地理信息在煤矿物探测量中的应用

杨剑霞++翟黎明++张立洲

摘要：随着我国的发展，煤矿行业应国家发展所需也在不断地进行着创新与改革。同时随着我国信息技术的发展，煤矿行业将高科技的信息技术完美地应用在了煤矿物探测量中，并结合地理相关信息进行一系列的测量工作。下面，就一起跟随本文对地理信息在煤矿物探测量中的应用进行一个简单的分析与探讨。

关键词：地理信息；煤矿企业；物探测量；技术

随着科技的发展，将地理信息系列化运用到煤矿物探的测量中去，可以有效地实现对煤矿地质环境、生产所需、高度要求、经营管理等多个环节的统一管理，并且有助于煤矿的开发、生产及利用等综合性的处理和分析。对提高煤矿企业的运作规划和决策起着重要的参考依据。

1、地理信息技术应用的条件

随着煤矿企业物探测量向城镇以外的区域发展越来越多，在测量中对地理信息的要求也越来越高。就目前而言，在煤矿物探测量工作中，不仅要保证物理放样点的准确性，还要对煤矿物探区域范围内的地质环境、水文地理、地形等因素进行测量，并给出准确的数据信息。目前煤矿物探测量中普遍使用的是GPS定位技术，而煤矿物探测量工作中对GPS定位测量的技术也有着许多的要求。

1.1、建立GPS控制网系统

高科技的GPS定位系统的发展大大地促进了煤矿物探测量工作中的数字地图绘制工程的发展，从而使煤矿物探测量中的地理性坐标更加的清晰和统一。同时由于GPS所成的像为失量图，因此不会产生图像的虚化和变形问题，这大大地提高了煤矿物探测量中地理坐标与信息数据的统一化与精准度。

1.2、地理信息技术的要素

构成地理信息技术的要素主要包括数字地图、DEM数据信息以及影像三种。其中，数字地图的主要目的是为了最大限度获取依附于数字测量图纸上的数据信息，并且通过专业性的技术手段及测绘部门的协助来获得更高精准度的比例电子图形。另外，在通常情况下来说，当物探测量的区域面积较大时，DEM分辨率的成本相对是较高的，煤矿企业要想降低成本，就必须在物探测量前对该区域的数据信息格式按照所要使用的软件平台的要求进行转换，以便使其测量所得的数据信息精准度更高，满足于煤矿物探测量工作的需求。我国目前煤矿物探测量工作中所使用的GIS软件可以更精准地实现数据间的任意转换，并且对多种数据信息可以同时进行调整，并且可以根据环境的要求进行创新与改善，以此来满足煤矿物探测量工作前对工作区域实行虚拟地理环境模拟需求。

2、地理信息在煤矿物探测量中的作用

地理信息是通过一种全新的软件将煤矿物探测量的信息数据加以收集、归纳和处理，并且同时提供全方位的特定路线飞行及漫游的一种方式。同时，地理信息可以在煤矿物探测量工作中起着对环境的随时掌控作用，也就是对所工作区域的地质环境、水文情况、地表地形情况等进行分析。地理信息尤其对地质环境较为特殊的工作区域有着快速的分析处理能力。例如：对于地形地质环境较为复杂的工作区域，一般的测量手段无法全方位对其进行勘查分析，从而导致了该区域在很大程度上的量化处理十分不精确，严重地影响了工程的施工，而地理信息技术形式就可以通过一种虚拟的现实区域工作环境来完成对物探测量信息数据的处理和分析，同时将虚拟信息数据与实际的测量信息数据进行对比，从而得到精准的量化地质地表数据分析参考依据，为煤矿施工中的设备管理、资源管理、安全管理、风险管理等提供重要的评估依据。

3、地理信息基础数据的准备工作

在地理信息基础数据的准备工作中，首先要对来源于高程数据的对比及剪裁进行分析，也就是说要对不同DEM方位的数据进行处理，从而保证DEM数据的精准度。另外，要对网站中来自于高程数据的精确度进行分析与确认，并且同时对TIF格式下载后的文件数据进行处理，将其从TIF格式转换为系统可以自动识别的失量图文件形式。另外，在使用物探测量分析软件时，要首先将代表数据格式的网点值进行提取，同时将网点格式数据文件通过自动转换软件生成与坐标区域系统相统一的坐标格式文件，同时要求所有生成的文件均在专业的ARCMAP软件中进行操作与生成。具体步骤如下：首先打开主页面，然后启动ARC TOOLBOX对话框中的失量图数据剪裁工具，随后按所要转换的数据区域的边界大小来确定数据剪裁的范围。如图所示：

另外，要在ARCGIS系统中构建TIN。就目前而言，网络上所发布的各类DEM数据分析软件的分辨率都相对较低，并且各类软件数据的分辨率从90米至1000米距离相差较大。同时，这些数据文件均属于以WGS-84为基准的坐标数据格式，且以度做为通用文件单位来格式数所信息。同时，在ARCGIS系统中，煤矿企业目前一般均是采取的以连续的不规则三角形生成的高程数据信息模型，也就是所谓的在TIN表层下所建立的测量数据示意图。如图所示：

其次，在利用地理信息对煤矿进行物探测量工作时，影像的剪裁工作是必不可少的一个重要的环节，首先要根据煤矿所要物探测量的工作区域的大小来安排和布署地理信息勘察所需划定的范畴。具体操作步骤如下：在ARCMAR中打开ARCTOOLBOX中的SPATIAL格式工具，然后以所选定的坐标数据文件的大小来作为剪裁的范围，而后根据工程需要利用系统中的多边形工具完成所需的数据剪裁操作。如图所示：

最后，在利用地理信息进行煤矿物探测量工作基准数据准备工作中，要充分做好地质地表形态与系统所生成图形的叠加工作。也就是说将经过剪裁后的DEM数据文件进行影像分析与核对，然后将其加载到ARCSCENE文件中生成TIN表面文件和影像，最后将图像载入到影像图层属性中的基础高程表面TIN系统中，以此来完成地形地质表面数据与影像叠加的整个过程。如图所示：

4、地理信息在煤矿物探测量三维地形分析中的应用

随着科技的发展及煤矿行业工程的不断发展，地理信息技术越来越多地被应用到了煤矿物探测量工作中，并在其中发挥着十分重要的作用。endprint

4.1、地理信息在参考站位置的选择与可视性分析中的应用

首先，在煤矿物探测量工作中，根据地理信息技术所创建的三维工作区域的环境及地质地表形态的数据信息，就可以很直接地将煤矿企业工程所选择的开采环境区域内的地势形态、位置高低、水文地质等环境表现出来，可以为企业开采工作提供一个准确具体的参考数据。另外，地理信息技术可以通过软件系统将物探测量出的数据信息在参考站中明确地表现出来，这就可以使工作人员能够更清晰地分析出煤矿所要开采区域的地理信号覆盖的范围，并可以通过参考站所表现出的直观的图形寻找出地理信号覆盖的盲点，以便企业工作人员及时修改地理信号布设范围，为企业合理地进行地理信号的网点布署提供了必要的技术支持和准确的数据参考信息。如图所示：

4.2、地理信息在测线高程剖面提取工作中的应用

随着煤矿企业的不断发展，使其工程范围逐渐由城镇区域转向野外或山区环境中。而对于山区环境的煤矿物探测量来讲，地理信息技术是尤为重要的。首先，对于山区地质环境中的三维选线就可以通过相线生成一种TIN表面数据文件。同时，在生成表面TIN文件后可以利用添加线要素及创建测高线的方式来完成对高程剖面数据的分析。另外，利用地理信息技术可以精确地创建出高程剖面数据信息，以便更加精准地获取煤矿开采区域内所有的地质地形环境状态，为煤矿企业的开采工作提供帮助。除此之外，由于山区煤矿的地势环境较为复杂，通过地理信息技术所生成的高程剖面数据信息还可以清楚地表示出沿山谷区域分布的地理信号所生成的测线数据信息以及山谷区域内地形的高低变化及地质环境等因素，为保证煤矿企业工程施工安全奠定了良好的基础。

4.3、地理信息在现场宿营选择与安全预演中的应用

煤矿企业的工程工采工作一般来讲都是需要较长时间才能完成的，又因地势环境的影响，煤矿企业工作人员在工程开始后都会在工程区域内搭建临时的休息地。因此，煤矿工程区域内的安全就成为了企业首要考虑的问题。利用地理信息技术中的三维可视观测技术就可以帮助企业工作人员选择出区域内地势自然等环境相对较安全的区域做为工作人员临时的休息场地。例如：如果煤矿开采区域在山前带的话，那么企业工作人员所需选择的休息场所必须远离洪水可能会淹没的区域。因此，利用地理信息采取施工区域内的水文地理信息、气候环境信息等就是十分必要的，通过地理信息对此类数据的采集可以分析出某一个季节内山区内洪水的流量及水位的高低。工作人员则可以通过水位的高低及气候环境变化等数据信息模拟出虚拟的环境，以便准确选择出洪水不可能会涉及到的区域进行临时休息场所的搭建。

结语

综上所述可知，地理信息在煤矿物探测量工作中起着十分重要的作用。因此，在对工作区域进行施工前，要充分利用地理信息技术对施工区域进行全方位的分析，以便增加工程施工的安全性，提高工程施工效率。

参考文献

[1]程军.地理信息在煤矿物探测量中的应用[J].清华大学出版社，2013（05）.

[2]汤国安.地理信息在煤矿物探测量中的应用[J].科学出版社，2012（11），37-38.

[3]杨昕.地理信息系统空间分析[J].武汉大学出版社，2012（08）.

[4]王红.地理信息在煤矿物探测量中的应用[J].北京.科学出版社，2014（02）.

作者简介：

杨剑霞，女，1968年10月出生，籍贯河北冀县，高级工程师、正高级经济师，本科学历，研究方向：地理信息系统；

翟黎明，女，1982年10月出生，籍贯河北深泽， 工程师，研究生学历，研究方向：地理信息系统；

张立洲，男，1994年11月出生，籍贯河北藁城， 大专学历， 研究方向：工程测量。endprint