空間信息系統在地質測量的關鍵技術研究

戴瀟磊 章強

（江西省地質礦產勘查開發局物化探大隊 江西南昌 330000）

進入21世紀后，信息技術在地質工作中的應用越來越廣泛，地質測量工作的數字化程度越來越高。但是，隨著普查找礦、工程地質、水文及地表地質等領域對地質測量需求的日益加大，對地質測量的技術、方法提出了更高，要求空間信息更精確、更完整、更全面。為滿足這樣的需求，空間信息系統被廣泛應用于地質測量工作中，不僅適應了各方需要，也極大提高了地質測量工作質量和效率，進一步推動了地質測量工作現代化發展。

1 空間信息系統的基本結構和功能

1.1 基本結構

空間信息系統，是解決與地球空間信息有關的數據獲取、存儲、傳輸、管理、分析與應用等問題的信息系統。這一系統在計算機軟硬件系統的支持下，基于地質學、地圖學等理論，利用遙感技術等先進技術，對整個或部分地球表層空間中的有關地理空間信息進行獲取、存儲、傳輸、管理、分析與應用，為地質測量提供基本的數據支持。

空間信息系統作為一種技術系統，其在地質測量應用中應當包括地球空間數據獲取、地形仿真和虛擬現實、多媒體地球空間數據庫、支撐工具、空間數據查詢與分析、決策支持及制圖、顯示與輸出等子系統。具體分為三個層次，分別是信息處理層、信息應用層和輔助支持層。此外，系統中所有信息都采用統一標準，進行統一管理，操作命令要專業化，防止系統運行失誤，高效、有序的運行（見圖1）。

1.2 主要功能

從圖1可以看出空間信息系統有著很多的子系統，各子系統有明確的工作分工，各有各個功能，這些子系統的功能匯聚起來賦予了空間信息系統強大的功能體系，使之很好為地質測量提供服務。

總的來看，空間信息系統主要功能有：地球空間數據獲取、融合和集成，自動制圖、顯示與輸出，空間數據查詢與分析，地形仿真與虛擬現實，智能輔助支持地質測量工作等。

圖1 空間信息系統基本結構示意圖

2 空間信息系統在地質測量運用中的關鍵技術分析

2.1 空間信息數據的采集的技術

在地質測量中運用空間信息系統，前提工作是高效、精準、及時的獲得有關地理空間信息的數據。為完成這一工作任務，在空間信息獲取中可以采用遙感技術、數字攝影技術、GPS技術等，這些關鍵技術的應用實現了全天候、無障礙的實時獲取空間信息，且提高了空間信息數據的精確性和完整性，擴大了觀測范圍，很好的服務于地質測量工作。

空間信息數據采集中的關鍵技術：①遙感技術。利用專業遙感儀對對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息進行收集、處理后，然后成像，對地表空間上各種景物進行探測和識別，并瞬間成像，從而獲得相關的空間信息數據；②數字攝影技術。這一種技術在地質測量中有著較好的精度均勻性，能很據所測數據自動成像，操作便捷、節省工作力，且天氣、氣候等因素對其干擾小，滿足地質測量工作需要；③GPS技術。GPS作為定位系統，在地質測量中運用后能全天候的實時獲取測量信息，并且能現場檢測測量結果，有效保證了測量信息精確、完整。在具體實踐中，根據多基站網絡RTK技術建立相應的衛星定位服務系統，然后在地面布置控制點、安裝接收機，利用接收機實時接收衛星傳輸回來的測量信息。

2.2 空間數據庫的建立技術

在地質測量中會涉及到大量的實測數據，為確保數據準確、完整，不出現丟失等情況，高效、高質量的被利用，需要利用計算機技術及相關軟件建立空間數據庫。在功能上，本數據庫支持空間數據查詢、錄入、統計、修改、報表等要求，且為計算機成圖系統提供必要的數據接口。為便于數據管理，可以采用基于C-S和B-S的兩級管理模式。在具體操作中，相關人員利用C-S模式進行空間數據的動態修改、維護等管理工作，利用B-S模式進行空間數據庫訪問，查詢需要的空間數據，指導外業采集作業。

2.3 地質測量信息平臺的構建技術

目前，地質測量中運用空間信息系統時，通常基于GIS技術構建地質測量GIS平臺，主要在于GIS技術在地質測量領域有著最廣泛的應用，且應用效果良好。建立地質測量GIS平臺時，利用面向對象的軟件開發方法OMT對要解決的問題進行抽象，并建立相應的簡化模型，用于捕捉問題空間的信息。此外，選用圖形數據結構，便于描述各類型的圖像并對這些圖像進行管理。圖形結構中的各個對象有其成員數據和作用于成員數據的操作構成，這樣的對象構成有著很大的繼承性和封裝性，便于平臺維護和操作。

2.4 圖紙的自動生成技術

地質測量是基礎性的地質工作，能為工程地質、普查找礦等工作提供需要的地質測量圖紙，具體形式有剖面類圖、平面類圖、柱狀類圖，這些是地質測量的基礎數據。如何自動生成這些類型的圖紙，是空間信息系統運用中的關鍵。

地質測量圖紙形式：①剖面類圖。刨面類圖是該剖面上的地層界限、標志層、含水層的位置和構造形態的真實反映，通過它可以分析該區域的地質構造，編制綜合地質圖紙，所以在地質測量中有著重要作用；②平面類圖。平面類圖一般用來反映點狀標志、區域邊界等值線、文字標注等信息，分析與研究它可以了解有關地理空間內的信息；③柱狀類圖。柱狀類圖是地質測量中最規范的一類圖紙，能對區域地層進行說明性描述。

以上三種圖紙是最常見的地質測量圖紙類型，是分析與了解有關地理空間信息的基本依據。對此，運用空間信息系統時要合理設計自動圖紙生產模塊，通過信息處理模塊把采集到空間信息進行處理，生成相應的地質測量圖紙，然后利用圖形的編輯與顯示等功能把最終生成的圖像體現在Web上，用相關人員查看和利用。在地質測量圖紙生成過程中，應采用仿真模擬技術和自動生成技術，使系統在這些技術的支持下，按照設定好的參數自動完成地質測量圖紙的生成。

3 結語

綜上所述，空間信息系統在地質測量工作中的運用，為地質測量數據精確性和完整性的提高做出了突出貢獻，促進了我國地質測量工作的信息化、數字化發展。為切實發揮空間信息系統在地質測量工作的功能和作用，就要做好空間信息數據采集、地質測量GIS平臺構建和地質測量圖紙自動生成等工作，確保相關的關鍵技術落實到位，保證每一環節有序、安全運轉。唯有這樣，才能充分發揮空間信息系統在地質測量工作中的機價值，真正提高地質測量工作成效，優化地質測量成果，很好的服務于普查找礦、工程地質、水文及地表地質等領域的地質工作。

[1]任洪巖.煤礦地質測量空間信息系統其及發展趨勢[J].環球市場信息導報，2015，18：40～41.

[2]王思云.煤礦地質測量空間信息系統及發展趨勢分析[J].科技與企業，2013，15：174.

[3]王慧德，張斌，段旭勃.煤礦地質測量空間信息系統及其發展趨勢[J].四川水泥，2015，07：72.

[4]唐笛.煤礦地質測量空間信息系統與趨勢探究[J].能源與節能，2015，02：36～37.

[5]王鵬舉.淺析煤礦地質測量中的空間信息系統[J].河南科技，2013（22）.

[6]曹庚武.煤礦地質測量空間信息系統的研發和應用研究[J].民營科技，2013（02）.