【文章內容簡介】 ，在網絡環(huán)境中實現各專業(yè)部門用戶對數據的獲取、更新、數據的處理與存儲、信息的提取與分析，同時建立相應專業(yè)的應用模型庫和圖形庫。2．1數據管理系統(tǒng)一個礦務局(集團公司)一般包括多個煤礦，由于地域的分布特征，有相當部分的資料存在共性。在同一生產礦井，不同專業(yè)之間的數據也存在內在的聯系。因此，開發(fā)基于管理的應用系統(tǒng)將有助于實現數據的一次輸人、完全共享，使煤礦專業(yè)應用與全局服務相一致。Internet的出現給實用化的企業(yè)網絡系統(tǒng)構建帶來了巨大活力。采用全新的Internet技術，可以實現信息的完全共享，從而實現企業(yè)信息管理的網絡化、快速化。煤礦地測工作直接關系到煤礦生產的安全管理。實現地測數據與成果圖件的實時管理與遠程查詢，是煤礦企業(yè)領導監(jiān)督管理的重要手段。目前煤礦所采用的地測信息系統(tǒng)的數據庫大多采用桌面數據庫，而桌面數據庫的缺點是資料的獨立性太強，共享困難。這就造成了各個煤礦“各自為政”，礦務局的統(tǒng)一管理非常困難，達不到資源共享的目的。同時還增加了冗余數據。信息的傳遞速度也慢，統(tǒng)計、匯總麻煩，造成大量人力、物力、財力的浪費。采用客戶端/服務器(C/S)與瀏覽器/服務器(B/S)相結合的二級管理模式，可以很好的滿足局礦兩級網絡化管理的需要。也就是說，針對地測專業(yè)的技術人員，他們通過CS模式操作基礎數據，完成地測部門日常工作對數據的動態(tài)修改與維護，而對礦級或局級領導，他們通過BS模式來訪問基礎數據庫中的數據，查詢關心的信息，指導現場生產?；A 數 據 管理系統(tǒng)涉及了地質、測量、水文地質、儲量、采掘、三維地震等基礎資料，其作用主要在3個方面:其一是要滿足用戶錄人、查詢、修改、統(tǒng)計分析及編制報表的需要。其二要為專業(yè)制圖系統(tǒng)準備必要的基礎數據，以完成煤礦常用基礎圖件的計算機繪制。其三是對現有資料的深層次利用。一是提高資料利用的深度和廣度，通過改進現有方法與手段，開發(fā)新的方法和手段，提高資料自身的利用水平，挖掘其潛在的信息資源。二是綜合利用，將多源信息組合、疊加以獲取新的信息，通過對比、分析和動態(tài)交互，不斷提高認識水平，從而實現對地質資料認識的由灰變白。從信息獲取的角度，煤礦地質測量管理信息的獲取手段越來越豐富。從以往單一的鉆探手段發(fā)展為集遙感、數字攝影、GPS(全球定位系統(tǒng))，以及三維地震勘探和其他地面物探、礦井物探等手段為一體的立體勘探模式。在數據內容上，則以煤礦地質、水文地質、測量以及采掘信息為基礎，更多地融人地面物探(如地震、瞬變電磁勘探)、礦井物探如槽波、坑透、瑞雷波勘探)、測井及其他地壓、瓦斯資料等多源地質信息。在表現形式上，更多地呈現出集圖、文、聲、像為一體的多媒體特征。在數據組織上，一般通過以下3種途徑來實現基礎數據的采集:煤礦生產是一個動態(tài)、活躍的過程，在生產過程中會揭露大量的實測資料，通過數據庫來對其進行管理是一種理想的選擇。在內容上，至少應包含礦井地質、測量、水文地質、儲量和采掘等基本信息。在功能上，應滿足用戶對這些基礎數據錄入、查詢、修改及統(tǒng)計、報表的需要，并且要為計算機成圖系統(tǒng)提供數據接口。為滿足局礦兩級網絡化管理的需要，一般選用中、大型關系數據庫作為數據庫基礎平臺，如:Oracle7,Sybase,DB2,SqlSever2000等，前臺操作界面則可選用Dephi,Vb ,PowerBuild等開發(fā)。 從現有煤礦生產專業(yè)圖件上獲取數據很多生產礦井都已經開采了一定的年份，積累了一定的生產資料和大量的生產圖件。由于圖件的編制除基礎資料以外，還受到專業(yè)認識的影響，已有的經過積累、修改所形成的現階段的成果圖件，很難通過不太完善的資料來自動生成，因此，從現有煤礦生產專業(yè)圖件上獲取數據，就成了一項重要的途徑。 通過其他通用軟件接口獲取數據在煤 礦 地 質測量專業(yè)軟件出現以前，很多煤礦生產單位已經在一些通用軟件(如AutoCAD,Map地質測量空間信息系統(tǒng),Maplnfo等)上編制了大量的專業(yè)圖件，也積累了相應的數據。因此，一個專業(yè)的煤礦地質測量空間信息系統(tǒng)，必須具備與其他通用軟件的接口，通過接口直接獲取圖形及屬性數據。2．2 煤礦地質測量空間信息系統(tǒng) 煤礦地質測量空間信息系統(tǒng)平臺的設計面向對象的軟件開發(fā)方法OMT(ObjectM odelingTechnique)以面向對象的思想為基礎，通過對問題進行抽象，構造出一組相關的模型，從而能全面地捕捉問題空間的信息。圖形數據庫或圖形文件可以看作是對專業(yè)數據模型進行描述的一套數據結構，它包含了一系列的對象和作用于對象的操作以及定義操作實施的規(guī)則。在煤礦地質測量專業(yè)地質測量空間信息系統(tǒng)平臺的設計中，層次結構的圖形數據結構設計是一種理想的選擇，它不僅描述方便，而且便于管理。圖形數據結構中的每一個對象都由其成員數據和作用于成員數據的操作所組成，面向對象技術和Windows的消息驅動結構使得軟件開發(fā)有了一個根本性的飛躍。通過對象的封裝性和繼承性，使得軟件的模塊化、穩(wěn)定性、可操作性、可維護性以及代碼的可重用性，都大大地提高。此外，作為一個專業(yè)的煤礦地質測量圖形數據庫，還要充分考慮其專業(yè)特性。 煤礦地質測量專業(yè)圖形的自動生成在煤礦的勘探、開采設計及生產過程中，地質和測量圖件是設計、生產的基礎資料和依據，是地質測量工作最終成果的重要組成部分和形象化的表現形式。常用的圖件主要包括:柱狀類:鉆孔柱狀圖、綜合柱狀圖、煤層小柱狀、煤巖層對比圖。剖面類:地質剖面圖、采區(qū)剖面圖、巷道素描圖。平面類:煤層底板等高線與儲量計算圖，各類等值線圖，三下壓煤圖，水平切面圖，采掘工程平面圖，井上下對照圖、通風系統(tǒng)圖、排水系統(tǒng)圖、井下避災線路圖、采區(qū)布置圖、采掘銜接計劃圖、工作面循環(huán)圖表等。煤礦地質測量常用圖件繪制的自動化程度、信息更新的動態(tài)編輯能力以及圖件之間信息的共享程度，是衡量一個專業(yè)地質測量空間信息系統(tǒng)平臺優(yōu)劣的一個主要標志。柱狀圖是地質圖件中最為規(guī)范化的一種。它是對區(qū)域地層或鉆孔穿過地層的一種說明性描述。柱狀圖繪制的技術關鍵有3點:一是巖性符號柱狀的繪制。二是地層系統(tǒng)與巖層的一些描述性文字處理。三是各欄之間的關系協調(緩沖線)。此外，還應考慮柱狀圖格式的自由定義，測井曲線的自動繪制等。地質剖面圖一般是沿勘探和主要石門方向切繪的，圖形反映了該剖面上的煤層、標志層、地層界線、含水層的位置和構造形態(tài)以及與井巷之間的相互關系。它是分析研究礦區(qū)地質構造、編制其他綜合地質圖件、進行儲量計算、采掘設計和布置生產勘探工程的基礎資料，也是礦井地質工作的3大基本圖件之一。(a).剖面基礎數據的準備一條剖面的繪制涉及到鉆孔、巷道、斷層、各種邊界等基礎數據。數據的獲取一般有兩種方式。其一是通過數據庫來組織這些數據。其二是利用剖面線與煤礦地質測量空間數據體的相交關系來獲取這些數據。(b). 剖面處理技術以離散的數據(鉆孔和采礦數據)繪制地質剖面圖，其難度主要是在繪制煤層、標志層和地層界線時，所繪制曲線在斷層兩盤，上、下層位之間的形態(tài)應該協調。即通常所說的剖面斷層處理和地層形態(tài)協調。以下簡單介紹其實現步驟：第 1步 : 處理斷層間的相對關系，對剖面斷層作必要的延伸與擴展，以形成剖面處理所需的擴充斷層數據。第 2步 : 根據斷層的初始或上次求得的平錯與落差，恢復地層連續(xù)。第 3步 : 地層擴展。第 4步 : 求每一地層被每一條斷層切錯的平錯與落差。求每一地層與每一條斷層的交點。第 5步 : 重復14步，直至求每一地層對每一條斷層切錯的平錯與落差滿意地得到。第 6步 : 輸出。平面圖所包含的內容很多，如一些點狀標志(工程點、鉆孔標志、地物，??)，區(qū)域邊界、等值線、文字標注等等，一般通過組合的方式，繪制圖框、鉆孔標志、煤層小柱狀、各類等值線、儲量計算塊段、各類邊界曲線和采掘工程等內容。在平面類圖形的處理過程中，需要研究解決這樣一些關鍵技術:復雜地質條件下(包括大量正逆斷層)TIN的自動生成、平面與剖面的自動對應與動態(tài)修改、任意切剖面、平面圖上儲量與損失量的自動計算、采掘工程平面圖上巷道的自動延伸與巷道空間交叉關系的自動處理等。其中，復雜地質條件下(包括大量正逆斷層)TIN的自動生成又是煤層底板等高線繪制的基礎，也是工作量最大的一個方面。Cline和 Renka(1990)提出了一種約束Delaunay三角形剖分方法，這種方法首先將點按無約束Delaunay方法進行剖分。然后將所需的邊加進去，形成對這種結構進行描述的數據矩陣。實際計算時，有如下算法:a). 找到所有與要求的連接線相矛盾的三角形，將其中的內邊去掉，構成一個多邊形。b). 將所要求的連接線加人到該多邊形內。C). 按照所對的頂點內角最大的原則，繼續(xù)形成剩余的三角形邊。 煤礦地質測量3D模型的構建煤礦地質測量3D模型的構建與可視化將大大提高煤礦工作人員對煤礦生產各個環(huán)節(jié)的直觀認識。但是由于數據采集的難度以及生成算法的復雜性，基于數字化礦山全景式真三維建模與顯示為目的3D軟件的開發(fā)尚處在摸索之中。目前，許多煤炭行業(yè)的地學工作者將工作的重點放在多煤層地質實體及井巷工程的3D建模與可視化研究方面。多煤層地質實體及井巷工程的3D模型可以由點、線、面、體來構建。對離散點的強約束Delaunay三角形剖分，可看作3D表面建模的基礎，通過對某一煤層頂、底板的Delaunay三角形剖分來實現類三棱柱法對體模型的描述。項目的總目標和階段目標（含預期知識產權情況）： 、生產、通風、調度、安全、救護、機電、運輸等其他應用系統(tǒng)提供一個基礎的數據及圖形管理平臺。以此規(guī)范、統(tǒng)一數字礦山的信息資源，實現相關專業(yè)、部門的信息共享。、測量成圖的自動化，實現地質、測量有關計算、管理的自動化。能及時準確地根據三維勘探、鉆探、井下揭露等最新資料和信息，高效準確地修改各種生產圖件。，在集團公司生產處和各個礦分別建立相應的地質、測量管理系統(tǒng)，將原來手工處理的數據、圖件等資料實現電子化處理，以此全面提高數據處理水平，使其便于保存、修改和網絡傳輸。（數據庫層、應用服務層和用戶界面層）和C/S+B/S二級管理模式進行系統(tǒng)整體設計，將整個系統(tǒng)按數據庫、業(yè)務邏輯和用戶界面三層功能進行組織。實現生產現場技術人員對原始資料的分析、處理、設計、制圖以及管理者對成果資料及設計圖件的Web訪問；系統(tǒng)全部采用模塊化結構進行設計，可根據需要自由組合拼裝。：：1系統(tǒng)具備完善的點、線、圖案、圖式和圖例的自定義功能。2系統(tǒng)可直接根據原始測量導線點數據生成巷道初步模型，由系統(tǒng)的專有巷道對象構造礦區(qū)的網狀巷道模型，從而直接生成采掘工程平面圖，并可在1：1000、1：2000、1：5000之間直接轉換，同時單線、等寬和變寬雙線可以自由設置。3系統(tǒng)采用大量的先進算法和自動生成技術。如：預定義邊界的Delaunay三角網構造；地層空間TIN模型中的分裂法斷層處理；地層和巷道模型的交互式編輯生成技術。使系統(tǒng)對諸如剖面和平面斷層處理，煤層底板等高線圖的生成具備極高的自動化程度。4自動化程度高――向導式，一步一步地引導用戶由原始數據和數據庫直接生成地測基礎圖件。5系統(tǒng)高度集成――同一界面下可處理煤礦地測和其他部門的各種常規(guī)和基礎圖件。6任意比例尺：字體大小、各種單體符號、點型、線型、地質符號或巖性圖案符號可隨圖形比例尺（標準和非標準）變化，或設置為某一固定比例尺，且可自動無損地轉換成符合現行規(guī)范的式樣。圖件和報表可按任意比例和尺寸打印輸出。7除支持多文檔的結構化存儲外，支持內部的圖形嵌入和圖形參考：圖形組合的二種手段。圖形嵌入可解決如圖簽、圖例這樣的可共用的圖形文件插入、組合、以及圖幅的合并和拼接問題；圖形參考可解決圖形內容共用時的統(tǒng)一性問題，如：有十幅參考了某一個圖形文件，則當被參改圖形被修改和保存后，這十幅圖可以自動改變，從而維護了不同圖形文件中相關內容的一致性。支持粘貼板：使圖形文件間圖形對象的拷貝變得方便。如：某標高的水平切面圖就可以由多個煤層底板等高線圖中的同標高等高線對象拼合粘貼而成。8直接結點編輯、屬性頁、動態(tài)自由縮放技術。：1分布式系統(tǒng)各負其責。地測科管理和處理各礦所屬的數據和圖形，生產處管理集團公司的代碼、線型、圖案、圖式和圖例、數據和圖形分布和數據綜合和匯總。2友好的界面、精心的設計、面向對象的圖形系統(tǒng)。面向對象特性明顯：任何圖形單元都只是一個圖形對象，這樣用戶對圖形的編輯、操作基本上無需記憶命令（系統(tǒng)亦不再提供命令式操作），一般地僅通過鼠標即可完成對圖形對象幾何形態(tài)的編輯和修改工作。此外，圖形編輯、操作的方法和形式統(tǒng)一。所以，用戶學習是一看就會，操作十分輕松和簡單。3三維可編輯模型――模型中各空間點參數、斷層、軸或脊線、邊界可任意添加、刪除、定義和編輯?？汕懈畛鋈我夥较虻牡貙悠拭婕斑^剖面上的巷道。4 GIS的圖形和非圖形數據的關聯，保證了數據的唯一性，包括我們通常所說的平剖對應。由于圖形和非圖形的統(tǒng)一存儲，這種數據的唯一性，數據和圖形間的相關和對應是自動實現的。5除一些Web查詢，系統(tǒng)操作方式以資源管理器形式實現，系統(tǒng)以一個功能樹對應用戶所需的每一項功能，用戶點擊功能樹的每一項就會相應地展開下一級功能/打開對應的數據表/對話或統(tǒng)計、計算窗口。數據的錄入可以表格的形式輸入,且用戶可作適當的調整。亦可以窗口的方式進行，十分的方便和快捷。6可讀取測井數據文件：直接繪制測井曲線，保持了測井曲線的原有精度，同時免去了大量的曲線數字化工作。7三維多層地質模型和網狀巷道可編輯模型――通過對模型的修改、編輯和輸出實現平、剖面數據的自動對應，即地測平面圖、剖面圖修改的相互聯動功能。可用模型直接生成剖面、平面和采掘工程平面圖。此外，系統(tǒng)要求支持TrueType字體；數字化儀和各種系統(tǒng)打印設備；系統(tǒng)支持任意軸向和比例的坐標系統(tǒng)；提供了多種作圖工具，如：柵格點網、目標捕捉、等距線，等高線標注，儲量計算等。三、實現項目預期目標所具備的工作基礎和條件本公司已開發(fā)的煤礦地質測量空間信息系統(tǒng)是一個高度集成化、以Windows 98（2000,XP,NT)為基本運行平臺的，專門為煤礦地測部門研制，適用于層狀和層控礦床地測部門的生產和設計的專業(yè)軟件包。它的系統(tǒng)結構和總體特點是：1．系統(tǒng)由煤礦地測數據管理系統(tǒng)和煤礦地測專用