測繪地理信息在智慧礦山發展中應用研究

現代社會是信息化的社會，相關的信息工具在人們生活之中廣泛應用，同時在工礦業的生產之中，相關技術也扮演著重要的角色，并形成了智慧礦山概念。智慧礦山的是通過對礦山實體的大量現象進行統一化，并在此基礎上將其數字化而形成，通過這種方法能夠讓礦山的整個開發與操作過程完全呈現出來，并能夠作用于礦山的設計，確保礦山生產的整體效率和經濟效益最大化。

1 智慧礦山的內涵分析

智慧礦山早在2012年就已經提出，智慧礦山的定義主要是其能夠對生產、職業健康與安全、技術和后勤保障等進行自我感知與分析的無人礦山。智慧礦山概念提出的本質需求是確保礦產業生產的安全化、高效化、清潔化和數字化等。由于智慧礦山概念形成時間較晚，因此在具體的定義和內涵上仍然處于不斷發展的過程中，尤其是在物聯網、云計算等概念成熟之后，智慧礦山的內涵及功能得到了進一步的發展。傳統的智慧礦山主要側重于生產技術層面，即追求設備的智慧化，在這種理念之下，智慧礦山的發展方向是各個生產環節均依靠機器人和智慧化設備進行操作，進而確保整體生產過程的安全與高效。而從管理層面上來看，要保證生產各環節的協調，則需要確保礦山的建設管理也實現高度的智慧化，同時從實際情況來看，管理工作的實施已經逐步成為制約礦山生產的重要因素。在此背景下，通過將GIS技術應用到礦山的智慧化管理之中，也成為未來智慧礦山建設的重要趨勢。除了對礦山生產工作的管理之外，GIS技術在礦山當前的測量之中也占據著重要的地位，礦山的測量任務主要包括對礦區地面控制網進行合理有效的構建，對礦區地面及井下等實施有效測量等，相關的測量數據能夠為智慧礦山后續的建設與發展起到指導性作用。

傳統礦山測量過程中存在的主要問題為測繪設備相對落后，導致整體的礦山測繪效率不高以及測繪過程中誤差較大，造成測繪質量低兩個方面。首先從測繪效率的角度來看，傳統礦山測繪之中，多數操作均是依靠人工進行完成，由于礦山測繪之中整體環境較為惡劣，工作人員的工作強度較大，且相關的環境限制，無法對先進的測繪設備進行有效使用等情況，均極大地制約了礦山測量工作的開展。同時傳統礦山測繪之中，人工開展作業的方式，容易導致原始測點位移的現象，導致誤差的出現。同時礦山的構造特征相對其他地區具有一定的特殊性，該特征也會導致原始測點的位移，對整體測量結果造成嚴重的負面影響。

市級醫院根除Hp處方的合格處方數為6353份，不合格處方數12558份，合格率為33.59%；縣級醫院合格處方數為1187份，不合格處方數3506份，合格率為25.29%，市、縣級醫院兩者差異有統計學意義(P<0.05)。見表1、圖2。

2 測繪地理信息在智慧礦山測量中的應用

在礦山測繪之中進行地理信息系統的應用能夠有效地實現對礦山的測繪，地理信息系統是以現代計算機軟件為支撐形成的技術，其在應用過程中可以充分地采集地球表層相關地理信息數據，同時該技術還具有極強的數據存儲和數據管理功能，通過該系統可以有效地實現對數據的運算和分析等。在地理信息系統的功能之下，相關的測繪工作可以有效地對地理坐標進行統一，從而實現對測量的定位等。此外，該系統在進行相應的礦山測量工作過程中不會受到礦山地形、地貌等因素的影響，其數據采集過程實現了高度自動化，因此可以避免人為因素對測量工作的影響。其在具體應用階段，只需要將相應的地理坐標進行錄入，在此基礎上即可依托衛星實施掃描，最終幫助相關人員便利地完成測量點位信息的獲取，由此也可以發現該系統在測量工作之中具有著極高的效率。而在數據處理方面，則可以依靠對不同時間和空間屬性，進行對數據信息的全面處理，因此該系統在智慧礦山的建設測量之中能夠發揮出巨大的作用。此外，基于對地理信息系統的應用，也為當代礦山測量進行遙感技術的有效應用提供了便利條件，在相關技術之下，礦山的測量工作可以依靠衛星遙感器獲取，并且能夠及時進行記錄與傳輸，并對數據展開分析與判讀等。

3 測繪地理信息在智慧礦山管理之中的應用

3.1 測繪地理信息的應用平臺分析

在智慧礦山的建設過程中，相較于傳統的工程建設更為復雜，在建設過程中可以分為投資策劃、勘察設計和具體施工運營等多個階段，在各個階段施工之中均可以進行GIS系統的應用，從而促進整體工作的開展。首先在初期的策劃與設計階段，相關單位需要對智慧礦山建設的可行性進行分析，尤其是項目投資的目標和風險等，在此基礎上進行系統性的運營策劃，形成對礦山節能能力、環境影響和社會穩定風險等方面的評估。在這些過程中，可以通過對地理信息系統的應用，從而進行對礦山資源條件、資源儲量、資源品質、資源分布情況及資源賦存情況等的模擬，以此為基礎進行相應的廠址和生產區域建設規劃將更為科學，對于后續的生產工作展開能起到有效的促進。同時在礦山工程的可行性報告之中還需要包含需求分析、建設規模、廠址選擇、環境評價等一系列評價內容，在針對廠址選擇進行分析的過程中，可以依托地理信息系統進行宏觀地形圖的生成，從而實現科學的比選。而在勘察設計階段，則可以應用地理信息方系統對巷道掘進的具體方案、宏觀采掘計劃等進行模擬。

3.2 測繪地理信息的應用分析

假設有l種主觀賦權方法，讓其對綜合評價中的指標一一賦權，則可以得到一個主觀權重集合Wo={Woj∣1≤o≤l;1≤j≤n} ，基本要求是權重集合內的子項均需滿足歸一性和非負性。

非淀粉多糖（Non-starch polysaccharides,NSP）是指植物中結構多糖的總稱，主要包括纖維素、半纖維素、果膠類、抗性淀粉四部分，飼料原料不同，含有的NSP的種類和數量也不一樣。玉米中主要NSP包括木聚糖、纖維素、β-葡聚糖，豆粕中NSP主要包括果膠、纖維素、甘露聚糖[1]。有研究發現，家禽飼糧中NSP含量達5%時，就會產生抗營養作用[2]。NSP酶主要由木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶組成[3]。

4 基于測繪地理信息的智慧礦山建設分析

4.1 初期階段工作流程及應用點

智慧礦山建設過程中，相關的管理工作是極為重要的一個方面，通過礦山的智慧化管理，將能夠有效地提升礦山智慧化生產的協調性和效率。在當前測繪地理信息系統在智慧礦山管理體系建設之中，主要是與BIM系統進行共同應用來實現對礦山設計、施工、運營全過程的管理。通過這種方式能夠保證礦山建設過程中的大數據共享，充分提高礦山建設管理的決策質量。其中地理信息系統的主要作用是進行地理數據的存儲、顯示和分析，在當前地理信息系統平臺的類型相對較多，包括ARCGIS平臺、Mapinfo平臺、MapGIS平臺以及superMap平臺等，其中ARCGIS平臺能夠進行3D數據的創建與管理，同時針對相關數據信息進行分析與處理的能力較強，且平臺的可伸縮性較強，但從實際應用過程中來看，其使用成本較高，且數據導入能力較弱。Mapinfo平臺具有較強的數據可視化和信息地圖化能力，且非辦公自動化和數據集成化能力較強，但同時也具有不支持數據導入建模的缺點。MapGIS平臺在應用過程中具有較為良好的顯示效果，且圖形編輯能力較強，但該軟件尚未能夠充分地應用于實際生產。superMap平臺數據分析能力強，但空間圖形編輯能力等功能較弱。從上述內容之中可以看出，當前在地理信息系統平臺方面，已經形成了較為完善的體系，但同時各個地理信息系統平臺也都存在一定的不足，在智慧礦山管理系統建設過程中，針對當前的礦山生產進行恰當的平臺選擇將能夠有效地保證智慧礦山的生產和管理活動開展。

地質數據通常可以通過鉆探、坑探等手段獲取，通過這些方法來實現對礦石品位、巖性和分布狀況的分析，這些信息對應不同的礦種，不同的礦區在實際的格局方面存在這較大的差異，但同時也有相關的信息是一致的，例如工程名稱、取樣位置等，要通過地理信息系統進行相應的鉆孔模型建設，首先需要依靠數據收集措施對相應的地質數據進行有效的獲取，完成對鉆孔數據庫的創建。相關的數據庫主要包括定位表、測斜表、巖性表和礦石質量信息表等。在完成對數據庫的建設之后，即可形成相應的可視化鉆孔模型。從以往的測繪工作之中可以發現，測繪工作之中最為關鍵的內容是進行可視化模型的建設，而在三維建模之中，最為關鍵的內容又是三維地質建模，具體建模圖如圖1所示。但是以往進行礦山地質環境的可視化模型建設所存在的主要問題是數據不足和空間分布大小不一，導致整體工作無法充分地滿足智慧礦山的建設需求。而為了解決這些問題，以往工作之中所采取的措施主要為物探措施，例如三維地震、地質雷達、電磁信號等，這些措施能夠幫助人們獲取更為精細的地質數據，從而實現對三維地質模型的建設。當前的技術條件下，通過地理信息系統及相關的物探手段，最終可以幫助人們獲取更為高質量的可視化模型，確保智慧礦山建設的順利推進。

4.2 項目運營階段地理信息系統的應用點

在智慧礦山項目的運營階段，相關單位和人員需要恰當地對整體建設項目的決策進行評價與總結，并需要對當前項目實施有效的運營與管理，檢驗其是否科學有效。運營階段的主要工作包括對進行項目后評價、進行項目績效評價以及實施資產管理等。智慧礦山的運營管理之中，針對礦山管理方法之中的產量計劃、露天采掘計劃、地下采掘計劃、礦石質量計劃等均可通過地理信息系統來實現。而在礦山企業的日常生產管理之中，其所需要實施的地下開采生產過程管理和露天開采生產過程管理，也都可以依托地理信息技術進行現場對照的方式來進行，同時也可以在現場對照的基礎上，實施對智慧礦山整體生產流程的優化。

4.3 智慧礦山項目末期階段的應用

礦山項目開采完畢之后，將進入到報廢階段，這個階段之中通常已經形成了大量的采空區，這樣的采空區是較為特殊的地下空間，例如廢棄的巷道、井底車場、采空區和鹽腔等，這些空間通常由于經濟價值較低因此在以往的工作之中沒有得到充分的開發利用。而在當前的背景下，對這些區域進行二次開發，全面地發揮其經濟價值成為各方關注的重點，例如進行地熱發電站、地下抽水蓄能電站等的開發是當前對這些空間進行二次開發的主要手段。在該過程中，地理信息系統能夠實現對地下特殊空間的判識與估算，以及對場地模型和空間模型的構建，從而為相關的二次開發工作形成便利條件。

5 結語

當前，我國科學技術和經濟水平正處在高速發展的過程中，同時國內外各大礦企均提出和開展了相應的智慧礦山建設工作，在這一背景下，測繪地理信息技術必然會面對巨大的機遇和挑戰，為了確保相關的工作最終得以有序的推進，在相關的工作之中必須推進相關技術的進一步信息化和科技化，必須認識到智慧礦山是未來發展的整體趨勢。同時測繪地理信息也不應當僅僅存在于表面，而應當充分地滲透到礦山建設的各個階段之中，最終為智慧礦山建設形成有力的信息支持。

[1]李娟．測繪地理信息在智慧礦山發展中應用研究[J]．世界有色金屬,2019(21)：16+18．

[2]劉德福．智慧礦山測繪地理信息數據共享服務模式探討[J]．世界有色金屬,2019(20)：221+223．

[3]任國璽,向玲玲．物聯網技術下構建煤礦庫存智能管理系統的分析[J]．機電產品開發與創新,2015,28(04)：67-69．

[4]王夢佳,王雪彤．數字礦山、智慧礦山、虛擬礦山的對比剖析[J]．測繪與空間地理信息,2015(09)：193-195．

[5]李梅,姜展,姜龍飛,孫振明．三維可視化技術在智慧礦山領域的研究進展[J]．煤炭科學技術,2021,49(02)：153-162．

[6]董敬文．大數據背景下礦山測繪地理信息檢測研究[J]．中國設備工程,2022(08)：165-166．

[7]薛晰露．現代測繪地理信息技術在礦山治理中的應用[J]．世界有色金屬,2022(05)：13-15．

[8]周瑾鈺,郭超,張雨．探究測繪地理信息在智慧城市建設中的作用[J]．科技創新與應用,2018(22)：83-84．

[9]丁超．基于云計算的礦山測繪地理信息應用及標準化研究[J]．大眾標準化,2022(04)：4-6．