摘要：地理信息系统（GIS）是目前发展较为迅速的一种技术，在各个行业都有应用。最近几年GIS结合矿山生产管理做出很多实质性的进展，许多矿山将成果应用到生产后，大大提升了生产效率。本文简要介绍了GIS在矿山管理方面应用的必要性，概述了目前存在问题以及今后的发展趋势。
关键词：地理信息系统；矿山管理；四维
Abstract: Geographic information system (GIS) is a relatively fast developing technology, which has been applied in every industry. In recent years, GIS has made substantial progress in combination with mine production management. Many mines have applied the results to production and greatly improved production efficiency. This paper briefly introduces the necessity of the application of GIS in mine management, and summarizes the existing problems and the development trend in the future.
Key words: Geographic information system; Mine management; Four-dimensional
中图分类号：TD679文献标识码：B
引言
地理信息系统（GIS），是采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关数据的空间信息系统[1]。是一种确定而且重要的空间信息系统，介于信息科学、地球科学和空间科学之间的一门交叉学科。
地理信息系统在各行各业都有应用，特别是在城市规划、军事国防以及商业、资源调查管理、环境监测与评价等方面得到了长足的发展[2]。地理信息系统在矿山管理方面的应用是在计算机的基础上，结合摄影测量、遥感与应用测量等手段收集信息，经过图像和机械制图等技术的加工后，针对矿山特有的性质建立的平台。生产、安全预警以及环境监测等方面是矿山经营的重要内容，将地理信息系统新技术运用于矿山管理有重要意义[3]。
1地理信息系统在矿山管理应用的必要性
矿山的地理区域较为特殊，一般表现为面积广、规模大、矿体赋存和地质条件差别大。因此矿山生产方式复杂，使用设备种类繁多，数量教多。矿山信息管理具有内容多，数据类型繁杂，且信息量大的特点。
矿山信息对于管理等各方面具有重要价值，国内很多矿山的建设、生产、设备和经营信息等的管理较为落后，已跟不上现代化企业的管理需求，需要现代化办公技术来实现矿山管理的现代化建设，地理信息系统的飞速发展是解决这一落后问题良好办法。矿山管理是一个动态过程，它的发展状态具有行为多样性、状态不可逆性、结构非线形和信息不确定性的特点。地理信息系统在矿山管理方面的建立为解决这些问题提供可能性。
2地理信息系统在矿山管理应用的功能和特征
2.1具备功能
地理信息系统在矿山管理应用的是在矿山基础数据全面收集之后，利用现代技术、空间分析、虚拟现实、网络、可视化和多媒体，为矿山管理进行过程分析、模拟和仿真提供新的技术平台和强大工具。地理信息系统在矿山管理应用应具备以下功能：
系统可以在收集的基础上，进行加工并有效的管理一切与矿山活动相关的时空信息资料。
监测矿区状况及变化，利用可视化技术与3D建模来动态模拟与仿真矿山开采活动。
针对矿区可持续发展指标评估与规划设置人机协同功能。
2.2应用特征
矿山地理位置定位信息是将地理信息系统应用在矿山的基础数据，利用矿山收集的信息资料建立矿山空间。地形图、测量资料、矿山土地利用图、采掘工程图、井上下对照图、地质图及文字报告、矿床产状图及文字报告、矿山建筑等资料都属于矿山管理信息。有图形、图象、表格、文字等储存形式。这是构建矿山地理系信息系统静态数据的形式[4]。此外，随着社会和矿山生产管理的发展，就会有大量数据不断地产生，系统就需要不断加入新的信息。不断更新的最新资料，是系统能够现实实用性的关键所在。需要的数据应满足以下几个方面：
广来源性。数据需要不同的来源、领域和载体。
不确定性。多种资源、空间和环境数据具有模糊性或不确定性。
完整特性。矿山信息涵盖矿山建设和矿山生产的各个阶段。
时空性质。数据具有空间的三维和时间的属性，随着生产不断更新数据。
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3地理信息系统在矿山应用现状
GIS在矿山管理方面的应用已经起到很大的作用。目前在矿山管理中以下方面有主要应用[5]。
矿山生产计划及矿床地质勘探。使用GIS对矿山空间关系数据的分析，可以制定客观、合理的生产计划。通过实际模拟，还可以增加生产的科学性和检验生产计划的实践性。同时，根据矿山信息数据，利用信息系统的专长功能对矿山进行相关设计。
矿山生产管理。矿山日常生产管理过程中存在多种问题，通过GIS对新的管理信息的分析，可以实现生产计划的科学的调节，地理信息系统的应用会揭露更多的地质问题，增强生产计划转化率。各种与生产有关的数据也会自动生成，为决策提供参考。
矿山安全管理。在矿山生产中有许多，如断层裂隙带、地下水、地下矿山地压、冒顶片帮、粉尘及有害气体等的安全因素。矿山生产空间位置与这些因素具有很大关系。信息系统可以通过空间模拟及分析功能，将以上安全因素进行可视化处理，为决策者提供决策支持，确保矿山安全。
监督管理。有地矿管理部门和其它上级部门会对矿山的资源回收方面和矿山生产安全等方面不定时检查。可以通过地理信息系统实施检查，更为有效客观。
矿山经济评价及环境保护。地理信息系统可以多方面帮助矿山提高工作效率，降低生产成本，并对矿山进行综合经济评价，预测未来的生产经营状况。同时将地理信息系统和专家系统相结合，可以对矿山生产也许会造成的矿区周边环境破坏、采矿塌陷、矿山需重新绿化等问题进行预测，及时地采取有效的防御措施。
4地理信息系统在矿山应用面临的问题及发展趋势
4.1面临的问题
随着科学技术的进步，针对矿山建立综合的信息管理与分析平台、实现矿区可持续发展的必然要求。建立矿山地理信息系统需要综合地理、采矿等学科的知识和技术，从功能、数据等方面研究并且开发。目前，运用地理信息系统的技术和知识建立矿山管理系统仍存在很多问题。
4.1.1收集数据
基础数据是地理信息系统的重要组成部分，是进行规划、管理和决策的基础，采集到真实有效的数据更是技术的关键。由于不同数据采用的设备和获取的方法都不相同，准确度也不是相一致的。同时，由于矿山复杂的空间现象本身存在着各种形态，人们对矿山的认识也不够一致，对空间数据的表达只能够达到相似的效果。为了实现地理信息系统的性能，要对各种数据类型进行一致性处理的深入研究。
4.1.2数据的分析表达形式
如何利用符号化和可视化技术直观、形象、生动地表达通过各种方式收集到的空间数据；实现地理信息系统方法库、数据库和知识库的连接，建立空间建模，将简化复杂的问题为可视化是现在仍然无法解决的问题。
4.1.3开发模型
地理信息系统就是用专业模型来体现矿山管理方面的应用，建立起矿山各个方面和过程的各种模型。矿山应用模型库的建立是实现地理信息系统在矿山应用的重要一环。多数信息系统是二维的，各行业对三维的要求日益迫切。矿山由地表、地下多层三维立体空间构成，实现立体空间的三维化，将促进各方面的飞速发展。
4.2发展趋势
矿山GIS的应用发展，将促使我国矿山生产管理快速向科学化发展。通过对各种数据的分析，可使矿山决策人员快速直观的查询有关关键数据。今后地理信息系统的应用开发，将以现实矿山复杂空间数据的基础上，实现数据信息的不断更新，不断提高地理信息系统在矿山管理的应用。在未来则是与全球定位系统及其它相关科技结合，实现高度智能化的矿山地理信息系统，向着标准化及信息共享方向发展。
5结语
随着技术的越来越成熟，地理信息系统在矿山管理得到了广泛应用，为矿产资源在开发的过程中提供了新的方法手段。原始的矿山管理方法已无法满足对于现在矿山的管理、生产规划、消除安全隐患以及及时了解矿山动态的需求。现代大型矿山教多，地理信息系统的使用凸显了信息化矿山管理的优点。为了实现矿山生产的可持续发展，建立矿山地理信息系统对管理矿山具有意义重大。
参考文献
[1]孙丽军, 许梦国.地理信息系统在矿山的应用研究现状及发展趋势[J]. 黄金, 2006, 27(2):26-28.
[2]胡向辉.探究GIS数字测绘技术在矿山地质测量中的应用[J].引文版:工程技术, 2015(11):211-211.
[3]高永志, 郑卫政, 初禹. 基于RS与GIS的黑龙江省矿山地质环境评价研究[J]. 地质与资源, 2016, 25(2):171-175.
[4]师泉, 黄耀亮, 郑伟,等.GIS技术在矿山地质测量中的应用探讨[J]. 经纬天地, 2016(3):48-50.
[5]马义如, 高聪. 基于GIS的矿山图形系统应用研究[J].计算机光盘软件与应用, 2012(11):49-50.
论文作者:李彬,耿飞,李明杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/9
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