ＭＡＰＧＩＳ（地理信息系統）在礦山中的應用

摘 要：MAPGIS（地理信息系統）在礦山中的應用體現在資源管理、工程地質、礦山規劃與設計以及礦山管理等方面。可以對礦山資源與環境信息進行采集、存儲、處理，建立礦區數據庫及軟件系統，實現對信息的查詢檢索、綜合分析、動態預測和評價、信息輸出等功能，從而為礦區環境工程和礦產資源開發管理進行規劃、判斷和決策提供科學依據。

關鍵詞：MAPGIS；地理信息系統；礦山

中圖分類號：TP29文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）04-0263-01

1 MAPGIS地理信息系統

MAPGIS是具有自主版權的集數字制圖、數據庫管理及空間分析為一體的大型基礎地理信息系統軟件。它的主要功能包括數據采集與編輯、空間數據管理、空間分析、數據輸出等，借助這些功能可以從原始數據中圖示檢索或條件檢索出某些實體數據，還可以進行空間疊加分析，以及對各類實體的屬性數據進行統計。MAPGIS廣泛應用于地質、礦產、城市規劃、測繪、土地管理等領域，并成為專業技術人員進行各自研究的重要工具。

2 地理信息系統在礦山中的應用

MAPGIS地理信息系統在礦山中的應用大致分為兩類：一類是以多源信息的集成管理為主；另一類以多源信息的分析為主，即在前者的基礎上結合一些應用模型進行分析。可以對礦山資源與環境信息進行采集、存儲、處理，建立礦區數據庫及軟件系統，實現對信息的查詢檢索、綜合分析、動態預測和評價、信息輸出等功能，從而為礦區環境工程和礦產資源開發管理進行規劃、判斷和決策提供科學依據。

2.1 MAPGIS在資源管理中的應用

在礦山建設和生產過程中，涉及到多種資源的管理，如礦山開采的主要資源（礦山資源）、伴生礦物、水資源等。基于MAPGIS的資源管理，建立礦產資源空間數據庫，實現圖形及其相關屬性數據的統一集成管理。

（1）礦山資源管理。礦山資源儲量和品位管理是礦山資源管理的基礎，利用GIS技術進行礦山資源管理，實現礦山資源儲量和上覆巖土剝離量的自動快速計算、動態管理及分析、表達，反映礦山資源的數量和分布情況，最終保證資源的合理開采和充分利用。

（2）其它資源管理。對于礦山的伴生礦物，建立基于MAPGIS的數據庫，有利于伴生礦物的綜合開發利用。水資源管理也是礦山面臨的重要問題，由于礦山的生產活動，破壞了其周圍的水資源，MAPGIS技術可以用于水資源清查，反映水資源的分布情況，為合理的利用和保護水資源提供依據。

2.2 MAPGIS在工程地質中的應用

礦山工程地質的原始勘探數據可以基于MAPGIS的空間數據庫高效地存儲管理。MAPGIS可以有效的管理礦山工程地質圖，并實現圖形及其屬性關聯，其關鍵問題在于圖形表達編輯能力要強。MAPGIS可以像CAD一樣來繪制礦山資源開發所需要的柱狀圖；還可利用鉆孔數據和柱狀圖，或者基于空間數據庫，MAPGIS可以自動繪制剖面圖和等值線圖。在礦山的邊坡控制和疏干排水中，MAPGIS地理信息系統技術可以幫助礦山工作者解決礦山疏干排水、采場邊坡設計與穩定性分析等工程問題。

2.3 MAPGIS在礦山規劃與設計中的應用

在國外，許多礦山已經應用GIS來解決礦山工程問題。例如，德國的露天煤礦使用GIS設計工作面的作業計劃、礦巖運輸線路及排土場的位置等。而我國GIS在礦山的應用大多集中于底層的礦圖管理，在GIS中建立分析模型對礦山進行優化分析的應用研究還很少。

（1）礦山的境界、生產能力、服務年限、開采工藝等都是其重要的決策問題，用MAPGIS技術建立境界的可視化模型是非常有效的，在傳統的G軟件中建立地質統計學模型可以較好的模擬開采境界和品位優化，并且實現境界的動態圈定。

（2）利用MAPGIS技術可以對礦山的采場進行交互式的可視化設計。通過在GIS軟件中建立專業的分析模型，對采場的設計效果進行分析，改進設計效果。礦山設計者可以用在GIS中建立的專業模型（如網絡模型、動態規劃模型等）優化露天礦生產系統，如用GIS的最佳路徑分析功能來優化露天運輸線路的位置和布局，縮短礦巖運距，從而降低運輸成本。采用MAPGIS進行露天礦的設計和規劃，不僅可以交互式繪制各種所需圖件，而且可以建立圖形元素與其屬性數據的聯接，這是手工圖或CAD圖所沒有的功能。

2.4 MAPGIS在礦山管理中的應用

（1）生產計劃和調度。在制定礦山生產計劃和調度方案方面，可以利用MAPGIS技術建立塊狀礦床模型，通過計算機可視化顯示礦山的礦巖分布和當前開采狀態，建立開采優化模型確定哪些塊段在哪個計劃期開采，則得到一個優化的開采方案。目前，國內大部分礦山采用電鏟—卡車間斷工藝系統，采運成本占露天礦總成本的60%以上。因此，基于MAPGIS的礦山生產調度監控系統，實現對電鏟、卡車等設備的實時優化調度，使運輸系統高效運行，從而提高礦山的經濟效益。

（2）礦圖管理。二維礦圖管理是目前GIS技術非常成熟的應用，也是GIS技術比較基礎的應用。MAPGIS的最終輸出產品是電子礦圖，MAPGIS用于礦山的礦圖管理，其實質是建立空間數據庫，實現對礦圖及其元素屬性的存儲、編輯、查詢和輸出，為其他高層次的應用建立基礎。

（3）人力資源管理、安全管理與決策支持系統等。根據礦山的組織結構，建立基于MAPGIS的人力資源數據庫，與人員考勤系統連接，從而可視化的確定和顯示在什么時間、什么地點有哪些人在作業，為管理者提供實時的采場人員分布情況，為決策提供依據；利用MAPGIS對安全設施的布局進行合理科學的規劃，在滿足礦山安全生產的條件下盡量節約安全經費，降低生產成本，對于已經發生的事故和災害，進行基于MAPGIS的影響評價和分析事故原因，可預防同類事故的再次出現；建立基于MAPGIS的決策支持系統，就是在空間數據庫的基礎上，建立專家知識庫和專業模型，為礦山決策提供解決方案，并充分發揮GI的空間分析能力，以可視化的直觀的方式為決策提供依據。

2.5 MAPGIS在礦山環境保護與生態恢復中的應用

開發礦山礦產資源，通常對環境的破壞很大。人類賴以生存的自然環境，在某種意義上比礦產資源更重要。基于MAPGIS的地理信息系統可以很好地統籌解決環境問題。

（1）礦山環境影響評價。礦山資源開發過程中容易引起一系列環境問題，一般可以分為四類：土地破壞、水體污染、大氣污染和噪聲污染等。MAPGIS技術在環境影響評價中的應用已比較成熟，有助于解決露天礦環境問題。例如通過建立EGIS（專家地理信息系統）可以準確的評價露天礦生產活動對周圍環境的影響；通過建立MAPGIS的緩沖區分析可以評價爆破產生的環境污染（飛出的巖石、噪音和煙塵）范圍。

（2）環境規劃和土地復墾規劃。在礦山環境影響評價的基礎上，MAPGIS可以用于制定科學的環境規劃，確定環境治理措施的合理布局。礦山對到達邊界的排土場或廢棄的采場進行土地復墾，建立基于MAPGIS的土地復墾信息系統，在計算機屏幕上動態顯示現在與未來礦區土地覆蓋變化，對未來土地復墾后的景觀進行預測模擬，從而有效的指導和評價土地復墾作業。

3 結論

MAPGIS在礦山中的應用，主要包括資源管理、輔助勘探、工程地質、礦山規劃設計、實時開采模擬、作業安排與監測、地質統計、環境保護和生態修復等。其中，建立基于MAPGIS的礦產資源數據庫是實現MAPGIS在露天礦應用的基礎。MAPGIS在礦山成功應用的標志，是實現基于MAPGIS的交互式三維可視化礦山開采設計。實現礦山企業的集約型發展，需要充分利用空間信息資源，在MAPGIS技術支持下的數字礦山建設，是礦山企業走向可持續發展的必經之路。

參考文獻

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