數(shù)字礦山空間數(shù)據(jù)庫設計與應用

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摘要：礦山建設是產出的保障，伴隨著先進的數(shù)字化設計的興起，礦山建設的測量、規(guī)劃作為最基礎的數(shù)據(jù)具有重要的價值，必須妥善保存，以備隨時有效利用。針對數(shù)字礦山建設了空間數(shù)據(jù)庫，介紹了數(shù)據(jù)結構形式、建設方法和流程，并總結了所建設的空間數(shù)據(jù)庫結構特點，對應用場景進行了展望。

關鍵詞：數(shù)字礦山測量；規(guī)劃空間；數(shù)據(jù)庫設計；應用

國家的數(shù)字礦山建設推廣已經有相當長的時間，在有關數(shù)字礦山的理論研究方面已經取得了巨大的突破，但在數(shù)字化設計方面的具體實施問題上仍停留在傳統(tǒng)的分立設計層面，存在數(shù)字化程度不高、數(shù)據(jù)利用率低等問題，對數(shù)字礦山測量規(guī)劃的空間數(shù)據(jù)庫建設進展較為緩慢。在礦山建設數(shù)字化發(fā)展的大形勢下，針對其數(shù)字化測量規(guī)劃的技術仍然存在資源共享程度低和信息利用率不高的問題，建設空間數(shù)據(jù)庫是一個有效的解決途徑。數(shù)字礦山測量規(guī)劃的空間數(shù)據(jù)庫設計是一個相對較長的過程，就目前對數(shù)字礦山的開發(fā)水平，其測量規(guī)劃的空間數(shù)據(jù)庫仍處于發(fā)展中的初級階段，即數(shù)據(jù)庫的基礎建設階段。此階段的主要問題是如何實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一，建立數(shù)據(jù)庫如何進行其數(shù)字礦山測量規(guī)劃的應用。只有多方位收集礦山所涉及到的基礎地質情況，進行開采時的數(shù)據(jù)報告統(tǒng)計，對其實現(xiàn)分裝分離，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一整理，為下一步的數(shù)字礦山空間數(shù)據(jù)庫的設計及應用提供基礎保障。

1數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的設計

依據(jù)數(shù)字礦山設立所需的每個礦山之間的關系模式及空間數(shù)據(jù)的合理前提下，數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間的數(shù)據(jù)庫結構設計存在自底部向上、自頂部向下和云端服務三種結構形式，無論任何一種形式，最終均可實現(xiàn)對數(shù)字礦山的合理測繪的目的[1]。首先實現(xiàn)對數(shù)字礦山空間數(shù)據(jù)庫的基礎框架設計，需要勘探設計部門對以往礦山數(shù)據(jù)進行搜集整理，參照國家礦山行業(yè)的標準對空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一編號分類，數(shù)字礦山的測繪數(shù)據(jù)庫設計采取統(tǒng)一形式的坐標系統(tǒng)，同時滿足對其存儲格式和編號規(guī)則統(tǒng)一，為保證操作時數(shù)據(jù)的準確性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的鏈接通順，保持數(shù)據(jù)庫的順利應用。數(shù)字礦山空間數(shù)據(jù)庫根據(jù)不同礦山之間的特征進行特征化歸類，設立數(shù)組參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)一坐標的形式對參數(shù)進行建表或繪制虛擬二維圖形，根據(jù)比例計算法可得出數(shù)字礦山相近測量規(guī)劃數(shù)據(jù)，將其數(shù)據(jù)存儲至計算機指定平臺下，依照數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)實時更新，取其數(shù)據(jù)平均值得出相對準確的測量數(shù)值[2]。數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間結構形式如下圖1所示。

2數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫結構特點

基于空間數(shù)據(jù)庫對數(shù)字礦山的設計結構中，可實現(xiàn)高精準度的測量規(guī)劃，推進數(shù)字礦山信息化、智能化管理的步伐。同時為數(shù)字礦山高精度數(shù)據(jù)的開發(fā)利用提出了更為優(yōu)化的解決方案。采用對礦山進行識別分類的特征化數(shù)據(jù)庫有利于相關人員實施開采工作時對資源數(shù)據(jù)的管理，可以提高數(shù)據(jù)的利用率，避免單一目的的重復操作造成人力物力資源的浪費。數(shù)據(jù)庫根據(jù)不同身份人員的權限信息可實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)資源的個性化展示，即滿足了數(shù)據(jù)資源的交互也強化了系統(tǒng)的安全性[3]，且大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常帶有數(shù)據(jù)后臺自動存儲備份功能，多層次的保障了數(shù)據(jù)的安全。數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫結構體系可以裝載全方面的數(shù)字礦山資料，完整網(wǎng)絡人員管理體系，具有完全高度可訪問性，且空間數(shù)據(jù)庫具有不受限制的實體數(shù)據(jù)長度，一個表格內可包含兩個或以上數(shù)據(jù)對象，方便結構式嵌套應用。為開展數(shù)字礦山的研究提供精準數(shù)據(jù)信息，為國內的礦山建設教學或專業(yè)化實驗提供理論基礎[4]。

3數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的應用

通過對數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的設計，實現(xiàn)了相關工作人員在開采或勘察礦山的過程中對其角度的精準測量，通過數(shù)據(jù)庫的實時更新功能，也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和記憶。針對空間數(shù)據(jù)庫的特點可將其技術應用到礦山的慣性測量中，滿足對數(shù)字礦山的更精準測量，例如經緯角度檢測和是否出現(xiàn)重力異常等[5]。利用設計的空間數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)針對下列空間數(shù)據(jù)的應用：①基礎化信息的處理，數(shù)字礦山及一些地區(qū)所處的地勢畫圖，如水路圖、陸路圖等；②專用空間數(shù)據(jù)計算，入隊形式的等高線計算，河流斷面或降雨值河流域對數(shù)字礦山測量的影響；③對圖像數(shù)據(jù)的生成，包括對數(shù)字模型或正反射影的成像。空間數(shù)據(jù)庫對于數(shù)據(jù)信息的獲取主要通過空間遙感和高空航拍兩種技術，可獲得相關數(shù)字礦山的反饋圖像，采用設計數(shù)據(jù)庫進行圖像處理，進而得到數(shù)字高清模型及有關矢量數(shù)據(jù)，處理好數(shù)據(jù)加工的關系，使其符合數(shù)據(jù)標準化規(guī)定且滿足元素之間的拓撲關系。

4結語

隨著數(shù)字礦山測量規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的設計，礦山測繪技術在相關部門實施開礦或勘查中的應用也越來越多在。檢測數(shù)據(jù)的輸入輸出，對數(shù)據(jù)的修改分析，對數(shù)據(jù)實現(xiàn)一體化處理是日后國家在數(shù)字礦山中明確的發(fā)展趨勢。對國內已有礦山的進行規(guī)劃管理或開采勘查過程中的數(shù)據(jù)檢測更為精準，在未來國家數(shù)字礦山發(fā)展過程中，測量規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫的應用將更加廣泛，為科技水平將持續(xù)提高奠定理論基礎。

作者:陳瑩瑩 歐陽云 單位:江西有色金屬地質勘查二隊