地理信息系统在野外工程地质方面的运用

摘 要：近年来,随着地理信息系统的发展与完善,在诸多领域中得到了应用和推广,在野外工程地质方面,也发挥了重要的作用.本文主要从资源管理、工程地质、矿山规划和设计、矿山管理几个方面进行了研究.

关 键 词：地理信息系统；野外工程；地质

一、前言

地理信息系统作为一种大型基础软件,拥有自主版权,将数据库管理、数字制图和空间分析融成一体.具有空间数据管理、数据采集和编辑、数据输出以及空间分析等功能.运用以上功能即可由原始数据中条件检索或图示检索到所需实体数据,并且能够对其进行统计,作空间叠加分析.目前,地理信息系统已经在诸多领域得到了广泛的应用,例如,地质、城市规划、突刺管理、测绘及矿产等,是专业技术人员开展研究工作的重要工具.

二、地理信息系统在野外工程地质方面的运用

在野外工程地质方面,地理信息系统的运用可以分成两大类,其中一类主要是对多源信息进行集成管理,而另一类则主要是对多源信息进行分析,也就是说在借助相关应用模型,以第一类为基础来加以分析.总体来说,地理信息管理系统能够采集、存储并处理野外工程地质方面的资源和环境信息,通过相关数据库和软件系统的建立,来查询检信息,并进行相应的综合分析,经过动态预测与评价之后,输出信息,促进野外工程地质的科学开发管理.

1.地理信息系统在资源管理中的运用

（1）矿山资源管理

在矿山资源管理中,品味管理与矿山资源储量是基础内容,如果想对上覆岩土剥离量以及矿山资源储量进行快速自动计算,则应采取GIS技术,从而实现动态的管理与分析表达,正确地矿山资源储量及其分布状况反应出来,以确保合理开采并充分利用资源.

（2）其它资源管理

其他资源主要包括两个方面,一个是相应的伴生矿物,另一个是水资源.运用地理信息系统,可加强对伴生矿物的开发与利用.而在矿山生产活动进行的同时,其周围水资源难免会遭到破快,这样一来,使得水资源管理引起了人们的重视.通过地理信息系统,能够有效清查水资源,将水资源分布的状况反应出来,促进对水资源的保护与合理利用.

2.地理信息系统在工程地质中的运用

地理信息系统中的空间数据库可以有效的对野外工程地质的最初勘探数据进行存储和管理.该系统可以将矿山工程的地质图进行有效管理,并将图形和相关属性关联起来,因此,该系统对于图形的表达编辑功能要求很高.另外,该系统还可以模拟CAD绘制开发矿山资源所需的柱状图,并利用柱状图和钻孔数据自动绘制等值线图与剖面图.不仅如此,在矿山的疏干排水与边坡控制中,该系统还可以借助地理信息系统技术帮助相关工作人员解决一系列复杂的野外工程问题.

3.地理信息系统在矿山规划和设计中的运用

当前,国际上许多工程已经应用了GIS技术解决矿山的工程问题.比如,德国的露天煤矿就使用了GIS技术对工作面的作业计划进行设计,并且,该煤矿的排土场位置以及矿岩运输线路也应用了GIS技术.我国也有许多矿山应用了GIS技术,其主要集中在对底层的矿图进行管理,但是,采用GIS技术建立分析模型,对野外工程地质进行优化分析的应用仍然较少.

此外,利用地理信息系统技术还可以对矿山的采场进行可视化的交互式设计.其主要是通过在GIS软件当中建立一个专业的分析模型,从而分析采场的设计效果,以便对设计效果进行改进.此外,矿山的设计人员还可以应用GIS专业模型对露天矿的生产系统进行优化,比如在对露天运输线路的布局和位置进行优化时,可以采用GIS的最佳路径分析功能,以便缩短矿岩的运输距离,降低运输的成本.

4.地理信息系统在矿山管理中的运用

（1）生产计划及调度

在制定矿山的调度方案与生产计划方面,可以采用地理信息系统技术来建立块状的矿床模型,其可以将矿山的矿岩分布状况与开采状况连接到计算机上,并用画面显示出来,从而建立开采优化的模型,以便得出一个较为合理的开采方案.我国当前很多矿山均采用采用电铲——卡车间断工艺系统,其采运成本占据了总成本的六成以上,所以,建立基于地理信息技术的矿山生产调度监控系统势在必行,其可以有效的实现对电铲和卡车等设备的优化调度,提高运输系统的运行效率,进而使经济效益最大化.

（2）矿图管理

当前GIS技术中二维矿图管理的应用比较成熟,这也是其基础应用的一方面.其中,MAP-GIS是以电子矿图作为最终的输出产品,而地理信息系统则主要用在对矿山的矿图进行管理方面,其实质是建立一个专门的空间数据库,以便对矿图及其相关属性进行存储、查询、编辑以及输出操作,并为另外的高层次应用建立基础.

（3）人力资源管理、安全管理和决策支持系统

结合矿山的组织系统,可以建立以地理信息系统为基础的人力资源数据库,并和人员考勤系统联系起来,以便实时监测某一时刻的某一些人的工作动向,从而为管理人员提供可视化的采场人员分布情况,进而为相关决策提供可靠的依据.另外,利用地理信息系统还可以科学合理的对安全设施的布局进行规划,从而可以保证矿山在安全生产的前提下最大程度的节约经费,降低运营成本.同时,还可以利用地理信息系统对已经发生的灾害与事故进行影响评价与分析原因,以便预防类似事故的再次发生.除此之外,还可以建立基于地理信息系统的决策支持系统,换句话说,就是指在空间数据库的基础上,建立专业的专家知识库和数据模型,从而为矿山的决策提供一系列解决方案.

5、　地理信息系统在矿山环境保护和生态恢复中的运用

通常情况下,开发矿山的矿产资源对于环境有着较大的破坏作用,而自然环境对于人类的重要性毋庸置疑,其在一定程度上比矿产资源更加重要.因此,应该利用地理信息技术统筹的解决环境问题.

（1）矿山环境影响评价

矿山在开发资源的过程中通常容易以下环境问题,如土地破坏、大气污染、水体污染以及噪声污染等等.借助地理信息系统技术可以有效的解决露天矿的环境问题,且这一应用在当前页已经比较成熟.具体说来,专家地理信息系统（EGIS）可以对露天矿的影响进行评价；地理信息系统中的缓冲区分析则可以对爆破导致的环境污染（飞出的岩石、烟尘以及噪音等）范围进行准确的评价.

（2）环境规划与土地复垦规划

地理信息系统还可以在评价矿山环境影响的基础上,科学的制定环境硅规划,从而合理的布局环境治理的措施.比如在对到达边界的排土场或者是废弃的采场进行土地复垦的工作时,就可以建立基于地理信息系统的土地复垦信息系统,将当前和今后矿区的土地覆盖变化在计算机的屏幕上动态地显示出来,并对今后土地复垦完毕后的景观进行预测和模拟操作,以便更好的指导与评价土地复垦作业.

三、结束语

总而言之,地理信息系统在矿山等野外工程地质方面的应用非常广发,其主要集中在资源管理、工程地质、辅助勘探、矿山规划设计、作业安排和监测、实时开采模拟以及生态修复等领域.因此,为了促进矿山企业向集约化程度发展,就必须采用地理信息系统技术,充分利用空间信息的资源,建立数字化矿山系统,只有这样,才能真正促进矿山企业可持续发展.