基于“一張圖”工程建設理論的礦山綜合圖紙管理系統的研究

【摘 要】本研究結合國土資源“一張圖”工程建設理論，采用數據庫技術、CAD繪圖技術、圖紙版本管理技術，研究開發一套礦山綜合圖紙管理系統，幫助礦山企業解決統一制圖標準，解決圖紙管理、共享、利用過程中存在的利用率低，數據的共享率低、更新速度慢，缺乏時效性等問題，制作一張綜合反映地質測量、一通三防、機電設備布置、采掘設計、應急物資部署等具有統一的制圖規范和標準的總圖，用戶基于該“一張圖”可定制圖紙顯示的內容，并始終保持最新狀態。

【關鍵詞】礦山“一張圖”；圖紙管理；圖元化管理及儲存

煤礦開采經歷地質勘查、設計、建設、生產幾個階段，每一個階段都離不開圖紙以及圖紙背后海量的生產技術數據，包括：采掘工程平面圖、儲量計算圖、煤巖層對比圖、鉆孔柱狀圖、以及礦井通風、運輸、排水、供電等系統設計圖紙。它們被用來反映礦區地面概況、煤層賦存情況及產狀、地質條件、井下采掘工程與地表建筑、地形地物的關系、安全生產情況，并直接用于指揮生產實踐和編制設計規劃，因此，這些重要的圖紙資料能否能夠綜合高效利用，功能集中體現出一個煤礦的綜合信息化水平，建立一套基于“一張圖”工程的建設理論，既能涵蓋礦井所有圖紙，又能定制圖紙顯示內容，同時能夠實現實時更新的圖紙管理系統具有十分重要的意義。

礦山綜合圖紙管理系統是集地測、生產、通風、管網、工作面、運輸、機電等生產子系統圖紙信息為一體，由多源異構的圖元數據庫和上層應用集所組成的，能夠高效快捷地調度和使用全礦生產相關圖紙中各類要素的管理系統，可以實現在一張圖上量身定制用戶想要看到的最新圖紙，做到生產狀況“一覽無余”。

礦山綜合圖紙管理系統并不是簡單的圖層疊加（管理），也不是多張圖紙簡單的Web管理，而是將圖層中的要素拆分、提取、分類保存到圖元數據庫中，建立全礦圖元數據中心，統一管理圖層要素，再通過繪圖工具實現圖元快速瀏覽、數據查詢瀏覽與展示、圖紙定制服務等；簡單的說，礦山綜合圖紙管理系統是一套基于AutoCAD二次開發的系統軟件，打開一張空白CAD圖紙，用戶能夠以業務科室為單位定制圖紙上顯示的內容。

1.主流礦山圖紙管理現狀

在礦井規模不斷擴大和自動化程度迅速提高的情況下，目前的生產技術資料管理模式已經對擴大生產出現了各種阻礙：

（1）各個業務科室的圖紙沒有全礦統一的制圖規范和標準，例如：統一的符號庫、統一的線型規范等。

（2）各業務科室日常制圖和設計缺乏規范的工作流，科室之間缺乏默契的協同工作機制，造成各業務科室間圖紙資料無法及時傳遞和共享。

（3）圖紙版本管理混亂。

（4）缺乏一張可以綜合反映地質測量、一通三防、機電設備布置、采掘設計、應急物資部署等的總圖，嚴重制約決策者及時全面地掌握當前生產情況、調整生產計劃。

綜上所述，為了順應現代化礦井建設的需要，提出構建“礦山綜合圖紙管理系統”，該系統是一個龐大的圖紙管理信息系統，包括：生產、地測、通風、機電、運輸等各生產子系統的圖紙及數據資料的共享與發布。對于礦井提升圖紙數字化管理、共享、增值利用具有直接促進意義。

2.礦山圖紙分類

系統將數據源圖紙資料分為三大類：

第一類：數據庫類的圖紙（如地測軟件產生的圖件，其將圖形及繪圖參數存儲于數據庫），該類圖紙的圖元存儲于數據庫中，系統需要獲取并按照規則解讀圖元描述信息進行圖形重構。

第二類：基于采掘工程平面圖的圖紙資料，該類圖紙是在采掘工程平面圖基礎上修改而來。

第三類：示意圖圖紙（脫離于地測坐標系的圖紙，如：通風立體圖、配電室供電系統圖等）。

3.系統架構

礦山綜合圖紙管理系統的系統架構由下至上分為5層：

第一層，數據源層，主要包括：地質科地測數據、信息中心、生產科、通風工區、運輸工區、采煤工區、開掘工區、機電科、運維工區等日常工作所產生的圖紙資料。

第二層，圖元提取工具層，提供針對各個業務部門的數據采集及圖元提取功能，將地測數據庫和各類圖紙中圖形元素進行拆分，歸類，保存入圖元核心數據庫。

第三層，網絡層，負責數據的有效快速的共享和流通。

第四層，圖元核心數據庫，存儲圖元的媒介，同時也是管理圖元的工具，將不同科室不同類別的圖元分類儲存在數據庫中。

第五層，為上層應用服務集合，系統提供圖元快速瀏覽、數據查詢瀏覽與展示、圖紙定制等。

4.技術路線

4.1建立標準的業務系統制圖規范

依據礦山企業正在使用的地質地測圖件制圖規范，定制開發其它業務科室的制圖標準，統一符號庫、圖例庫，形成全礦統一的制圖規范和標準。

4.2建立圖元核心數據庫

圖元核心數據庫是從各類專業科室圖紙中經過抽取、轉換和加載過程形成的存儲圖形元素的綜合數據庫，及其利用數據調用接口方式提供的數據服務[1]。為此，需要開展數據資源規劃和整合，理清形成核心數據庫所需要的各類圖紙，按照統一的標準規范進行數據加工、整理、入庫，在此基礎上設計并開發核心數據庫管理模塊，對數據進行高效管理。

4.3建立上層應用服務集

有了圖元數據，而不用，或不知道如何去用，那等于沒有，因此，需要建立起一套符合礦井實際使用的應用服務集，主要包括：圖元快速瀏覽、數據查詢瀏覽與展示、圖紙定制服務。

圖元快速瀏覽主要是針對不同類型大量的線型、圖例等進行預加工的一種數據組織、存儲、管理和服務方式，實現快速瀏覽和應用服務。

數據查詢瀏覽與展示服務是以核心數據庫及其管理系統為基礎，實現數據查詢瀏覽與展示等功能。

圖紙定制服務，主要是專題圖制作服務。

4.4不同類型圖紙資料的綜合集成或關聯

針對第一類圖紙資料，礦山綜合圖紙管理系統開發二維成圖級（一期建設開發三維成圖級）功能，可實現從數據庫中提取圖形描述信息進行二維圖的繪制。

針對第二類圖紙資料，礦山綜合圖紙管理系統開發圖元提取和繪制工具模塊，實現圖元的提取、繪制和保存（圖元核心數據庫）功能。

針對第三類圖紙資料，礦山綜合圖紙管理系統開發圖元或圖件的關聯模塊，將脫離于地測坐標系的示意圖與具有地測坐標的采掘工程平面圖進行關聯，例如：通風系統圖與通風立體圖的關聯、采掘工程平面圖與獨立的鉆孔柱狀圖關聯等。

5.結束語

礦山綜合圖紙管理系統真正發揮煤礦海量空間地理數據的效用，優化生產數據利用率，其標準化的設計和制圖，提升生產、地測、通風等業務設計水平，加強業務部門間協同合作程度，提高設計效率和數據共享率，可以幫助礦山企業解決各業務科室系統圖紙設計不規范、標準不統一的問題，實現礦井各業務子系統基礎圖件的集中繪制與管理，最終完成地測、通風、機電、生產技術、調度等部門的圖形一體化，達到基于“一張圖”的綜合協調管理；解決礦井設計類基礎數據管理混亂的問題；解決各業務科室間數據存儲與共享的問題，提供基礎的空間數據支持與地理信息圖件。

【參考文獻】

[1]張愛明.國土資源“一張圖”數據管理及服務平臺的設計與研究[J].現代測繪，2010（7）：41-42.

[2]閆雪松，孫成林.第二次全國土地調查成果在“一張圖”工程應用上應注意的問題 [J].國土資源，2009，（9）.

[3]黃興.國土一張圖架構體系與關鍵技術研究[J].地理空間信息，2014，（04）.

[4]孫在宏，吳長彬.基于“一張圖”的土地動態監測系統研究[J].測繪通報.2012（06）.