煤矿矿图的GIS 管理、更新与共享

2003年3月GeographyandGeo-InformationScienceMarch2003

煤矿矿图的GIS管理、更新与共享

杨可明,吴立新,陈书琳,王彦兵

(中国矿业大学3S与沉陷工程研究所,北京100083)

摘要:矿山地学信息时刻处于时空动态变化中,矿图的及时维护与更新十分重要。该文针对矿山需求,基于矿山

GIS(MGIS)、Web-GIS和办公自动化(OA)技术,结合矿山GIS基础平台TT-MGIS2002,介绍了矿图管理、绘制、更新

及网络共享问题。

关键词:数字矿山;矿山GIS;矿图;更新;Web-MGIS

中图分类号:P208　　文献标识码:A　　文章编号:1672-0504(2003)02-0042-02

　　矿业是我国的主要基础工业和能源支撑之一。

应用GIS技术,有利于煤炭资源开发和维护矿区社会、经济与环境保护的协调发展。数字矿山(DigitalMine,DM)主要指应用3S技术,以数字方式获取、处理和应用关于矿山自然和人文因素的空间数据,并在此基础上解决矿山的实际问题[1,2]。矿山GIS(MineGIS,MGIS)的总体功能是对矿业时空数据进行采集、处理、存储、共享与分发,实现矿产资源开发、加工与利用过程的时空查询、拓扑分析、调度指挥、决策支持、动态模拟与虚拟再现[3]。MGIS提供的主要产品之一是数字矿图[4]。本文以中国矿业大学3S与沉陷工程研究所基于组件技术开发的TT-MGIS2002为例,介绍基于MGIS的矿图图素的动态维

Fig.1　InterfaceofTT-MGIS2002system

图1　TT-MGIS2002系统界面

护与更新、基于网络的矿山GIS(Web-MGIS)的矿图

共享技术。

　　矢量数据组织方面,TT-MGIS2002采用地物(Fea2ture)、地物类(FeatureClasses)和专题(Theme)三个逻辑层次,有点、线、面、符号和文本五种基本图素,涉及两种图层类型:1)地物类图层为基本图素层,地图要素包括点、线、多边形、文字、符号、圆等,图层中的图素可进行编辑;2)矢量专题层包含矢量专题信息,用属性表描述其专题要素的各种属性,类型包括地物类专题、面域专题、网络专题等。其中图素不可编辑。要对矿图中的图素进行维护与更新等编辑操作,只能在地图窗口中的地物类图层中进行。每个地物类图层中都可以包括一种或多种基本图素(图2)。1.2　图素绘制

1　矿图动态维护与更新

为满足煤矿生产需要,矿图中的点、线、面等图素的点位精确度有严格要求。所以在MGIS管理的

图层中绘制图素,必须根据实测的坐标数据来定位。本文介绍的方法均为基于精确坐标来进行图素绘制与编辑,并从图素绘制、图素编辑和图素转换三个方面讨论图层动态维护与更新问题。1.1　基于GIS技术的矿图管理

TT-MGIS2002系统采用空间关系模型存储和管

理矿山空间信息。它以数据文件的形式存储空间图形数据,用关系数据库管理属性数据,并在二者之间建立有效的对应关系。系统中图形数据包括矢量和栅格两大类,按图层进行组织和显示[4,5]。系统界面如图1所示。本文仅针对矢量数据进行讨论。

图素绘制包括线型和面域绘制,如井下巷道的绘制与延伸,井下采煤工作面的绘制等。1.2.1　线型、圆弧巷道等线型图素的绘制与延伸　1)直线巷道绘制有二种方法,一是通过两个坐标点的二维或三维精确坐标值来绘制一段直线巷道,如井下新掘进的巷道绘制、回采工作面收尺线的绘制等;

　　收稿日期:2003-03-15

　　基金项目:教育部“高校青年教师奖”专项基金　　作者简介:杨可明(1969-),男,讲师,从事矿山GIS、数字矿山、遥感应用研究与教学。

第2期　　　　　　　　　　　　杨可明等:煤矿矿图的GIS管理、更新与共享第43页

统根据输入的坐标点编号和坐标值,把该图素中相

同编号节点的位置改变到所要求的位置。4)删除导线上所有点。系统将全部删除被选中的图素上的节点,即删除被选中的图素。5)查看图素节点坐标。其主要作用是显示被选中图素对象的所有节点坐标,以便用户对各节点坐标进行核对、编辑重绘等。1.4　图素转换

图素转换是将一种形式的图素转换成另一种形式的图素。例如,在矿业生产过程中填绘矿图时,就可能有:1)单线巷道到双线巷道转换。在地物类图层中选中所需的单线巷道(图素),根据各节点(导线点)

在巷道中的实际位置,即“边邦距离”绘制双线巷道,

二是通过读取存储多个有序点的二维或三维精确坐同时删除原先被选中的单线巷道。2)双线巷道到单标值的DBF文件来绘制线型图素,进行自动填图。线巷道转换(前述转换的逆过程)。系统可自动以单2)圆弧巷道绘制方法有多种,其一为通过圆弧起点线巷道来表示该双线巷道,同时删除原先被选中的图坐标、圆弧所在圆的圆心坐标和圆弧所对应的圆心素(双线巷道)。3)单一双线巷道绘制。矿山实际中,角,并确定是逆时针还是顺时针方向绘弧;其二为三一个测量控制点的左邦距离与右邦距离是不一样的,点绘弧法,可通过圆弧起点坐标、圆弧中心坐标和圆弧终点坐标绘弧。3)直线与圆弧巷道延伸:延伸时首先要选中需延伸的图素对象,让系统自动获取开始延伸点的坐标,然后根据两点坐标定义一条直线,或根据三点坐标来定义一段圆弧进行延伸。1.2.2　采煤工作面等面域图素绘制　1)圆型图素绘制:圆型图素是根据圆心点坐标、半径绘制的,输入圆心点坐标值和圆半径后,就可按要求绘出一个圆。2)多边形图素绘制:多边形图素是根据多边形上各节点的坐标来定义的,在绘制多边形图素时,首先要录入多边形的节点坐标数据,然后在地物类图层上绘制多边形图素。如在采掘工程平面图上进行工作面自动绘制、工作面采空区延伸等自动填图操作。1.3　矿图更新

Fig.2　FeaturesmanagementinTT-MGIS2002

图2　TT-MGIS2002图素管理结构

即测量控制点不一定在巷道中心。为了反映实际,把

控制点的点号、X坐标、Y坐标、左邦距离和右邦距离按顺序记录到一个数据库中,可以选择以中心线绘制方式或双线绘制方式来绘制图素(巷道)。

2　Web-MGIS简介

互连网扩展了办公自动化(OfficeAutomation,OA)的应用层次,同时也为MGIS的开发、建设与应用提供了新的思路。矿区是一个复杂的动态巨系统,各子系统和各子要素通过单向、双向传递信息,构成各要素之间的复杂关系,形成各要素之间特定的时空组合。MGIS和OA系统的集成,是MGIS技术发展的新趋势。矿图由业务部门制作或更新后,必须及时地发送到各用图单位。通过Web-MGIS,矿山企业可以进行互动办公、数据存贮和共享、信息发布、决策分析等。Web-MGIS由浏览器、Web服务器、数据库服务器和应用程序服务器组成[6]。与传统的MGIS相比,Web-MGIS特点包括:1)适应不同的软硬件平台;2)实现矿山空间信息的资源共享;3)网上发布

矿图编辑是对矿图中图素的节点进行编辑,编辑功能主要有:1)删除指定位置的点,用于删除矢量图素上的一个节点。当该节点被删除后,其两边的相邻节点将重新自动连结,并保护其连通性。2)插入点到指定位置。在地物类图层上,矢量图素节点

的编号是约定的,即从起点开始,编号的序列是0、1、矿图数据,做到实时更新,使矿山管理人员及时了解2、3、……。当要插入一已知点到指定位置时,首先生产动态并做出科学的分析和决策。必须指定该坐标点是插在哪个节点(编号为n)的后面,然后定义要插入的坐标点的点号为n+1,该图素

3　结语

上后面的所有节点编号也将相应加1,且节点按新的采用GIS和Web技术,对复杂多变的矿业信息

序列连结,并保护其连通性。3)改变指定点的位置。进行动态管理和维护,意义重大。MGIS可为矿山开若在地物类图层选中某一矢量图素,然后在系统中拓设计、优化开采、沉降预计、土地征迁、土地复垦和输入坐标点编号,坐标X、坐标Y和坐标Z值后,系环境治理等辅助决策提供技术支持(下转第51页)

第2期　　　　　　　　　　　　李新玉等:新时期国土规划的重要性及其特点第51页

家领土的完整(主权的完整)。国土资源安全在国家安全体系中所处的基础地位见图2。

2.8　经济全球化、信息一体化,使国土规划进行国

际合作成为现实与可能

随着时代的进步和世界的发展,经济全球化、信息一体化的进程使世界变得越来越“小”“,地球村”的说法不无道理。国与国之间的交流与合作日益频繁,涉及政治、经济、文化、信息等诸多领域。就国土开发、利用规划而言,这种国际合作伙伴关系同样日渐频繁,如“:新欧亚大陆桥”的构建涉及日本、韩国、朝鲜、中国、俄罗斯等且一直延伸到德国、荷兰、英国等国家。就我国而言,西部大开发许多涉及矿产资在新时期的国土规划中,既要充分、合理、有效的利用国土资源(如果因为简单的考虑国土资源安全,而把国土资源机械的“封存”起来,就丧失了国土规划的物质基础),又要保证国土资源具有支撑和保障能力,具有自主力、自卫力、竞争力。国土资源安全理念,要求人们在国土规划中应该在确保国土规划合理消耗资源的情况下,建立和完善国土资源储备制度,要完善和发展土地储备制度,要加强战略性矿产资源的储备,要积极开展海洋资源储备。

源、旅游资源等的国土资源开发利用就有许多国际合作项目,东部沿海一带以及其他内陆省份的国土开发利用规划都不同范围的存在着国际合作。可以利用我国加入WTO这一历史机遇,组织一系列国际合作的国土发展规划研究课题,更好地为我国国土规划工作服务,也正是为我国经济社会发展服务。

参考文献:

[1]　厉以宁.区域发展新思路[M].北京:经济日报出版社,2000.3-4.[2]　方创琳.区域发展战略论[M].北京:科学出版社,2002.155-156.

TheImportanceandCharacteristicsofTerritorialPlanningintheNewPeriod

LIXin-yu1,CAOQing-hua2,DUJian2

(1.BeijingScienceandTechnologyUniversity,Beijing100083;

2.ChineseAcademyofLandandResourcesEconomics,Beijing101149,China)

Abstract:Theimportanceoftheenterpriseinthenewtimeswillbeanalyzedinthispaper,whichcomesfromthreeaspectsasfollows:howtoimplementthesustainablestrategythroughtheharmonydevelopmentofthepopulation,theresources,andtheenvironment;howtosettledowntheproblemofthelayoutofthestrategyconcernedlandresources,whichaimsatpromotingtheprotectionandthereasonableuseoflandre2sources,promptingthechangeofthemanagementmeansofthelandresources.ThentheauthorsdiscussthecharacteristicsofTerritorialPlan2ninginnewtimes,aimingatunderstandingandguidingtheworkofTerritorialPlanninginthenewcentury.Keywords:newtimes;TerritorialPlanning

(上接第43页)

和信息保障,为矿山安全生产提供实时数据,进而提高矿山信息化水平和保障矿山安全生产。

参考文献:

[1]　吴立新,殷作如,邓智毅,等.论21世纪的矿山———数字矿山

[J].煤炭学报,2000,25(4):337-342.[2]　吴立新,殷作如,钟亚平.再论数字矿山:特征、框架与关键技术

[J].煤炭学报,2003,28(1):1-7.

[3]　杨可明,吴立新,等.TT-MGIS的数据组织与矿业信息建库研

究[A].第六届中国煤炭青年科技年会论文集[C].北京:煤炭工业出版社,2000.5-8.[4]　吴立新,齐安文,杨可明,等.矿山GIS(TT-MGIS2000)简介及其

关键技术[J].矿山测量,2001(1).5-8.[5]　杨可明,吴立新.数字矿山与TT-MGIS家庭[A].第六届全国

矿山测量学术会议论文集[C].2002.92-95.[6]　陈书琳,吴立新,漆小龙.基于网络的业务化办公MGIS系统研究

[A].第六届全国矿山测量学术会议论文集[C].2002.49-52.

GISManagement,UpdatingandShareofCoalMineMaps

YANGKe-ming,WULi-xin,CHENShu-lin,WANGYan-bing

(Instituteof3S&SubsidenceEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China)

Abstract:Thespatialinformationofmineisdynamicallychangeddaybyday.Formeetingtheneedsofmineproduction,itisveryimportant

2002

thattheminemapmustbemappedandupdatedintime.BasedonMGIS,Web,OAandthedevelopedmineGISplatformTT-MGIS,thispaperintroducesthetechnologiesforminemapmanagement,mapping,updatingandshare.Keywords:digitalmine;MineGIS;minemap;updating;Web-MGIS　　③　李新王,孟旭光.国土资源经济安全研究.2002.