面向数据挖掘的矿山数据仓库技术研究

针对当前矿山信息化及建设数字矿山的需求,在对矿山信息、知识与决策关系、矿山数据的特征等进行较为深入分析的基础上,提出了面向矿山数据挖掘的矿山数据仓库体系结构,探讨了矿山数据仓库的构筑、矿山数据挖掘及相关技术以及其特点。论文认为,该技术的应用,可有效推动数字矿山建设,强化矿山地理信息系统功能,提高矿山企业的管理水平,能产生显著的社会经济效益。     

支持传统方法的矿产资源储量估算软件研究进展

矿产储量估算的全程计算机辅助化、自动化是矿产储量估算的发展趋势,也是推动地矿工作信息化和"数字矿山"建设的一个重要环节。在我国,传统的矿产储量估算方法应用广泛、方法简便、适合我国实际勘探情况,开发适合我国自身特点的的矿产储量估算软件具有重要意义。本文在对传统矿产储量估算方法进行简要介绍的基础上,对支持我国传统方法的矿产储量估算软件研究进展及发展趋势进行了探讨。     

MapGIS地质图件向ArcGIS系统中的转换及应用

由于不同时期和阶段形成的地质图件,采用不同的GIS软件平台进行绘制,国内地矿部门常用MapGIS软件编制地质图件,而目前国土资源信息化建设或资料集成中普遍采用ArcGIS作为软件平台,两者数据格式相互不兼容,因此,两种数据的共享和转换是工作中遇到的常见问题,本文通过实例讲解了地质图件的转换过程,为数据转换提供一种新的思路.     

中国数字矿山快速发展

自1999年数字矿山概念提出迄今,在各级政府部门及有关协会、学会的积极推动下,在广大科技工作者及矿山企业的积极参与下,数字矿山不仅作为一种现代矿山理念已经深入人心,而且作为一门新兴交叉学科得到了快速发展。如今,中国数字矿山科教发展与建设实施呈现出欣欣向荣的局面,数字矿山在矿业科技的创新发展与中国矿山的信息化改造中已经发挥和正在发挥着越来越重要的作用。     

大数据时代地矿数据资源服务的关键技术探讨

地矿数据的质量、数量和更新时效已成为衡量一个国家地质调查工作水准和社会化服务水平的基础标准之一,大数据时代下信息技术的飞速发展推动了地矿行业的数据资源共享和信息化服务水平的提高,但是,地矿行业属于传统行业,信息化水平不高、智能化水平更是欠缺。本文从地矿数据资源如何服务于经济社会发展进行探讨,重点论述了四大关键技术:1)地上、地下一体化的三维地质支撑软件;2)多源、多尺度空间数据融合;3)基于时空数据模型的地质大数据管理;4)多主题数据仓库构建和基于数据仓库的联机时空数据挖掘。     

中国数字矿山进展

数字矿山是一个复杂巨系统,由数据获取系统、数据处理系统、数据管理系统、集成调度系统和工程应用系统组成,具备数据资源特性、信息基准特性和开放平台特性,矿山空间数据仓库是其内核。综合分析数字矿山建设任务、原则、现状,提出中国数字矿山建设应分三步走,即首先建立矿山空间数据仓库,然后构建数字矿山基础平台,再建立矿山安全Office系统,过程中要高度关注数字矿山相关技术标准的制定。     

基于栅格目录的历史数字栅格图建库

栅格目录具有保持单幅栅格数据参考坐标系独立性、无缝管理数据、独立存储等特点。这些特性正好符合历史地图信息化的需要,也有利于实现统一管理和与现势地理信息的集成。历史数字栅格数据建库工作是在完成了数字化扫描、坐标配赋以及元数据采集等准备工作,利用自主研制的软件进行的。     

三维数字矿山信息系统开发与实现

本文探讨了SpacEyes3D平台下矿山三维场景的建模方法,并对三维矿山信息系统的构成及数据库设计进行了研究,利用插件技术在SpacEyes3D平台下进行三维数字矿山信息系统的开发,建立了西藏某铜矿区三维数字矿山信息系统原型。系统运行结果表明,对于多源异构的大容量数据集,可快速建立矿山三维场景模型,并对矿山各专业数据进行数据集成显示与查询。基于SpacEyes3D平台二次开发的数字矿山信息系统,能动态、逼真地展示矿山的三维场景,为矿山信息管理提供数字化的途径。     

大数据视角下的地矿工作发展与变革研究

本文提出了地矿大数据应用需要考虑地球系统和社会系统两个方面的内部规律,分析了地矿大数据的三类组成,给出了地矿大数据的四层应用架构;重点就大数据下地矿工作发展和变革提出了四项建议,包括重视数据,转变地矿工作决策模式;收集数据,夯实地矿工作决策基础;分析数据,提高地矿工作科学决策水平;开放数据,提高地矿工作服务能力和水平。     

基于物联网的感知矿山建设

随着物联网、虚拟现实和自动化技术的发展,矿山信息化工作正朝着智能化、综合化和集成化方向发展。本文以我局矿山企业为试点打造感知矿山,通过建设物联网、传感网及面向服务的综合管理平台,彻底解决目前企业普遍存在的“信息孤岛”问题,实现对矿山生产、经营与管理各个环节的集成化和科学化管理,从而大力提升矿山企业的安全调度、生产效率与管理质量。     

矿产信息GIS建设

矿产信息GIS纵向上包括全球层次、国家层次、大洲层次、成矿带层次四个层次的地理信息、地质信息、矿产资源信息、矿业信息内容。建立矿产信息GIS的目的是通过现有的GIS手段,以数字、图像、文本等各种形式,把我们收集到的海量全球矿产资源信息呈现给用户,为国内外从事地质工作的国家机构、事业单位和矿业公司了解全球矿产资源分布、开发和利用现状提供信息平台。     

数字矿山与煤矿瓦斯监测及预警

围绕煤矿瓦斯监测监控系统的开发与运用,介绍了基于数字矿山技术体系进行煤矿瓦斯监测、分析、显示、智能预警及救灾等方面的主要思路、关键技术、系统功能及应用效果。实践表明,瓦斯涌出量及突出动力现象的发生,受地质、地应力和开采条件等多种因素的影响,瓦斯突出预测所涉及的数据具有多源性、时空性、强变化等特征,GIS技术、虚拟现实技术等空间信息技术在煤矿瓦斯监测与预警中具有很大的应用潜力,能对煤矿瓦斯监测与智能预警研究产生重大变革,构建数字矿山对煤矿安全生产具有巨大的推动作用,效益十分显著。     

SPOT5影像在矿产资源开发动态监测中的应用

使用SPOT 5影像进行矿产资源开发动态监测,根据影像解译矿山开发要素和地质灾害要素,进行实地调查核实,并对监测区内的矿山开发占地和开采状况进行动态分析,以及进行工作区矿山地质环境评价,编写矿产资源开发动态监测成果报告。     

利用低空无人机摄影测量快速构建矿区线状地物信息

矿区线状地物是矿山生产建设的重要部分,狭长的形态特征和有限的测量人力限制了监测工作。低空无人机摄影测量具有响应快、周期短、精度高、易操作、成本低的特点,而且获取数据内容丰富、可视性强,为矿区线状地物的快速监测提供了可能。本文选取典型高潜水位井工矿区的线状地物——以矿区专用铁路和防洪堤坝为例,设计3个相对航高（50、75、100 m）作业方案,快速构建矿区线状地物信息,评价模型结果的平面和高程精度,并检验了其可靠性,讨论了无人机摄影测量的时间与效率的权衡问题。研究表明,低空无人机摄影测量可快速获取矿区线状地物的厘米级地形信息,具有较高的平面与高程精度,平面精度可达1∶500比例尺地形图的要求,高程基本能满足1∶1000比例尺制图规范。植被覆盖对模型高程值的精度影响显著,模型内部的空间关系相对稳定可靠,经成本与效率的权衡后优选相对航高100 m为最优作业方案。矿区测绘可尝试低空无人机与传统测绘方法相结合的作业新模式,快速高效地获取监测结果。     

IKONOS影像在矿山环境遥感监测中的应用——以白银煤矿区为例

选取以地下开采方式为主的白银煤矿区为研究区,以IKONOS卫星影像数据为主要信息源,在遥感解译与野外验证的基础上,对研究区内矿山环境的现状进行了分析。研究表明IKONOS融合图像对于煤矿区的监测效果理想,较好地实现了对矿业活动占地情况、矿山地质灾害以及矿山周边环境的监测。     

基于回归分析的地表移动值与岩移参数变化规律研究

煤矿开采引起的地表移动和变形,会导致开采沉陷,一直是煤矿安全的隐患。本文选取王楼煤矿13301工作面作为研究对象,分析整理了历年来地表移动变形观测资料和观测站相关地质采矿技术条件,利用回归分析的方法进行了统计分析、曲线拟合、建立回归方程,系统性地得出地表移动值与岩移参数变化规律,求取出了矿区具体采矿技术条件下开采引起的岩层与地表移动变形参数,为矿区生产及类似地质采矿条件下岩移参数求取等提供依据。     

数字化矿山测量与优化实施

随着计算机技术、光电技术、卫星技术等的飞速发展,使矿山测量技术的数字化、智能化得到了全面的提升。矿山测量技术的提升,不仅关系到矿山开采、生产的科学进行,同时也是矿山生产安全的有效保障。本文探讨数字化测量技术在矿山测量工作中的应用,并对各种数字化测量技术进行优化实施,用最合理的投入,从而达到最佳效果,取得最好的经济效益和社会效益。     

Application of remote sensing for investigating mining geological hazards

Abstract

To investigate geological mining hazards using digital techniques such as high-resolution remote sensing, a semi-automatically geological mining hazards extraction method is proposed based on the case of the Shijiaying coal mine, located in Fangshan District, Beijing, China. In the method, the vegetation is first removed using the normalized difference vegetation index (NDVI) on the GeoEye-1 data. Then, geological mining hazards interpretation features are determined after color enhancement using principal component analysis (PCA) transformation. Bitmaps mainly covered by geological mining hazards are isolated by masking operation in the environment for visualizing images software. Next, each bitmap is classified into a two-valued imagery using support vector machine algorithm. In the two-valued imagery, 1 denotes the geological mining hazards, while 0 denotes none. Afterwards, the two-valued imagery is converted into a vector graph by corresponding functions in the ArcGIS software and no geological mining hazards regions in the vector graph are deleted manually. Finally, the correlation between factors (such as mining activity, lithology, geological structure, and slope) and geological mining hazards is analyzed using a logistic regression and a hazardous-area forecasting model is built. The results of field verification show that the accuracy of the geological mining hazards extraction method is 98.1% and the results of the hazardous-area forecasting indicate that the logistic regression is an effective model in assessing geological hazard risks and that mining activity is the main contributing factor to the hazards, while geological structure, slope, lithology, roughness of the surface, and aspect are the secondary.     

SBAS-InSAR方法支持下的矿区地表沉降监测及参数反演

煤矿开采极易诱发各类地质灾害,从而对矿区人民的生命财产安全带来严重影响。因此,对矿区地表进行形变监测及对其开采面参数进行反演获得形变规律,可有效防止矿区地质灾害的发生。本文选取山西省的店坪煤矿和汾源煤业作为研究区域,基于Sentinel-1A卫星影像数据,使用小基线集（SBAS）方法提取研究区的形变结果。使用Okada模型对5-101工作面参数进行反演和分析,并将反演结果与采工图实测数据进行对比验证。结果表明：①煤矿开采引起的地表形变程度与煤矿开采长度成正比;②急倾斜厚煤层开采引发的地表形变程度要比近水平薄煤层引起的地表形变程度大,更容易造成地表塌陷;③Okada模型反演较短近水平薄煤层的开采参数精度较高,说明该模型适用于此类型煤矿开采参数的反演。