基于云计算的矿山测绘地理信息应用及标准化研究

丁 超

（甘肃省华亭煤业集团有限公司砚北煤矿，甘肃 华亭 744100）

进入信息时代和数字时代以来，矿山地理信息系统借助现代化技术成果的更新换代，获得了新的发展。云计算作为新型数据处理技术，为有效应对地理信息数量急剧增加、分析工作日益繁重的挑战提供了新途径。矿山地理信息领域的专业人员要紧跟技术发展趋势，大力探索云计算等新型技术的有效应用。文章分析了矿山测绘信息和云计算的基础概念，针对矿山数字化管理的发展需要，探讨了测绘技术获取的数据信息如何以标准化应用为方向，促进数据的有效挖掘和应用。此次研究对矿山数字化、智能化管理有较好的借鉴价值。

1 矿山测绘地理信息

新时代是数字时代，也是现代矿山企业全力构建数字化、智能化矿山的关键时期。传统矿山测绘地理信息管理借助计算机、互联网技术的发展，获得了新的发展进步。面对矿山测绘地理信息的基础数字资料规模不断急剧增加的挑战，迫切需要借助云计算等现代化数据处理技术提高工作效率和质量。

1.1 矿山测绘地理信息的价值

矿山测绘地理信息是现代矿山企业进行数字化、信息化、智能化建设的关键环节。数字矿山需要将矿山开发建设范围内的所有地理信息、坐标数据等集成构建为数字化模型，再利用现代化信息技术，对数字模型进行主动感知、自动分析和高质高效处理，从而实现矿山生产开发全过程数据信息的一体化管理。矿山测绘地理信息是矿山数字化、智能化建设的基础，只有不断提高地理信息的采集、分析和处理、使用质量，才能构建高质量的数字化矿山管理系统。

现代企业管理已经离不开计算机、互联网等信息技术。现代化矿山管理不是简单地将传统书面文字资料、图纸上传到网络，而是需要利用现代数据技术对矿山的测绘地理信息、生产管理信息等基础数据资料进行有效分析和高效处理。必须引入现代企业的资料管理、数据分析标准化工作理念，更新升级传统管理模式，以思维和方法的变革带领矿山数据资料管理进入新的发展阶段。从管理的价值上看，矿山测绘地理信息的现代化管理作用表现为：一是实现自动化管理。基于现代信息技术和信息采集设备，能实现对矿山测绘信息的自动化采集、分析和处理，改变传统手工操作的工作量大的问题，杜绝人为操作可能存在的误差和错误处理。二是实现高效率管理。现代信息处理技术最大的优势是提高测绘信息的输入记录、分析处理质量，工作效率大幅度提高，工作质量更加可靠、快速、便捷。快速、高效、准确的矿山测绘信息能为企业的发展决策提供真实可靠的依据。三是实现标准化输出。矿山测绘信息借助计算机及其专业软件，不再需要人工手工绘制图纸等资料，计算机软件输出的标准化数据和图件，不仅让图纸绘制工作量不再成为影响工作进度的因素，还能为计划规划部门、设计人员和企业决策者提供快捷可靠的图形化资料，是矿山企业实现计算机一体化、集成化管理的重要组成部分。

1.2 矿山测绘地理信息技术

现代测绘新技术已经广泛应用于矿山测绘地理信息采集管理工作中。主要的技术种类有：一是无人机摄影测量。无人机摄影测量技术，就是利用配备多个航拍相机、摄像机等设备的无人机进行矿山测绘地理信息的采集。能通过多角度的设备架设，实现360°不同倾斜角度下的信息数据采集。无人机按照事先设定好的航线对测区进行采集，能快速准确、真实有效地获取矿山的地表地貌。该技术最大的优势是应用于露天矿山的监管中，能利用高分辨率图像信息构建矿山三维现实数据模型，从而直观观察矿山开采过程，确定矿山开采是否越界、是否存在不安全因素。二是三维激光扫描技术。该技术是基于激光信号对测绘目标的连续发射和反射信息作为三维点云数据来源，从而准确对被测目标进行GPS定位，构建三维立体化数字模型，便于后续矿山地理各类丰富测绘信息的嵌入集成。该技术在矿山测绘中主要应用于地面和地下巷道，能快速准确对被测区域进行定点扫描，形成可视化、立体化的三维实景模型，展示矿山真实工作场景、工作进度和矿山结构的变化，保障矿山安全生产。该技术能还能利用专业的计算机软件，对比分析不同时期的矿山数据模型，精确计算矿山开挖的边界和工作量体积，从而科学决策矿产开采计划、开采产量和产能作业面的进度。矿山开发中非常容易因为内部开挖形成的空洞造成积水涌出等安全隐患，严重时会导致矿山出现坍塌等安全事故。将三维激光扫描技术应用于钻孔式设备上，能通过钻杆的延长，深入矿山内部巷道和采空区域，真实准确地掌握采空区域的数据信息，还原采空区域内部结构，有效降低矿山开发作业过程的安全风险。

2 云计算及其应用概述

2.1 云计算

云计算是现代信息技术和数据处理技术领域的最新应用成果。我国对云计算的定义来自于中国电子学会云计算专家委员会。云计算是一种互联网技术支撑下的计算模式，在大众参与的形式下，实现对计算资源的动态运行，云计算的计算能力、存储能力和数据交互能力是实时可变化、能伸缩的，采用虚拟化的服务为用户提供计算功能。云计算是一种对技术资源的组织、分配和使用模式进行的创新，有效促进了计算资源在科学合理分配下的利用率提高，是促进计算领域节能减排、绿色计算的重要新型技术。云计算从服务模式上看，以软件服务化、资源虚拟化的特点实现计算系统运行的透明化，是一种全新的商业计算服务模式。作为一种技术手段，云计算改变了传统计算资源的使用限制，成为面向社会大众的基础服务设施，对信息技术的应用有着深远的影响。云计算的服务理念是按需服务、一切皆服务。在矿山资源管理领域搭建云计算平台，是智慧矿山、数字矿山建设的基础内容，能促进矿山企业加快信息化建设，并体现出矿山测绘信息的公益性价值。云计算将传统矿山测绘信息松散的、粒度不同的数据进行标准化改造，从而实现多粒度的智能化服务，能将分布于不同服务器上的矿山测绘碎片数据进行有机融合，集聚成为数据小云、数据大云和混合数据云，满足用户对矿山测绘数据使用的多角度、多层次需要。

2.2 矿山测绘地理信息数据的特点

矿山测绘地理信息数据服务在20世纪互联网诞生之后，采用的是人工操作和网页WWW相结合的方式进行。地理信息数据在检测、集成等过程中耗时较长，数据传输速度慢，检测结果的准确性不高，难以实现全局性数据分析使用。进入21世纪以来，卫星遥感技术、互联网Internet技术让大数据的共享成为可能，矿山测绘地理信息数据借助新型互联网信息技术实现实时共享，不仅提高了矿山测绘地理信息数据的利用率，也方便了测绘工作人员进行更加快速便捷的数据采集。现场数据采集工作环境的改善、远程数据的传输效率提高，让矿山测绘地理信息数据为矿山现代化发展奠定了良好基础。矿山测绘地理信息数据是现代化矿山企业生产运行、发展决策的关键数据支撑，必须不断提高数据采集的准确性、分析处理的科学性，才能为企业全面可持续发展提供有效保障。矿山测绘地理信息数据的集成化、一体化利用水平决定了绿色矿山、智慧矿山建设的水平。

现代化矿山数据信息标准的特点表现为：一是数据信息标准化。在传统矿山测绘地理信息管理中，人工操作存在很多问题，如数据录入准确性受人为影响大，数据分析效率不高、结果不是很准确等等，这些都会直接影响地理信息的有效应用。云计算使用的数据信息来自于卫星遥感等现代化数据采集技术，准确性、实时性和真实性较高。数据信息标准化为后续数据分析和处理使用奠定了良好基础。二是数据资料信息化。云计算对矿山数据资料的处理来自于大数据构建下的数据模型，相比传统测绘技术基于人工处理，大大提高了数据资料的信息化水平。目前已能利用现代化技术实现矿山测绘信息的三维虚拟现实化、交互式展示，不仅实现各类数据资料的集成，大大提高数据资料的科学性，也便于数据资料的实时更新和延续升级。三是数据信息独立化。在矿山测绘地理信息的实际应用中，云计算能让所采集的矿山测绘地理信息得到更全面深入的使用。特别是云计算使用数据来自大数据库，这些数据完整体现数据真实情况，时间、空间上标注的独一性，保证数据信息独立使用时不会受外界因素影响，保证了数据信息使用的准确度。

3 优化改进云计算下矿山测绘地理信息标准化建设的思考

3.1 加强对矿山测绘地理信息数据的云计算研究

基于云计算进行矿山测绘地理信息应用中，数据标准化是云计算服务效能体现的基础，因此要加强对云计算应用形态的研究，从矿山测绘地理信息数据特点出发，建立健全相关管理制度和体制体系，不断提高云计算标准化建设水平。要加快先进现代化信息技术工具的应用。针对矿山测绘地理信息数据实时变化、阶段性数据对比分析等应用需要，总结研究矿山测绘地理信息数据的变化规律和处理特点，选用适宜的云计算技术，以提高共享云、专业云和混合云等各自的应用优势。如专业云在矿山测绘地理信息数据应用中，注重第三方对云数据的管理，发挥专业云在矿山企业管理的基础价值。在混合云应用于矿山测绘地理信息数据管理时，提高数据集成的标准化水平，为数据的传输、迁移打下基础。

3.2 统一矿山测绘地理信息数据云计算标准

现代云计算技术的种类较多，应用于不同行业都获得了良好效果。但在具体实践中发现，云计算标准的统一直接影响数据使用的范围和效果。因此要加强云计算标准化建设，从矿山测绘地理信息数据特点出发，从建设现代化绿色矿山、数字矿山、智慧矿山需要出发，进一步明确云计算相关OGC标准。在矿山测绘地理信息数据的云计算OGC标准制定中，针对矿山对地图等各类地理空间数据、地理空间服务数据等信息共享的要求，完善数据标准化。提高自动处理程度，实现对各类图形、数据信息的自动高效整合，方便对数据信息的搜索、查找和使用。目前国内对云计算的OGC标准比较多，其中大部分是涉及数据服务系统的标准内容，如传感器监测标准、地图定位标准、网络共享要素等。在OGC标准建设中，要处理好服务对应的网络处理和坐标转化问题，提高编码安全水平，从对应的地理信息数据种类出发，选用更有效率、安全性更好的云计算种类，持续提高矿山测绘地理信息数据的标准化。

3.3 适应云计算标准化发展需要丰富标准化建设内容

云计算的标准化有助于云计算的推广和应用，是云计算价值的最终体现。国内外的学术研究领域都在对此进行深入而广泛的研究，可以说掌握了云计算标准化发展的话语权，对国家数据建设具有重要价值。云计算标准化建设的内容非常丰富，一般包括云计算软件开发的标准化、网络技术标准化、云计算技术架构标准化等内容。在矿山测绘地理信息系统的标准化建设中，要深化对云计算标准化建设目标的认识，基于标准的可移植性、交互操作性和安全可靠性进行探索实践，不断丰富标准化建设内容。如加强云计算针对矿山测绘地理信息的操作集成标准建设，对不同云之间的集成接口标准、交互操作标准进行规范。从矿山测绘地理信息的应用需要出发，开展云计算服务接口标准和应用软件开发标准建设，提高对数据信息快速便捷调用和使用。从架构层、平台层和应用层构建出发，探索云计算接入端口标准。研究如何建立云计算服务管理标准，实现矿山测绘数据信息的无缝衔接和移植、迁移。从云计算的安全使用要求出发，建立保密性更强、物理逻辑和可用性更强的标准。

3.4 加大参与国际云计算标准化建设的力度

从目前世界上云计算标准化发展的趋势看，掌握了云计算标准化建设话语权，不仅体现国家科技研究力量，也有助于展示大国在云计算标准化领域的领导力量。国内云计算标准化建设，要引导高等院校、企业团体的参与和加入，将中国云计算需求纳入到国际云计算标准化建设内容，在云计算领域建立中国标准、推广中国云计算标准，增强中国在云计算领域的核心竞争力。发挥高等院校和科研机构的力量，强化行业协会参与标准化研究的力度，推动我国标准化建设成果的共享和推广。矿山企业要发挥国有基础产业的重要作用，在云计算标准建设实践中体现更大价值。

我国改革开放四十多年来，国内社会经济建设取得了巨大发展，矿山测绘地理信息管理借助先进的计算机和互联网技术快速发展。文章从云计算标准化发展趋势分析出发，建议通过加强对矿山测绘地理信息数据的云计算研究、统一矿山测绘地理信息数据云计算标准、适应云计算标准化发展需要丰富标准化建设内容、加大参与国际云计算标准化建设的力度等措施，不断提高云计算下矿山测绘地理信息标准化建设水平。