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基于SuperMap Deskpro的礦圖數(shù)字化

作者:佚名 2011-06-13 20:35 來源:cltuan.cn
基于SuperMap Deskpro的礦圖數(shù)字化作者:劉海新 劉惠德 時翠梅 閻玉梅開發(fā)及應(yīng)用單位:河北工程學院 1.1 項目開發(fā)背景礦圖是管理礦山企業(yè)和指導生產(chǎn)必不可少的重要資料,它在礦山的施工設(shè)計、安全決策、生產(chǎn)計劃制定等方面起著重要的作用。傳統(tǒng)的制圖方法是采用正投影、標高投影和軸側(cè)投影方法手工繪制而成,這種成圖方法周期長,繪制的紙質(zhì)圖紙容易變形,精確度不高,影響礦山生產(chǎn)、建設(shè)和安全,已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代礦山企業(yè)組織生產(chǎn),實施可持續(xù)發(fā)展的要求。因此本文主要借助先進的國產(chǎn)地理信息平臺SuperMap,真正實現(xiàn)將礦圖變成數(shù)字信息即礦圖數(shù)字化,也就是說通過GIS軟件-SuperMap Deskpro來管理、成圖、出圖、分析,從而解決以上問題,為礦山的管理提供快速、準確的決策依據(jù)。 1.2 項目建設(shè)情況 1.2.1 傳統(tǒng)礦圖處理和采礦設(shè)計方法的主要問題傳統(tǒng)礦圖處理和進行采礦設(shè)計工作都需要人工來完成,所存在的主要問題是: 1. 設(shè)計繪圖速度慢、周期長。從設(shè)計到成圖這一過程,簡單的圖紙需要10d左右,復(fù)雜的圖紙要用20~30d,有些急需的圖紙由于不能及時提交而嚴重影響礦井的正常生產(chǎn); 2. 繪圖重復(fù)工作量大。煤礦生產(chǎn)使用的部分圖紙或圖紙大部分的內(nèi)容具有重復(fù)性,每繪制一張圖紙重復(fù)性的內(nèi)容都要重新繪制,浪費了大量的人力和工時; 3. 圖紙質(zhì)量差,標準化和規(guī)范化程度低。手工設(shè)計繪制的圖紙由于設(shè)計繪圖人員不同和采用的標準不同,因此成圖的質(zhì)量不同,有些圖紙由于存在問題可能給生產(chǎn)帶來嚴重的隱患,也可能由于圖紙的質(zhì)量使礦井開采耗費沒有必要的人力、物力和財力; 4. 手工設(shè)計繪制的圖紙普遍存在精度低誤差大的問題,有些誤差會給生產(chǎn)帶來嚴重的問題。此外測量數(shù)據(jù)手工填圖定位速度慢、精確度低; 5. 圖紙資料利用率低,不易保存、交流和管理等; 6. 成本高、效率低、效益差。 1.2.2 SuperMap Deskpro礦圖數(shù)字化的優(yōu)點礦圖數(shù)字化是指采用手工輸入、圖像掃描、數(shù)字化儀、編程自動繪制、直接繪制等方式將礦圖矢量化,成為能夠用計算機繪制、編輯、修改、保存、輸出、交換的數(shù)字矢量圖形文件。最早進行礦圖數(shù)字化的是Auto CAD,因此在礦圖數(shù)字化方面,CAD有著豐富的經(jīng)驗,但是隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟,且GIS有著CAD所不具有的優(yōu)點,因此在礦山上的應(yīng)用也必將越來越廣泛了。其主要優(yōu)點有以下幾個方面: 1. 友好、簡單易用的界面設(shè)計 SuperMap Deskpro的界面非常友好,如圖1所示,左邊是工作空間目錄和圖層管理,工作空間能夠?qū)⑺械臄?shù)據(jù)源、礦圖以及布局進行統(tǒng)一管理,方便了礦圖的管理和使用。而圖層管理則可以根據(jù)需求來顯示或者隱藏某個圖層,同時還可以在此進行更改專題圖或符號、線型以及填充的風格。右邊則是地圖的顯示窗口和命令輸出窗口,命令輸出窗口是用于提示所使用的命令以及如何使用該命令。 2. 精確的坐標定位

我們在地圖配準時采用煤礦上通用的大地坐標,也就是說坐標是絕對的。有了絕對坐標,我們可以在圖的確切地理位置上描繪地物(如:鉆孔、巷道、斷層等)信息,也可以精確的查看某個地物的實際坐標。由于掃描圖紙的誤差和圖紙本身變形的誤差的影響,配準后必有一定的誤差,但誤差不大,一般與地表的實際坐標相差不超過15cm。

3. 方便、快速和專業(yè)的符號、線型和填充庫的制定

由于煤礦上很多符號、線型和填充是專用的,SuperMap提供的常用160個系統(tǒng)符號、30多種子線模版和180多種填充模版并沒有這些,但SuperMap提供了制作、編輯符號、線型庫和填充庫的功能,因此根據(jù)煤礦手冊來制定這些符號、線型和填充,簡化了圖紙的數(shù)字化過程,加快了數(shù)字化的速度。

4. 強大而又方便的圖形繪制和圖形編輯功能

SuperMap Deskpro具有很強的圖形繪制和編輯功能,很多功能與AutoCAD的功能相似,但具備了很多AutoCAD所沒有的功能,比如:改變線的方向,增加節(jié)點,編輯節(jié)點和定位復(fù)制等。

5. 方便實用的圖層管理

SuperMap Deskpro所描繪的礦圖都是分層管理的,相同層上都是相同的實體,方便了圖形信息的管理和圖形風格的統(tǒng)一。同時可以根據(jù)需求隱藏和顯示某個層,更直接形象的顯示我們所需求的信息。

6. 強大的后臺屬性數(shù)據(jù)庫支持

GIS與CAD最大的區(qū)別就是GIS能夠?qū)⒖臻g信息與屬性信息連接起來,屬性數(shù)據(jù)庫的查看和管理也非常的方便,只要雙擊某個地物就可以看到它的詳細信息,如圖2,此時就可以進行更改。數(shù)據(jù)庫的字段的建立也非常簡單,右擊要修改的數(shù)據(jù)集選擇屬性,在彈出的對話框中選擇屬性表結(jié)構(gòu)的選項卡即可進行創(chuàng)建、修改和刪除操作了。




具體步驟主要有以下幾個方面:
(1)煤礦礦圖的掃描;
(2)將掃描的礦圖圖像文件導入SuperMap Deskpro中,SuperMap Deskpro不但支持掃描的柵格圖像,而且支持多種矢量圖,比如通用的AutoCAD的dwg文件和其他GIS軟件的格式;
(3)對導入的圖像進行精確配準,采用煤礦上通用的大地坐標,同時利用SuperMap Deskpro的網(wǎng)格生成功能自動生成網(wǎng)格;
(4)圖像裁剪和修整:掃描過程中有部分圖像與礦圖是沒有什么關(guān)系的。為了整潔,容易識別以及以后的拼接進行裁剪;
(5)相鄰圖紙的拼接:由于傳統(tǒng)礦圖處理的紙質(zhì)的礦圖不可能把所有的相關(guān)的圖放在一張圖紙上,因此只能在掃描后進行拼接;
(6)根據(jù)分層要求創(chuàng)建數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)集;
(7)利用自動跟蹤或手工跟蹤來獲取矢量數(shù)據(jù)集;
(8)修改屬性表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
(9)錄入屬性數(shù)據(jù);
(10)編輯和檢查空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù);
(11)制作和修改煤礦專用的符號庫、線型庫以及填充庫:很多符號、線型等都是有規(guī)定的,嚴格按照煤礦管理手冊上的要求做;
(12)創(chuàng)建專題圖,完成礦圖的數(shù)字化;
(13)完成各種礦圖的布局以便出圖需要。
1.3 項目應(yīng)用情況
基于SuperMap Deskpro的礦圖數(shù)字化,既能實現(xiàn)以往的基本制圖的需要,同時還能把GIS所特用的功能應(yīng)用于煤礦的生產(chǎn)、規(guī)劃和管理,為管理者提供了必要的決策支持。
礦圖數(shù)字化建立在GIS基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)等其它媒體表現(xiàn)形式的屬性信息與圖形信息的連接。在采礦問題的推理過程中,大量使用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息,例如編制煤礦采掘接替計劃的工作就是很好的例子,我們以GIS作為橋梁,把采礦問題的智能推理和圖形信息緊密結(jié)合起來,這就使采礦決策的智能化工作落在了實處。

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