实验，还可以对生产计划的科学合理性与可操作性进行更加深入的检验。此外，在矿区使用MGIS，还可实现经济性评价，预测矿区的生产经营状况，以此采取相应的措施，提高工作效率，降低生产成本，保证决策的科学性与合理性。

2.3 日常生产管理

矿区的日常生产遇到的问题丰富多样，他们对很多新的地质现象予以揭露，这些新资料需及时输入至MGIS中，借助MGIS技术的强大分析功能，对生产计划进行科学与有效的调整，提高生产计划的实施效率[3]。此外，各种生产数据还可在MGIS的应用中得到及时与准确的统计，为领导的决策提供参考依据。

3 MGIS的设计与应用实现

3.1 技术架构

该MGIS由矿区测量设备、测量终端与PC端3部分组成[4]，图1所示为其技术组成框架。其中，矿区测量设备主要对矿区的实际地质数据进行测量与收集。测量终端一方面分析与处理矿区测量送来的数据，通过无线通信模块介入GMS/GPRS网络进行地质数据的传输，另一方面接收来自于PC监控端的指令，在相应的指令处理之后执行对矿区测量设备或无线通信模块的控制[5]。PC端主要设备有计算机与服务器，执行解码、显示与记录矿区测量数据、编码控制指令等任务。

3.2 技术功能

MGIS技术可用于地质数据管理与制图、测量数据管理与制图、水文图图形处理、数据录入与处理，应用该技术，实现对矿区全矿地质、测量、水文、“三量”数据库与图形的微机化综合动态管理[6]。图2所示为其功能模块图。

1)地质数据管理与制图

对井上下钻孔数据库、矿层综合基础表等矿区地质数据库进行管理，并以此处理矿区地质图形(地形地质图、矿层底板等高线与储量计算图、矿井地质剖面图、矿层对比图、地层综合柱状图、井巷地质素描图以及任意等值线图等)，提供储量计算技术。

图2 MGIS功能模块

2)测量数据管理与制图

建立地质测量数据库，对矿层主要测量框图(地形图、工业广场平面图、采掘工程平面图、井上下对照图、井底车场平面图以及主要巷道平面图等)进行处理，同时，提供矿产测量的各种数值计算技术。

3)水文图图形处理

对矿产各种水文图(矿井充水性图、综合水文地质图、综合水文地质柱状图以及矿井涌水量曲线图等)进行处理。

4)数据录入与处理

录入与处理矿区已有图形(地质、测量、水文与损失量等)及原始资料(钻孔等)。

3.3 技术应用实现

3.3.1 技术开发工具

MGIS技术的开发对Delphi 5与MapInfo 6.0开发工具[7]予以采用。Delphi 5为开发平台，借助MapInfo 6.0的OLE功能，在Delphi 5对MapInfo 6.0进行调用，实现技术集成。最初设计数据库之时，采用MapInfo 6.0自带的数据库对图形元素的属性信息进行存储，后期可考虑借助ODBC接口在SQL SERVER或ORACLE等远程数据库中存放并共享数据。

3.3.2 地质数据测量与通信技术

MGIS由基于ZiBee协议的无线传感器网络进行矿区现场地质数据的测量。ZiBee网络中主要有协调器、路由器及终端设备。在通电之后，协调器会进行工作信道及网络标识符的选择，建立WPAN网络；路由器负责路由数据包与管理网络设备；终端设备则对地质数据进行测量，并借助网络将测量的数据上传。利用移动公司研发的APN专线，PC端接入GPRS网络，全部测量与监控点均使用内部固定IP，各路由器之间的连接通过私有固定IP地址来实现。移动终端SIM卡进行专用APN的开通，同服务器平台建立起端到端的加密通信，防止信息泄露。此外，PC端与通信网络还需用防火墙进行隔离，执行防火墙地址与端口的控制任务。

设计PC端软件，用以完成地质数据管理与制图、测量数据管理与制图、水文图图形处理、数据录入与处理工作，设计开发用到TCP/IP网络协议与Socket接口技术。TCP在互联网上用于数据传输，它使用OSI的层次模型描述自身所提供的相关传输层服务，IP提供的则是网络层服务。在Internet网络开发中，Socket是通用性最高的API，可向TCP/IP协议的通信操作提供支持。在完成Socket的建立之后，不同主机间进程会对Socket的API进行调用，以此达到通信目的，基于网络通信协议与操作系统的支持，上层Socket通信得以实现。设计网络节点软件，网络节点软件对功能模块化设计予以采用，进行数据的测量、显示与传输。数据测量模块主要用于各传感器输出信号的测量与采集，在分析之后执行保存操作；数据显示模块在PC端显示屏上将处理后的传感器数据显示出来，数据主要为矿区地质相关信息；数据传输模块负责将测量数据通过无线网络发送至汇聚节点，保证地质数据测量工作的顺利完成。

3.3.3 功能数据库访问与连接

对于MGIS技术应用的实现，应经历用户编号输入、地质数据选择性查看、信息判断、地质测量信息输入以及数据提交与通信等流程。在用户确定所要查看的矿区地质信息后，应明确实时效果，调用相应数据库，动态更新所需数据，同时，完成实时效果的体现。MGIS功能数据库访问与连接的部分代码如下。

String connectionString=“DataSource=服务器名IP;InitialCata-log=数据库数据;UserID=数据库用户账户;Pwd=密码”;//新建连接SqlConnection sqlConnection=newSqlConnection(ConnectionString);If(con.StateI=ConnectionState.Open){Con.Open();}String strSql=string.Format(“SELSEC username,Password From Users Where loginName=‘{0}’”,“testName”);SqlCommand my Commond=newSqlConnection strSql,sqlCon-nection);SqlDateReader my Reader=myCommond.Execute Reader();

4 结 语

应用计算机软件测量技术勘察矿区地形，检测矿区地区资料可提高矿山的开采效率与质量，通过有效结合矿山实际生产与测量，推动矿产企业积极发展。文章以MGIS技术为例，研究计算机软件测量技术的设计与实现路径，并分析其在矿区作业的实际应用方向。基于MGIS等计算机软件测量技术的支持，矿区矿床地质勘探、矿山设计、生产计划编制、经济评价与预测以及日常生产管理等工作均可得到高效的开展，现存于矿区作业的难题有望被解决。