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礦區(qū)物探領(lǐng)域的GIS開發(fā)與應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)(GIS)是人類在生產(chǎn)實(shí)踐活動中， 為描述和處理相關(guān)地理信息而逐漸產(chǎn)生的一個軟件系統(tǒng)。它以計算機(jī)技術(shù)為手段， 對具有地理特征的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并以空間信息為主線， 將其它各種與其有關(guān)的空間位置信息結(jié)合起來改變了傳統(tǒng)的數(shù)值處理信息方式， 使信息理由數(shù)值領(lǐng)域步人空間領(lǐng)域。下面是一篇研究礦區(qū)物探領(lǐng)域的GIS開發(fā)與應(yīng)用的論文，歡迎閱讀。
摘要：GIS 經(jīng)過20世紀(jì)近半個世紀(jì)的發(fā)展， 進(jìn)人到21 世紀(jì)，隨著GIS產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品在全世界的普及， 巧己被廣泛應(yīng)用于軍事、資源環(huán)境、地質(zhì)、農(nóng)林、水利電力、鐵路公路、城鄉(xiāng)規(guī)劃、宏觀決策等眾多領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：
0 引言
地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)�？山换ゲ僮鞯碾娮拥貓D就是地理信息系統(tǒng)具體體現(xiàn)。
勘探成果形成過程較為復(fù)雜，是隱藏在地下，看不見，摸不著的，只能通過區(qū)域和地理位置來查找勘探區(qū)塊或項目，所以它和地理位置非常密切。而且用戶進(jìn)行資料查詢、檢索時往往已知大概的地理位置(道路名、地名等)或較模糊的專業(yè)信息。結(jié)合地理信息系統(tǒng)，把這些檔案資料以一定的形式表現(xiàn)在電子地圖上，通過電子地圖就可以非常直觀地進(jìn)行資料的檢索查詢，并可利用數(shù)據(jù)庫的強(qiáng)大功能,實(shí)現(xiàn)勘探資料的組合條件查詢和各種統(tǒng)計等。從而通過充分應(yīng)用計算機(jī)軟件和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)基本功能，實(shí)現(xiàn)檔案資料的圖文快速雙向查詢，從而達(dá)到提高工作效率和管理水平的目的。
1礦區(qū)物探領(lǐng)域的GIS系統(tǒng)
鑒于以上提出的勘探資料管理工作的問題和當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，我們提供基于GIS的勘探資料管理系統(tǒng),來保證勘探資料的完整與安全，及時準(zhǔn)確地向用戶提供服務(wù)。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對已有的作業(yè)檔案進(jìn)行合理分類和統(tǒng)一管理�；贕IS的勘探資料管理系統(tǒng)將勘探資料和地理位置結(jié)合起來，提供利用空間信息來查詢，下載檔案，在電子地圖上顯示工程勘察作業(yè)的地點(diǎn)，并根據(jù)這些作業(yè)檔案包含的信息生成專題圖，更直觀的管理和了解檔案信息。
基于GIS的勘探資料管理系統(tǒng)整合了GIS與數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多方面的計算機(jī)主流技術(shù)，它不但可以實(shí)現(xiàn)對各種空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的管理、瀏覽、查詢、編輯等基本功能，可實(shí)現(xiàn)對空間和非空間數(shù)據(jù)高效率操作的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息發(fā)布服務(wù)等等，為勘探資料的存儲、管理以及數(shù)據(jù)的發(fā)布提供了一套合理高效的解決方案。
2礦區(qū)物探領(lǐng)域的GIS開發(fā)
2.1系統(tǒng)框架
基于GIS的勘探資料管理系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對勘探數(shù)據(jù)的有效管理為目標(biāo),采用B/S模式，結(jié)合oracle后臺空間數(shù)據(jù)庫，使用GIS平臺完成文檔的入庫功能與管理,降低操作復(fù)雜度,使各部門之間共享數(shù)據(jù)、協(xié)同管理。此外,對數(shù)據(jù)提供基本的空間數(shù)據(jù)查詢、分析和應(yīng)用服務(wù)。
(圖1)系統(tǒng)框架
2.2系統(tǒng)功能
勘探資料管理系統(tǒng)通過建立地理信息系統(tǒng)對勘探資料進(jìn)行管理，具有以下功能：(1)檔案上傳與下載：將勘探的有關(guān)信息，登記下來，以備查詢和下載;(2)檔案資料地理位置的顯示：將已經(jīng)登記入庫的檔案資料以一定的符號分類標(biāo)示在遙感背景圖上，使用戶直觀地看出勘察項目所在地理位置，并且可以方便地實(shí)現(xiàn)圖形屬性的雙向查詢;(3)多種地理位置定位方式：可以根據(jù)地理坐標(biāo)、圖幅號以及道路名稱進(jìn)行地理位置的定位，使用戶快速定位到相應(yīng)的位置，查到所需的信息;(4)各種專題索引圖的顯示及管理：按圖幅顯示勘探資料的地理分布，用戶可根據(jù)各種專題索引圖的更新情況對本系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新;(5)檔案信息綜合查詢：用戶根據(jù)各種條件查找勘探項目，支持組合條件查詢和模糊查詢。能夠?qū)⒉樵兂龅捻椖慷ㄎ坏较鄳?yīng)的地下位置上;(6)統(tǒng)計分析與報表打�。合到y(tǒng)具備檔案信息利用的統(tǒng)計分析，打印數(shù)據(jù)校對表，并可打印總目錄、分類目錄、卷內(nèi)目錄等功能;(7)權(quán)限管理：可以根據(jù)不同的部門定義不同的權(quán)限，對檔案進(jìn)行部門和業(yè)務(wù)歸類的基礎(chǔ)上，登陸后按實(shí)際需求進(jìn)行下載。還可以多一次下載的數(shù)據(jù)量量進(jìn)行控制，以緩解服務(wù)器壓力;(8)日志管理：可以對任何登錄的人員對文檔的操作進(jìn)行日志記錄，包括上傳日志和下載日志，如用戶名、下載文件類別、下載時間。
3礦區(qū)物探領(lǐng)域的GIS應(yīng)用
3.1 GIS應(yīng)用于礦區(qū)開采的數(shù)據(jù)庫建立
GIS是空間數(shù)據(jù)庫發(fā)展的主體它所管理的數(shù)據(jù)主要是二維或三維的空間型地理數(shù)據(jù)，主要包括地理實(shí)體的具體空間位置、拓?fù)潢P(guān)系和屬性。對于這些數(shù)據(jù)的管理GIS是按照圖層的方式來進(jìn)行的，這樣的管理方式對地理數(shù)據(jù)的修改和提取非常方便。
地理信息系統(tǒng)采用野外數(shù)字測圖、手工和掃描數(shù)字化、遙感與攝影測量等多種方式采集空間數(shù)據(jù)。對于礦區(qū)開采沉陷的監(jiān)測必須要用到礦區(qū)的測量數(shù)據(jù)、礦區(qū)的開采方法、地質(zhì)采礦條件、地質(zhì)構(gòu)造等各方面的資料，這些基本上都是外業(yè)的數(shù)字測圖和手工繪制，對這些采集過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地數(shù)據(jù)庫管理、更新、維護(hù)、進(jìn)行快速的查詢和檢索，并且使用多種方式輸出所需的地理空間信息，以便于對礦區(qū)的沉陷情況作進(jìn)一步的預(yù)測。GIS與面向特定領(lǐng)域的專業(yè)應(yīng)用模型相結(jié)合，進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理、信息管理、空間分析、反演預(yù)測、決策支持等已經(jīng)成為一種需要。綜合多方面的因素考慮地理信息系統(tǒng)對于礦區(qū)開采沉陷數(shù)據(jù)庫的建立是非常合適的。
利用GIS技術(shù)解決礦區(qū)開采沉陷中出現(xiàn)的問題具有很大的優(yōu)越性：首先GIS理論和技術(shù)方法是礦區(qū)多層空間以及資源環(huán)境等動態(tài)時空信息的存儲、處理、復(fù)合、分析與評價的最好方法。開采沉陷所涉及到的數(shù)據(jù)都是具有空間內(nèi)涵的數(shù)據(jù)，GIS的最大特點(diǎn)就是管理處理具有空間內(nèi)涵的數(shù)據(jù)，并且GIS的數(shù)據(jù)庫管理功能可以對大量的開采沉陷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理;其次二維礦圖管理是目前GIS技術(shù)非常成熟的應(yīng)用，利用GIS的制圖功能可以繪制出礦區(qū)開采沉陷監(jiān)測所需的各種可視化圖形。而且GIS的空間查詢和分析功能還可以對開采所引起的一些損害進(jìn)行全方位動態(tài)監(jiān)測并可以確定損害的程度，在采動過程中隨時根據(jù)監(jiān)測所顯示的資料對開采方案作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
3.2 GIS應(yīng)用于礦區(qū)開采沉陷預(yù)測的可視化系統(tǒng)
可視化(Visualization)是對人腦印象構(gòu)造一種方針,目的是便于人們理解現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)規(guī)律和傳播知識。
由于可視化能迅速、形象的表示空間地理信息。傳統(tǒng)開采沉陷的預(yù)測的可視化方法工作量大并且復(fù)雜、預(yù)測的速度慢、繪制出來的圖形直觀效果較差而且精度低，但是利用GIS進(jìn)行開采沉陷的預(yù)測的可視化在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上大大提高了預(yù)測的精度和預(yù)測的速度。
礦區(qū)開采引發(fā)的地表變形，可導(dǎo)致地表的土層破壞、平地積水、地面裂縫、周邊的山體滑坡和房屋倒塌等現(xiàn)象。利用ArcGIS中的ArcScene對地面沉降預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和三維動態(tài)顯示，能夠很直觀的得出三維可視化圖形，也可以進(jìn)行等值線繪制、任意的剖面圖制作、任意的點(diǎn)位變形數(shù)據(jù)提取和最大變形方向等多種三維可視化隨即應(yīng)用分析，可進(jìn)行礦區(qū)開采沉陷方面的一系列災(zāi)害性的后果預(yù)測分析。另外可基于ArcGIS的3D擴(kuò)展模塊生成各種地表變形的的三維動態(tài)場景和三維動態(tài)實(shí)時可視化，并且可以進(jìn)行動態(tài)演示。
GIS的可視化系統(tǒng)和空間分析功能在礦區(qū)開采沉陷的分析中具有著重大的意義。主要有開采沉陷數(shù)據(jù)的輸入與輸出、已開采地區(qū)的沉陷預(yù)測可視化、未開采地區(qū)的沉陷預(yù)測可視化、開采沉陷數(shù)據(jù)的管理和開采沉陷數(shù)據(jù)的可視化輸出等。
4 結(jié)束語
基于GIS的勘探資料管理系統(tǒng)的必須充分利用已獲取的勘探數(shù)據(jù)資料,不僅要實(shí)現(xiàn)勘探資料資料的安全、快速、簡便的錄入和儲存, 還要實(shí)現(xiàn)多種方式的資料檢索及數(shù)據(jù)處理。因此,系統(tǒng)的功能設(shè)計必須滿足可隨機(jī)集中或分散地輸出工程勘察資料的圖、表、文等, 保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性; 能夠輸出符合用戶需要的圖、表、文等,實(shí)現(xiàn)勘探資料的內(nèi)部整理自動化, 提高工作效率; 能夠較好地實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的管理, 滿足用戶的檢索、查詢、更新等操作; 能夠?yàn)橐?guī)劃、勘察、設(shè)計等部門快速提供各種工程地質(zhì)資料及工程地質(zhì)咨詢、評估,為油田整體規(guī)劃、項目選址、舊城改造、土地評估等快速提供參考數(shù)據(jù)和圖紙資料。勘探資料管理信息系統(tǒng)是一項復(fù)雜性、綜合性、專業(yè)性較強(qiáng)的系統(tǒng)工程。
參考文獻(xiàn)
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