地理信息系統(tǒng)在煤礦地質(zhì)測量信息系統(tǒng)中的設(shè)計與開發(fā)論文

時間：2015-11-16 16:43:00 謝樺657由分享

地理信息系統(tǒng)在煤礦地質(zhì)測量信息系統(tǒng)中的設(shè)計與開發(fā)

　　地理信息系統(tǒng)(GocgraphcinIofmratinosystnel，Gsl)是利用計算機及其外部設(shè)備采集、存儲、分析、描述與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。GIS融合計算機圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，在一定的地域內(nèi)，將地理空間信息和一些與該地域地理信息相關(guān)的屬性信息結(jié)合起來，達到對地理和屬性信息的綜合管理。從外部來看，GSI表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)，而其內(nèi)涵是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個高度信息化的地理系統(tǒng)。

　　1)等高線生成及等高線分析：等高線圖是人們傳統(tǒng)上觀測地形的主要手段?？梢栽诘雀呔€圖上精確地獲知地形的起伏程度、區(qū)域內(nèi)各部分的高程等等。等高線圖可以從格網(wǎng)數(shù)字地形模型仍TM)中獲取，也可在不規(guī)則三角形格網(wǎng)T(NI)中生成。

　　2)立體透視圖分析：當用戶需要從直觀上觀察地形的概貌時，用繪制透視圖的方法(還可以用色彩)可以更逼真地顯示地形。

　　3)坡度分析、地表面積計算及挖、填土方體積計算：建立DTM后就可以用之計算坡度、面積和挖、填土方體積，以其作為土地適宜性評價的因子。

　　4)斷面圖分析：斷面圖主要有利于工程設(shè)計和工程測量，如工程勘察的縱向圖分析、地質(zhì)鉆孔分析等。

　　一 CIS技術(shù)在礦區(qū)土地管理信息的具體形式

　　在以往的測量中，選擇的測量方式還是完全采用機械的形式，但是在使用了計算機CIS技術(shù)精密測量后，完成了許多以往技術(shù)所不能達到的任務(wù)。在我們的研究中，計算機CIS技術(shù)測量的原理是通過攝像機將被處理的對象采集進行影像采集，在多個控制點的數(shù)據(jù)采集完成后，系統(tǒng)會自動將這些圖像進行整合，得出相關(guān)的幾何多變參數(shù)，再在計算機上以具體的數(shù)據(jù)顯示出來，以供礦區(qū)技術(shù)人員使用參照。

　　在上面所說的攝像機并不是我們通常意義上生活中使用的攝像機。它是一種可視化較強，表針比較敏感的測試儀?？梢詫⒁曈X中的二維形態(tài)通過顯影，記錄在機械的光譜儀上，再將這種的二維圖像做數(shù)學(xué)處理，有二階矩陣轉(zhuǎn)換為三階矩陣，通過播放儀呈現(xiàn)出三維的影像。這時的圖像變?yōu)榱Ⅲw化，更有層次感，效果上也有了明顯的變化，這是一種顯示方法。此外還有一種造價較高的儀器，我們不常使用，就是圖像提取器。同樣是采集控制點的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)整合在系統(tǒng)之內(nèi)，然后對于原始的圖像進行預(yù)處理，不再經(jīng)過有曝光這個程序，將圖像中關(guān)鍵點的坐標在整個內(nèi)部軸面上體現(xiàn)出來，提取數(shù)據(jù)幀數(shù)，再運用機器的智能識別系統(tǒng)，對控制點的坐標進行數(shù)據(jù)分析，自動生成圖形，這也可以用于精密測量。它的優(yōu)點就是使用上極其的方面，基本只要架立儀器和打開開關(guān)，其他的工作機械系統(tǒng)都會自動的完成。使用的困難就是造價極其的高，不適合一般企業(yè)使用。在基于計算機視覺圖像測量中使用上的原理如下：

　　(1) 計算出觀察控制點到計算機視覺圖像測量儀器的有效距離;

　　(2) 得出觀察點到目標控制點之間的三維的運動幾何參數(shù);

　　(3) 推斷出目標控制點在整個平面上的表面特征( 大多時候要求形成立體視覺) ;

　　(4) 還通過觀察可以判斷出目標物體的幾何坐標方位。

　　在整個計算機CIS技術(shù)精密測量的在礦區(qū)土地信息管理中最關(guān)鍵的元件就是壓力應(yīng)變電阻儀，這也是傳感器的一部分。壓力應(yīng)變電阻儀的使用方式是將應(yīng)力片粘貼在控制點位上，事先在物體表面打磨平整，清理干凈后，涂抹丙酮試劑，在液體完全風(fēng)干后就可以黏貼應(yīng)力片，通過導(dǎo)線的聯(lián)接，形成了一小段閉合的電路，時刻讓計算機CIS技術(shù)系統(tǒng)可以感應(yīng)到并作跟蹤觀察。因受到來自不同方面諧波的影響后，應(yīng)力片會產(chǎn)生一定數(shù)值的電阻，在電路中，這些電阻會轉(zhuǎn)化為電流，視覺圖像系統(tǒng)接收到了電流后就會顯示在儀表盤上相應(yīng)的數(shù)據(jù)，我們就可以根據(jù)儀表盤中的數(shù)據(jù)記錄測量中的數(shù)據(jù)，很好的解決了原始機械在使用過程中大量的做無用功所消耗資源的現(xiàn)象。傳感器對每個應(yīng)點都進行動態(tài)的測量，將數(shù)據(jù)模轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實中的圖像，精確的成像可以測算出控制點的位置，用計算機視覺圖像精密測量結(jié)合數(shù)據(jù)方面的相關(guān)的分析，得出礦區(qū)施工中的可行性報告分析，減低了施工中的成本，將施工的預(yù)算控制在一個合理的范圍之內(nèi)。

　　當無法觀察到控制點是，計算機CIS技術(shù)測量可以通過接收信號或是相關(guān)的頻率波段來收集數(shù)據(jù)，不會因為以往測量的環(huán)境不好，距離太遠，誤差太大的影響。

　　二計算機CIS技術(shù)測量的關(guān)鍵技術(shù)分析

　　在計算機CIS技術(shù)測量中解決了很多以往很難完成的任務(wù)，但是在使用過程中還是發(fā)生了很多的問題。尤其在土地信息的選擇中，無法使用高幀數(shù)的圖片顯示，無法將計算機測量的關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)點發(fā)揮出來。我們就計算機CIS技術(shù)測量的關(guān)鍵技術(shù)中常見的問題進行討論。

　　1. 降低失誤的概率

　　在很多的數(shù)據(jù)誤差中，有一部分是出現(xiàn)在人為的因素上面。對于機器的不熟悉和操作中的疏忽都會在一定程度上對圖像的視覺感模擬帶來麻煩。對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置上，要經(jīng)常性的學(xué)習(xí)，將配置在可能的情況下設(shè)置的更加合理和使用，保證網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)的安全性。為防止更多因操作帶來的誤差，選用系統(tǒng)登入的制度，用戶在通過識別后進入系統(tǒng)，在采集數(shù)據(jù)后，確定最終數(shù)據(jù)上又相關(guān)的再次確定的標識，系統(tǒng)對本身有的登錄服務(wù)器和路由器有相關(guān)的資料解釋，記錄好實用操作的時間，及時備份。　　2. 對于權(quán)限的控制

　　權(quán)限控制是針對測量關(guān)鍵所提出的一種安全保護措施，它是在使用計算機CIS技術(shù)測量的關(guān)鍵技術(shù)中對用戶和用戶組賦予一定的權(quán)限，可以限制用戶和用戶組對目錄、子目錄、文件、打印機和其他共享資源的瀏覽和更改。圖像中的運行服務(wù)器在停止的情況下可以做出不應(yīng)答的操作指令，立刻關(guān)閉當前不適用的界面，加快系統(tǒng)的運行速度，對于每天的日志文件實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時解決。對于數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)可采用可三維加密的方法，定時進行安全檢測等手段來進一步加強系統(tǒng)的安全性。如果通過了加密通道，系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)自動的保存和轉(zhuǎn)換為視圖模式，對于數(shù)據(jù)的審計和運行可以同時進行，這樣就可以很好的保證大地測量中的圖像數(shù)據(jù)安全，利用防護墻將采集中廢棄的數(shù)據(jù)革除在外，避免數(shù)值之間發(fā)生紊亂的現(xiàn)象，進一步改善計算機CIS技術(shù)。

　　3. 開啟自動建立備份系統(tǒng)

　　計算機CIS技術(shù)測量的關(guān)鍵技術(shù)的完善中會常遇到系統(tǒng)突然崩潰或是圖像受到嚴重干擾導(dǎo)致無法轉(zhuǎn)換的一系列情況，發(fā)生這種情況最大的可能性就是系統(tǒng)在處理多組數(shù)據(jù)后無法重新還原成進入界面。這時為保證圖片轉(zhuǎn)換成數(shù)字的系統(tǒng)數(shù)據(jù)不丟失，我們對系統(tǒng)進行備份。選定固定的磁盤保存數(shù)據(jù)，定期將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)換前的圖像和轉(zhuǎn)換后的數(shù)值)導(dǎo)出，保證程序的正常運行。當系統(tǒng)一旦發(fā)生錯誤，可以盡快的恢復(fù)數(shù)據(jù)的初始狀態(tài)，為測量任務(wù)的完成爭取更多的時間。我們還要減少信號源周圍的干擾，定期的更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，保持數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性，把攝像機記錄出的數(shù)據(jù)節(jié)點保存在相應(yīng)的技術(shù)圖紙上，用這樣的方式來知道測量工作。系統(tǒng)備份的數(shù)據(jù)還可以用于數(shù)據(jù)的對比，重復(fù)測量后得出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動也備份的數(shù)據(jù)進行比對，發(fā)現(xiàn)誤差值在規(guī)定以外，就會做出相應(yīng)的預(yù)警，這樣也能在工作中降低出現(xiàn)誤差的概率。

　　三 CIS技術(shù)測量的關(guān)鍵技術(shù)遇到的困難和使用前景

　　計算機CIS技術(shù)測量的關(guān)鍵技術(shù)作為一種新興技術(shù)在使用時間上不過十幾年，其使用的程度已經(jīng)無法估算。正是因為它的簡單、使用、精度高以及自動化能力卓越的特點受到了礦區(qū)土地信息管理部門的廣泛青睞。在測量調(diào)控方面的這些可靠性和穩(wěn)定性也是有目共睹的。這項關(guān)鍵技術(shù)中涵蓋的學(xué)科非常的多，涉及到的知識也很全面，一旦出現(xiàn)了機器的故障，在維修上還是一個很大的問題，如何很好的解決計算機視覺圖像技術(shù)的相關(guān)核心問題就是當下亟待解決的。

　　我們都知道，人的眼睛是可以受到吱聲的控制，想要完成礦區(qū)土地觀測是十分簡單的，但是在計算機CIS技術(shù)中，畢竟是采取攝像機取景的模式，在取得的點位有的時候不是特別的有代表性，很難將這些問題具體化、形象化。達不到我們設(shè)計時的初衷。所以在這些模型的構(gòu)建中和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換上必須有嚴格的規(guī)定和要求，切不可盲目的實施測量，每項技術(shù)操作都要按規(guī)程來實施。

　　四結(jié)束語

　　在煤礦土地工程發(fā)展的今天，很多的測量技術(shù)已經(jīng)離不了計算機CIS技術(shù)的輔助，本文中詳細的談到了CIS技術(shù)方面的研究，對于之中可能出現(xiàn)的一些問題也提出了相應(yīng)的解決方案。測量工程中計算機CIS技術(shù)可以很好的解決和完善測量中遇到的一些問題，但是也暴露出了很多的問題。

　　將CIS技術(shù)在礦區(qū)土地管理信息系統(tǒng)中使用，也是加強了礦區(qū)建設(shè)的信息化水平?？梢灶A(yù)見的是，在未來使用計算機CIS技術(shù)在礦區(qū)土地管理信息系統(tǒng)建立的測量模型會得到更多、更好的應(yīng)用。但作為一個長期復(fù)雜的技術(shù)工程，在這個建設(shè)過程中定會有一些困難的出現(xiàn)。希望通過不斷的發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗，讓CIS技術(shù)在礦區(qū)土地管理信息系統(tǒng)在煤礦的開挖中的作用發(fā)揮的更好。

地理信息系統(tǒng)在煤礦地質(zhì)測量信息系統(tǒng)中的設(shè)計與開發(fā)論文

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