GIS系統下煤礦區水文地質勘察技術研究

吳志新

（大慶油田水務工程技術有限公司，黑龍江大慶163454）

新時期我國各項科學技術都得到了很大的提升，計算機信息技術也在不斷的發展并且在各個行業中得到了越來越廣泛的應用，現如今信息化建設已然成為未來技術發展的一個必然趨勢，憑借其信息采集更為準確、效率高并且過程簡單等優勢必然會給企業帶來更好的經濟效益。CIS具體指的是借助信息化技術成功地開發出的一個地理信息系統，將GIS系統應用到環境勘探以及監測中可以起到非常良好的效果，現如今CIS已經被非常廣泛地應用到勘探技術中，并且在煤礦區水文地質勘察方面起到了非常良好的作用。

1 水文地質的信息特點分析及水文地質勘察目的

1.1 水文地質信息特點

水文地質信息具體指的是對地下水及地下水周圍環境固有的規律、聯系、分布特征、質量、水量進行反映的信息，水文地質研究的一項基礎性工作就是對信息展開獲取、存儲以及分析，水文地質信息同時具備有以下非常明顯的特點，其一，具備有空間特征。地下水以及對地下水產生影響的眾多因素具備有空間分布這一特點，這樣就決定了對地下水運移以及賦存進行描述的數據都和地理坐標有著比較緊密的聯系，這些數據也可以被稱作空間型數據。其二，具備有動態特征。拿地下水和一般的礦產資源進行比較，可以非常直接地看出，地下水具備有動態性、可恢復性以及流動性等特點，借助排泄、徑流、補給等運動方式實現循環交替，其動態特征具備有一定的規律性。對地下水狀態進行反映的信息需要將地下水的變化特點作為依據，及時對信息展開補充以及更新。其三，具備有多源信息特征。地下水的運移以及賦存或受到多方面因素帶來的影響，將所有影響因素總結起來可以分為5大類，即地質生態環境、水文地質、基礎地質、社會經濟、自然地理。信息有多種不同的表現形式，例如DEM、報表、文字、圖像、圖形等，同時數據能夠來源于不同的尺度，不同的載體。

1.2 水文地質勘察目的

水文地質勘察工作具備有非常清晰的目標性，該項工作的目的就是將區域水文地質的所有條件全部查明，充分了解該地區的地下水排泄、徑流、補給條件、分布狀況以及埋藏狀況，從而實現對該地區地下水資源質量以及數量的概略估算，為地質資源的利用以及開發提供真實的并且準確的指導依據。

2 地理信息系統的概念

GIS系統是一個特定的空間信息系統（如圖1所示），是在計算機軟件以及硬件系統的支持下，對部分地區表層或者是整個地球表層中的相關地理數據信息展開采集、管理、計算、存儲、顯示、描述以及分析的技術系統。GIS系統和其他自動成圖系統、管理信息系統、事務處理系統有一個非常明顯的區別是GIS系統是對空間分布數據進行處理，不僅僅需要對空間實體的具體屬性數據進行管理，同時還需要對反映空間實體的位置以及拓撲關系的空間位置等數據進行管理。GIS系統將這2種數據有機的結合起來對它們展開協調分析以及管理，這樣便可以讓用戶既能夠清楚地看到空間對象的實際位置分布，同時還可以看到它們各自之間具備有什么信息，不但可以將屬性信息作為依據對空間位置進行查詢，同時可以將空間位置作為依據進行相關屬性信息的查詢。GIS系統通常具備有非常強大的分析模型來負責空間分析，例如，網絡分析模型、緩沖區分析模型、疊加分析模型等。GIS系統的核心內容在于空間分析以及空間查詢，空間分析及查詢是以空間信息作為基礎來進行決策以及評價的一個非常重要的技術手段。在煤礦區水文地質勘察中可以非常明顯的發現，很多的數據都是和空間的位置分布有著非常緊密聯系的，如井下涌水點、觀測孔、地表水體、隔水層分布、含水層分布、地質界線、地質構造等，這使得GIS系統可以在煤礦區水文地質勘察中得到非常廣闊并且深入的應用。例如，可以在GIS系統的支持下對煤礦水害進行預測，從而有效避免煤礦水害給人們帶來的巨大損失。

3 GIS技術應用于煤礦區水文地質勘察的特點

3.1 高效性

在煤礦區施工過程中，大部分施工環境的地勢都非常復雜，對斷層結構以及地下巖相測量時僅僅依靠簡單地質勘探是遠遠不夠的，針對那些更為險要的地勢環境，煤礦施工人員更加不可以深入到現場對其展開勘察施工，借助GIS系統的應用，可以借助遠程遙控實現對地勢環境數據信息的收集，并且對這些數據信息展開自動化處理，有效地改善了繁瑣的工作形式，使煤礦區水文地質勘察工作效率得到大幅度提升[1]。

3.2 轉化性和遠程控制性

在煤礦區水文地質勘探工作中，因為工作環境非常復雜，因此需要對環境中的很多細節都展開精準的勘探，而水文環境以及地勢環境又會發生改變，這樣就導致煤礦工程在實際操作中又會需要隨時對勘察數據進行改變，從而確定出今后最為科學的煤礦開采施工方案，而在對數據進行切換采集過程中，需要對遠程展開系統控制，GIS系統信息化技術的應用有效地解決了這一問題，使遠程操作和轉化操作實現了同步進行，有效保證煤礦開采的安全高效進行[2]。

3.3 應用具備有廣泛性

GIS系統對傳統勘察技術展開革新，構建了一種更加快速并且精準的控制操作模式，該模式可以適用煤礦開采的各項勘察實施，相關專業人員借助對GIS技術展開應用實現了對多個煤礦開采項目的勘探，GIS系統具備有非常廣泛的應用性。

3.4 實用性

GIS系統在不斷發展，研究人員正在不斷地研發具備有更強專業性的一種控制技術，GIS技術已然成為煤礦業控制模式的一個新的成果，在煤礦區水文地質勘察中，可以借助具備有更高精準性的調控模式來輔助運行，對煤礦區相關生產數據展開自動化調度，使各項作業信號操作模式加快，具備有非常高的實用性[3]。

4 GIS系統下煤礦區水文地質勘察技術相關分析

在不久的將來，水文地質勘察將會融合FCS、DCS、CIS這三者的科技要點，建立一個更加完善并且有效的水文勘察調控中心，有效地將易出故障、人工操作相對比較困難等問題解決，其中最為基礎的一項工作就是轉變系統的信息形態，主要對控制、音頻、視頻等展開更進一步的改善。

4.1 數字技術

GIS系統的數字技術具體是指將采集到的各種視頻、圖像以及數據信息借助計算機的數字處理來實現對信息的還原，該技術具備有準確性高并且效率高的特點。在煤礦區水文地質勘察過程中，因為需要勘測的信息具備有復雜性，所以要對遠程操控和計算機展開協調，計算機數字化技術則可以借助網絡對其展開精準的調控，從而完成對水文地質的多層次以及多樣性的信息采集。

4.2 存儲技術

存儲技術具體指的借助對數字化技術展開應用，對采集到的各類信息展開數字轉化，然后存儲在光盤或者是計算機的硬盤中，和之前使用的存儲方式相比，可以發現GIS存儲技術具備有實時性，借助對現場勘測情況的記錄以及存儲，同時對動態信號展開接收，最終保證存儲數據的客觀性以及真實性。例如，將微型計算機應用到分層控制作用中，對現場執行情況展開實時觀測，可以及時并且快速地掌握和現場相同的動態信號[4]。

4.3 空間技術

GIS系統不僅僅可以對二維空間內的信息進行采集，同時也可以在三維空間得到深入并且廣泛的應用，即對水文地質環境中水域多邊形的體積、面積、寬度、長度的精準測量，通過對時間性以及水流速的信息記錄和比較，還可以對更多維度展開數據計算，將計算機數字顯示以及自然信息顯示的多元化特征表現出來，更加方便人們對水文信息路徑以及空中位置的測量，實現了對原始信號具備的結構形式的進一步優化，促進煤礦勘探工作的順利進行[5]。

4.4 模擬技術

GIS級數不僅僅可以對煤礦區水文地質環境展開勘察，同時還可以借助已經采集到的多種數據信息對其展開模擬技術的使用，借助數據提示、影像、圖片的方式對復雜地勢展開模擬，還原原本環境的詳細情況，在工作人員面前呈現出更為直觀的一種勘察結果，同時也方便了煤礦工程方案的進一步設計[6]。

4.5 可視化技術

GIS技術借助顯示儀器、計算機、遠程監控儀器這三者的連接，可以形成具備實時觀測功能的可視化技術，該技術用表格、圖像、數字等形式顯示，可以準確地將煤礦區水文地質情況表達出來，將數字技術應用到水文勘察的操作平臺，這樣可以有效地避免單一監控方式存在的功能缺失，幫助工程人員更好地展開下一步實施方案的執行。

5 結語

綜上所述，將GIS系統應用到煤礦區水文地質勘察中可以促進人工智能數字一體化操作的實現，能夠很大程度上提高煤礦區水文地質勘察的準確性以及效率性，因此需要人們給予GIS系統下煤礦區水文地質勘察技術一定的重視，進一步完善GIS系統，提升GIS系統的信息化水平，促進煤礦開采的順利高效進行。