基于大數(shù)據(jù)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

崔秀燕

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)大隊(duì)，山東 濰坊 261021）

與以往的礦山測(cè)繪系統(tǒng)相比，基于大數(shù)據(jù)的礦山測(cè)繪技術(shù)是通過信息的通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)等完成測(cè)繪工作，在測(cè)繪系統(tǒng)中增加多種新興的測(cè)繪設(shè)備，可以更加科學(xué)的完成對(duì)地理信息的評(píng)估，以此可以有效的提高礦山測(cè)繪的工作效率，并且測(cè)繪結(jié)果更加精確，同時(shí)也可以為礦山的開采提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1 基于大數(shù)據(jù)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行礦山測(cè)繪的過程中，利用礦山測(cè)繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)檢索功能可以為測(cè)繪提供更加全面且精確的數(shù)據(jù)信息，利用大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)三維空間構(gòu)建所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚蛊涓油晟疲M(jìn)而獲取到分辨率更高的衛(wèi)星圖像，讓礦山的測(cè)繪工作的效率以及質(zhì)量得到提高。

1.1 數(shù)據(jù)檢索設(shè)計(jì)

由于礦山測(cè)繪系統(tǒng)中含有大量的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并且其中還包括了大量的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的數(shù)據(jù)，依靠傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢索方法很難滿足測(cè)繪系統(tǒng)的工作效率和質(zhì)量，無法及時(shí)對(duì)采集的地理數(shù)據(jù)信息分析研判，對(duì)于礦山的測(cè)繪工作的順利進(jìn)行會(huì)造成嚴(yán)重的影響[1]。因此本文設(shè)計(jì)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)檢索環(huán)節(jié)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和建立，方便對(duì)后續(xù)的各類信息數(shù)據(jù)的快速查找和使用，提高礦山測(cè)繪系統(tǒng)的整體工作效率。

新的數(shù)據(jù)檢索環(huán)節(jié)要增大分類的密度，將地點(diǎn)和維度以及經(jīng)緯度信息進(jìn)行詳細(xì)的劃分，并將其作為檢索的條件，有利于后續(xù)數(shù)據(jù)處理時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的同一調(diào)配，達(dá)到提升礦山測(cè)繪系統(tǒng)更加方便和有效的目的。同時(shí)，數(shù)據(jù)檢索還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)方法的設(shè)置功能以及控制點(diǎn)的管理功能。能快速檢索出測(cè)量的碎步點(diǎn)數(shù)據(jù)并將其作為驗(yàn)收和存儲(chǔ)依據(jù)。做到及時(shí)更新礦山地理信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，確保測(cè)繪所需的地理信息數(shù)據(jù)的實(shí)用性，滿足后續(xù)礦山生產(chǎn)設(shè)計(jì)的需要。

1.2 數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)

在進(jìn)行對(duì)礦山地理信息測(cè)繪工作時(shí)，系統(tǒng)中大部分的數(shù)據(jù)資源是通過對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理獲取的。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理時(shí)，若不能保證系統(tǒng)的處理能力，則無法對(duì)礦山測(cè)繪系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析及處理進(jìn)行合理的安排和設(shè)計(jì)，最終的結(jié)果必將會(huì)影響到礦山測(cè)繪工作的質(zhì)量[2]。因此當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析和處理時(shí)，首先需要確定實(shí)體和空間上的處理方法，運(yùn)用邏輯操作的形式完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理，并在系統(tǒng)中加入自動(dòng)化的剔除功能，將原數(shù)據(jù)中不必要的多余信息進(jìn)行剔除，從而增強(qiáng)測(cè)繪系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)分析和處理的邏輯性和一致性，讓測(cè)繪系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)工作時(shí)提升整體的效率。

1.3 信息的輸出設(shè)計(jì)

在對(duì)礦山測(cè)繪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，可以選用打印文檔或繪制圖像的形式將設(shè)計(jì)輸出，或?qū)⑵渲谱鞒呻娮游募男问剑瑢?duì)電子文件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。在大數(shù)據(jù)背景下，利用3D打印技術(shù)，將其與礦山測(cè)繪系統(tǒng)進(jìn)行融合，使礦山測(cè)繪信息的整體情況得到全面立體的展現(xiàn)，提高礦山測(cè)繪數(shù)據(jù)的使用率，從而提高礦山測(cè)繪工作的時(shí)效性。并且，利用3D打印技術(shù)對(duì)立體圖形進(jìn)行打印，可以讓操作人員更加直觀的對(duì)礦山的實(shí)際情況進(jìn)行檢查，以此制定出更加科學(xué)的礦山開采方案，同時(shí)也為礦山的開采提供更加準(zhǔn)確、可靠的地理信息數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)管理設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)完成對(duì)礦山的測(cè)繪工作時(shí)，所利用的一切信息數(shù)據(jù)都是通過系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)獲取而來，在數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了眾多種類的數(shù)據(jù)信息，其中既有常規(guī)屬性的數(shù)據(jù)信息，又有位置屬性的數(shù)據(jù)信息[3]。因此在對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還要增加對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理功能。管理功能中管理方式的選擇要結(jié)合實(shí)際的數(shù)據(jù)信息種類進(jìn)行科學(xué)化的考慮。并且，為了讓數(shù)據(jù)庫(kù)中信息的使用率更高，應(yīng)在常規(guī)屬性與位置屬性之間建立一種內(nèi)在的聯(lián)系，為測(cè)繪系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理提供有力的數(shù)據(jù)支持。本文選用柵格結(jié)構(gòu)完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，這種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的容量增加，同時(shí)保證數(shù)據(jù)得準(zhǔn)確性，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，因此在數(shù)據(jù)庫(kù)的管理中具有較高的利用價(jià)值。

2 基于大數(shù)據(jù)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

礦山測(cè)繪系統(tǒng)中的主要硬件設(shè)備包括用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的Intergraph公司的MGE設(shè)備；用于數(shù)據(jù)分析和處理的數(shù)據(jù)提取設(shè)備、數(shù)據(jù)修復(fù)設(shè)備；以及在傳統(tǒng)礦山測(cè)繪工作中用到的水位計(jì)、電力監(jiān)控傳感設(shè)備、遠(yuǎn)程產(chǎn)量監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控分站等。同時(shí)該系統(tǒng)要建立在以三維CAD軟件為基本的應(yīng)用環(huán)境平臺(tái)之上，利用全新的ObjectARX2000設(shè)備作為開發(fā)工具，利用Microsoft Visal C++5.0為基礎(chǔ)的面向系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境及應(yīng)用程序接口，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)在建立在分布式客戶機(jī)以及服務(wù)器計(jì)算的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理設(shè)備中。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

為了驗(yàn)證本文提出的基于大數(shù)據(jù)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行，將其與傳統(tǒng)的礦山測(cè)繪方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)：分別使用兩種方法對(duì)同一礦山進(jìn)行測(cè)繪工作，將使用礦山測(cè)繪系統(tǒng)的測(cè)繪結(jié)果設(shè)備實(shí)驗(yàn)組；傳統(tǒng)方法完成的測(cè)繪結(jié)果作為對(duì)照組。比較兩組的完成情況和數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)情況，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，表1為兩種方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表1 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組測(cè)繪結(jié)果對(duì)比

從表1中可以看出，無論是礦山區(qū)、測(cè)繪點(diǎn)以及標(biāo)記常數(shù)中，實(shí)驗(yàn)組的測(cè)繪結(jié)果的完成情況以及數(shù)據(jù)呈現(xiàn)情況都明顯好于對(duì)照組。因此可以說明本文設(shè)計(jì)的測(cè)繪系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高，更適用于對(duì)礦山的測(cè)繪工作。

4 系統(tǒng)應(yīng)用研究

由于礦山的測(cè)繪工作時(shí)礦山開采中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵工作，在應(yīng)用基于大數(shù)據(jù)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)，可以有效提高測(cè)繪技術(shù)的綜合性，在工作中可以實(shí)現(xiàn)高度的支持和配合。同時(shí)在實(shí)際操作的過程中，測(cè)繪系統(tǒng)會(huì)對(duì)礦山中各個(gè)類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析和處理。

操作人員將測(cè)繪設(shè)備放置在礦山的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，通過對(duì)垂直距離以及水平距離的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得到最終準(zhǔn)確的測(cè)繪信息。但測(cè)繪系統(tǒng)對(duì)于礦山及周圍的環(huán)境有著更高的要求，在較為偏遠(yuǎn)的山區(qū)進(jìn)行操作時(shí)，可能會(huì)使測(cè)繪結(jié)果一定的誤差，因此在偏遠(yuǎn)山區(qū)使用礦山測(cè)繪系統(tǒng)時(shí)要結(jié)合先進(jìn)的GIS地理信息技術(shù)，將其與礦山測(cè)繪系統(tǒng)結(jié)合，可以有效解決礦山周圍環(huán)境對(duì)測(cè)繪產(chǎn)生影響的問題，使測(cè)繪結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。

5 結(jié)束語

通過本文對(duì)礦山測(cè)繪系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，不僅大幅度的降低了操作人員的工作量，同時(shí)還可以促進(jìn)礦山測(cè)繪工作整體的效率和質(zhì)量提高。礦山測(cè)繪系統(tǒng)的建立也逐漸將傳統(tǒng)的單純提供地理信息逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱讼虿僮魅藛T提供更加全面且科學(xué)化的建議。

此外隨著礦山測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，建立有效性更強(qiáng)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)，也成為了提高礦產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。在日后的研究中還將對(duì)礦山測(cè)繪技術(shù)與GIS地理信息系統(tǒng)的融合進(jìn)行更加深入的研究，以此提高礦山測(cè)繪系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)行。