淺談LongRuan GIS3.2在屯蘭煤礦地測繪圖中的應用

蔡素玲

（西山煤電屯蘭礦，山西 太原 030206）

地圖是記錄地理信息的一種圖形語言形式，礦圖是反映地面及井下相對位置及關系的圖紙，它能夠反映煤層的產狀、地質的構造以及各種巷道之間、采區之間和現采區同采空區之間的相互關系。普通的管理信息系統，主要功能是查詢檢索和統計分析，其結果也是制成規定格式的特定表格，這就需要專門的地理信息系統[1]。地理信息系統除了能夠基本檢索和統計分析外，還能研究分析開發資源的合理利用，制定發展規劃以及銜接，所以地理信息系統對于煤礦的生產尤為重要[2]。屯蘭煤礦現使用LongRuan GIS3.2 系統，是在原LongRuan GIS3.0 系統的基礎上進行升級、改進的一項專門針對煤礦繪圖服務的系統。它是為煤礦礦山地測工作量身制作的一套地理信息系統軟件，其開放的數據格式，能夠完美地將CAD 與GIS 軟件數據轉換，具有強大的數據空間分析及編輯功能，非常適合煤礦使用[3]。

1 LongRuan GIS3.2 數據庫

LongRuan GIS3.2 系統數據庫非常強大，數據庫中有兩個針對煤礦所使用的數據庫，分別是測量數據庫和地質數據庫。基礎數據與數據庫的結合實現了從原始的基礎數據（如鉆孔數據、導線點數據等）自動生成并能夠動態修改礦山地測工作的各類圖件，如采掘工程平面圖、地質勘探線剖面圖、底板等高線及儲量計算圖、工作面地質說明書、任意剖面的切割等。

1.1 地質數據庫

地質數據庫中包括系統文件、數據管理、數據查詢、工具、數據提取及數據初始化六大部分。地質勘探線數據、鉆孔資料數據、鉆探資料數據、綜合資料數據、測井資料數據、測斜資料數據、鉆孔水位資料、鉆孔消耗量資料、鉆孔封孔資料、鉆孔完井結構資料、鉆孔井溫資料及鉆孔煤樣分析資料數據的導入主要包含地質勘探線數據、鉆孔資料數據、鉆探資料數據、綜合資料數據、測井資料數據、測斜資料數據、鉆孔水位資料、鉆孔消耗量資料、鉆孔封孔資料、鉆孔完井結構資料、鉆孔井溫資料和鉆孔煤樣分析資料數據的導出備份。如繪制地質勘探線剖面圖，在地質庫中提取鉆孔數據，勘探線數據就能自動生成地質勘探線剖面圖，所生成的剖面圖再根據需要進行修改、切割等。

1.2 測量數據庫

測量數據庫中包括系統文件、基礎數據管理、碎部數據管理、輔助計算、信息檢索、貫通管理及初始化七大部分。如繪制底板等高線及儲量計算圖，需在地質數據庫提取鉆孔數據繪制鉆孔，生成小柱狀，根據鉆孔高程數據自動生成等高線，根據繪圖比例尺選擇合適的等高距，從高到低或從低到高進行注記，在儲量圖例中輸入塊段名稱、級別、煤層傾角、角度、煤厚即可完成儲量圖例的繪制，還能根據所選塊段邊界自動計算塊段面積以及儲量；繪制八大礦圖中采掘工程平面圖則需要從測量數據庫導線點的數據資料自動生成巷道，根據高程的不同空間上可以選擇相互、相交、平行方式來生成巷道，這些功能大大地提高了繪圖的效率及精度。

2 LongRuan GIS3.2 符號庫

LongRuan GIS3.2 系統為了滿足煤礦日常繪圖需要，依據《煤礦地質測量圖例》制作了標準的符號庫，符號庫分別由點符號、線型符號和填充符號三種構成。如在1:5000 礦圖上煤田邊界線寬度是1.2 mm，那么在這張礦圖上所有屬性為煤田邊界的線型就都是1.2 mm 的井田邊界符號。有了標準的符號庫，繪制圖形就能更加高效、標準以及美觀[4]。在圖上繪制其他線型方法也是一樣直接使用符號庫中的標準符號，如果符號庫中的符號不能滿足繪圖者需要，還可以自己在符號庫中創建一些特殊的圖例符號。

圖1 符號庫

2.1 點符號的創建

首先設置1:1 的比例尺，然后按照實際打印尺寸繪制，在符號庫執行新創建符號命令，鼠標左鍵選擇對象，右擊確定，選擇中心點，根據命令行提示指定符號外包矩形的左上角及右下角的位置，根據需要選擇符號庫、符號類型、分組并且輸入符號名稱即可。

2.2 線型符號的創建

線型符號創建與點符號創建步驟相同，但是在制作每一種線型時要找到最小的重復單元，把最小重復單元放入矩形框中，原點指定該圖例的中心位置即可創建線型符號。

2.3 填充符號創建

填充符號創建同點符號、線型符號步驟相同。制作填充符號時需要注意的是找到圖例最小重復單元放入矩形框中，如細砂巖制作時只需要放入矩形框中兩個符號即可[5]。

3 圖形的繪制

LongRuan GIS3.2 系統能夠利用標準圖例地形符號來表示各種空間對象圖形，系統利用中點標記，使用該標準符號即可對跨地區的圖形繪制，可讀性提高，大大提升礦井作圖的效率。煤礦的生產以及發展離不開測量圖的繪制，井上下采掘關系、井下采煤進尺、銜接規劃等都需要繪制測量圖和儲量圖。

3.1 測量圖的繪制

LongRuan GIS3.2 系統繪制測量圖，系統能夠根據測點數據自動生成巷道，繪制停采線、斷層、陷落柱構造、碎部巷道、采空區、小柱狀等。利用該系統繪制測量圖簡單、快捷，效率高且準確率高。該系統直接使用已錄入的導線點數據生成巷道，其繪制方式分別是交互式和全自動。交互式繪制巷道，可以選擇新巷道，在沒有巷道的情況下，也可以選擇老巷道，是在現有巷道基礎上繪制新開拓的巷道，然后根據實際情況選擇左幫還是右幫，再選擇導線點，就可生成圖形中的巷道。選擇測量圖形中斷層，讀取斷層數據，斷層列表顯示所選位置在數據庫中所有斷層，根據自己需要提取所需斷層，即可完成斷層提取工作。在繪制單線斷層后，若需要將斷層以雙線斷煤交線可以使用斷層線轉換功能。其提取數據功能簡單快捷，提高繪圖者的效率。巷道生成并且提取數據以后，就需要繪制硐室了，首先設置硐室圖層名稱、參考點距離、與巷道夾角、硐室寬度、深度以及類型，再用鼠標給出硐室相對巷道線的方位，即可繪制完成硐室。利用月進尺功能，鼠標左鍵指定需要繪制月進度的左右幫，指定上月末參考導線點及本月的最末參考導線點，同樣方法也可用色帶模式繪制月進尺。測量圖形繪制停采線命令，選擇繪制停采線的回風巷和運輸巷道線的內側線，指定參考導線點，指定大致方向，箭頭繪制是停采線的方位，鼠標左鍵是回風巷和運輸巷的前進方向。采空區邊界顏色的繪制跟以前 LongRuan GIS3.0 系統功能一樣需要手動繪制，首先設置所繪采空區色帶所在圖層、年度尾數、月份、色帶寬度，選擇邊界，選擇巷道內側巷道線確認即可繪制完成。也可以根據各礦需要將已有的采空區顏色延伸至新的停采線位置。在自動生成巷道的時候會有一些巷道空間關系沒有進行處理，這就需要繪圖工作者使用自動處理功能了，可以使用自動處理空間關系命令，根據巷道已有的高程自動斷開處理。未相交巷道可以使用命令欄的倒角功能處理，巷道提取時若提取多個巷道，那么就會有重復的導線點、高程等，這時就需要手動來刪除。在巷道圖生成以后，還需要填寫多個內容，來完善繪圖，如：月末工作線、小斷層、煤層柱狀等。在巷道設置功能內依次設置導線點名稱、導線點高程注記及導線點煤層結構標記等便能夠完成。保護范圍可以以現有邊界和輸入邊界兩種方式來獲取，選擇保護范圍以后，選擇利用垂線法或者垂面法來計算保護煤柱角點坐標。已有邊界垂線法計算選擇已有邊界范圍，選擇垂線法繪制保安煤柱線，根據該礦實際情況輸入煤層基本參數，來計算結果并完成圖形的繪制；已有邊界的垂面法計算則是選擇垂面法繪制保安煤柱線，根據命令提示設置基本參數即可完成，此項功能對于該礦繪制保安煤柱功能強大，省去了許多繁雜的人為計算功能，使得保安煤柱圖能夠快速成圖，大大地縮減了時間、成本，并且做到精細化、準確率高。利用繪制地籍界線功能，在命令行輸入各點坐標，系統自動繪制并閉合，命令行中會顯示地籍界線區域的實際面積。

3.2 儲量圖的繪制

在矢量圖形里，將塊段名稱、級別煤層傾角、煤層面積、塊段儲量錄入，LongRuan GIS3.2 系統能自動繪制標準的儲量塊段，也可根據自己需要進行修改參數。要進行儲量計算，需要在底板等高線圖上對資源儲量進行計算，在圖上選擇需要進行估算的區域，依次填寫儲量基本參數信息，設置儲量塊段名稱和儲量級別，選擇需要放置儲量圖例的位置，系統自動生成儲量圖例并對區域面積進行計算。在實際繪圖工作中，也需要對已計算的塊段進行分割計算，使用儲量塊段分割命令，選擇儲量分割線，此時原有儲量區域被分割成兩部分，新的儲量塊段圖例就可生成，選擇放置區域即可完成繪制。繪圖完成后也可對儲量邊界進行修改，選擇要修改邊界塊段的儲量邊界線，使該塊段邊界處于修改編輯狀態，自行添加或者刪除邊界上的點來完成。并且儲量圖例中的塊段面積和儲量會自動修改完成。在儲量圖中，儲量塊段較多時，可以輸入塊段號進行快速查詢定位，儲量信息可進行編輯和修改，操作非常的靈活和實用。在LongRuan GIS3.2 系統中添加了統改命令，在進行矢量化的儲量圖例或者計算儲量圖例時，要對儲量圖例的外觀或者各項參數變化進行修改，可以統改一次性完成所有圖例參數的修改，繪制效率有很大的提高。儲量計算圖中的儲量塊段圖例的外觀、各項參數及儲量級別顏色、寬度都能夠根據繪圖的需要進行設置，對于矢量圖形和自動計算儲量塊段都很方便。LongRuan GIS3.2 系統數據處理能力強大，用來繪制各類礦圖得心應手，并且支持繪制多種類型的圖表，包括常見的柱狀圖、折線圖、餅圖等，還支持3D 圖表、雷達圖等，還可根據需要進行數據匯總、篩選、排序等。

4 LongRuan GIS3.2 與CAD 及GIS 軟件轉換

LongRuan GIS3.2 軟件能夠完美地與傳統的CAD、GIS 軟件做到數據相互轉換，且對應符號、不丟數據，能夠滿足煤礦日常所有圖件的需求，操作簡單快捷，只需導入導出即可完成操作。CAD 軟件不能很好地處理屬性信息和圖形間的拓撲關系，這就為礦山日常信息的查詢和處理帶了很大困難，而GIS 軟件雖然采用了地理信息系統，但它不是根據煤礦特點量身設計的，LongRuan GIS 系統是專門根據煤礦特點量身定制的[6]。LongRuan GIS3.2軟件比起原LongRuan GIS3.0 系統轉換圖件容易丟失線型、不識別文字，還需要繪圖者手動修改，現LongRuan GIS3.2 軟件的轉換功能越發強大且操作簡單，處理數據功能強大，不容易丟失數據，后期無需手動修改，對日常的繪圖工作起到關鍵作用，滿足煤礦一切繪圖要求，提高了繪圖的準確率及繪圖效率[7]。

5 結語

LongRuan GIS3.2 軟件系統通過建立地質、測量數據庫，依據原始基礎鉆孔數據和導線點數據等，既考慮到了煤礦井上下空間對象的復雜性、空間變量的動態變化性，也考慮到了大量空間信息的灰色性和模糊性，具有特色的數據模型和數據結構與專業性強、操作簡單、實用方便的特點自動生成并能夠動態更新礦山地測各類圖件，從而實現“數字礦山”多專業的空間數據共享與交換，在煤礦數據庫管理、礦圖繪制等方面發揮著重要作用，對于該礦的發展起到舉足輕重的作用。LongRuan GIS3.2 系統能夠搭建數字化共享平臺，實現網絡遠程管理，結合礦井實測數據，建立高效的繪圖系統，被越來越多的煤礦所認可和應用。傳統的煤礦測繪技術已經不適應當今社會的發展，測繪技術也需要不斷的升級。技術人員更要加強理論學習，確保煤礦測繪的精確性，從而不斷提高煤礦工作的安全性與企業的經濟效益。此外LongRuan GIS3.2 繪圖還有一些不確定因素存在，如數據處理、空間分析研究和工程中的一些問題還需要進一步的研究和發現，以便能夠更好地為礦井服務。