第3章 矿山空间信息获取、处理与制图安全工程学院2017 矿山矿山空间信息空间信息是地球空间信息的一个分支或重要组成部分，矿山空间信息学是由矿山测量学逐渐发展演变而来。 矿山空间信息学可表示为在矿山勘查、设计、建设和生产经营的各个阶段，研究矿区地面与地下空间、资源和环境及其变化信息的获取、存储、处理、显示、制图、分析和利用。研究矿产和土地资源的合理开发与利用、区域环境测与治理且可持续发展的一门科学技术。 其主要内容又可分为矿山 空间信息的获取、处理与制图三大部分。3.1 3.1 矿山空间信息获取矿山空间信息获取1. 水准测量水准测量 测量地面各点高程测量地面各点高程的的工作称为工作称为高程测量高程测量。根据人们所使用的仪器和施测方法的不同，高程测量又分为水准测量、三角高程测量、GPS高程测量等。 其中水准测量是精确测定地面点高程的主要方法之一。水准测量使用水准仪和水准尺，利用水平视线测量两点之间的高差，再由己知点高程求出未知点高程。数字数字水准仪水准仪 数字数字水准仪（水准仪（ digital levels ）是一种新型智能化的水准仪。也称信息水准仪。数字水准仪的测量原理是将编码了的水准尺影像进行一维图像处理，并利用传感器来代替观测者的眼睛，从望远镜中获得水准尺上“刻画”的测监信息，再由微处理器自动计算出水准尺上的读数及仪器至标尺之间的水平距离。所测数据可在仪器显示屏上显示，并存储在内置的PCMCIA 卡上；也可通过标准的RS232C RS232C 接口向计算机或相关数据采集器中传输。数字水准仪数字水准仪2. 2. 经纬仪测量经纬仪测量（1）水平角测量 水平角测量有测回法和方向观测法两种。（2）竖直角测量 竖角有两种表示形式，都是在竖直平面内由目标方向与特定方向所构成的角度。一种为目 标方向与水平方向间的夹角，称之为高度角高度角。视线上倾所构成的仰角为正高度角正高度角，视线下倾所构成的俯角为负高度角负高度角，其角值大小为090。 竖角观测值一般用于三角高程测量和斜距化平距的计算中，竖角观测的方法有中丝法和三丝法。3.1.2 全站仪数字化测图 全站型电子测速仪（简称全站仪）由电子测角电子测角、电子测电子测距距、电子计算机电子计算机及数据存储系统数据存储系统构成，其本身是一个带有特殊功能的计算控制系统。全站仪由两大部分组成：数据采集专用设备数据采集专用设备，有电子测角系统、电子测 距系统、数据记录系统且自动记录设备等，过程控制过程控制机机，包括与测量数据相联系的外用设备和进行计算、产生指令的微处理机。3.3.测量机器人测量机器人 测量机器人是自动自动遥控全站仪遥控全站仪RTS ( Robotic Total Station ）的俗称。 测量机器人无需人员操作控制便可对目标进行快速判别、锁定、跟踪、自动照准和遥控测量。4. 4. 陀螺全站仪陀螺全站仪 陀螺全站仪是集指北、测角、测距和数据处理为一体的新型多功能自动指北仪器，它由 陀螺寻北仪陀螺寻北仪、全站仪全站仪和测量控制器测量控制器三部分构成。 陀螺全站仪是一种全天候、全天时、快速高效独立的精密测监仪器，主要用于大型隧道（洞）贯通测量、地铁定向测量、矿山贯通测l量、建立方位基准及导航设备标校等领域。 我国目前对阿精度陀螺全站仪的得求还主要依赖于近口，国外的该类仪器多以摆式陀螺寻北仪为核心，尽管精度很高，但操作复杂、价格昂贵。4. 4. 陀螺全站仪陀螺全站仪3.1.3 3.1.3 三维激光扫描三维激光扫描 三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用，这种技术已经引起了广大科研人员的关注。 通过激光测距原理激光测距原理（包括脉冲激光和相位激光），瞬时测得空间三维坐标值的测量仪器，利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型，既省时又省力，这种能力是现行的三维建模软件所不可比拟的。 按用途分类：按用途分类：可分为为室内型和室外型。也就是长距离和短距离的不同。 按生产厂家不同按生产厂家不同：Surphaser（美国），I-site (澳大利亚maptek)，riegl，徕卡，天宝，optect，拓普康，faro等产家。 传统测量概念里，所测的的数据最终输出的都是二维结果（如CAD出图），在现在测量仪器里全站仪，GPS比重居多，但测量的数据都是二维形式的， 在逐步数字化的今天，三维已经逐渐的代替二维，因为其直观是二维无法表示的. 现在的三维激光扫描仪每次测量的数据不仅仅包含X,Y,Z点的信息，还包括R,G,B颜色信息，同时还有物体反色率的信息，这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉，是一般测量手段无法做到的。 点云数据处理 三维激光扫描系统采集的数据为点云数据点云数据，点云数据处理一般包含以下几个步骤噪声去除、多视对齐（配准）、数据精简、曲面重构。3.1.4 GPS 3.1.4 GPS 测量测量GPSGlobal Positioning System定义：GPS是美国研制的新一代卫星导航定位系统，可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。 为满足军事和民用对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划，这就是目前所称的“导航卫星授时测距/全球定位系统”（Navigation Satellite Timing and ranging / Global Positioning System）简称全球定位系统（GPS）。 为使GPS具有高精度连续实时三维导航和定位能力，以及良好的抗干扰性能，在设计上采取了若干改善措施。GPSGPS系统的系统的特点特点全球性连续覆盖，全天候工作定位精度高观测时间短测站间无需通视可提供三维坐标操作简便功能多，用途广GPS接收机接收机uDSNPDSNPuLEICALEICAuGARMINGARMIN uTRIMBLE TRIMBLE uASHTECHASHTECHuJAVADJAVADuGLONASS 全球全球导航航卫星系星系统uGalileo系系统u北斗系北斗系统：我国的：我国的第一代第一代卫星星导航系航系统北斗系统北斗系统目的：快速定位、目的：快速定位、实时导航，航，简短通短通讯，精密授精密授时 由两由两颗地球同步地球同步轨道道卫星星组成星座，成星座，卫星星结构构简单三种定位三种定位方法方法单点定位单点定位：独立确定待定点在坐标系中的绝对位置的方法定位精度：15m伪距差分伪距差分：利用C/A码确定同步跟踪的GPS卫星信号的若干 台接收机之间的相对位置定位精度：分米级相位差分相位差分：利用载波相位确定同步跟踪的GPS卫星信号的若 干台接收机之间的相对位置定位精度：厘米级,毫米级两种基本的作业两种基本的作业模式模式静态：待定点相对于周围固定点没有可觉察到的运动，进行GPS观测资料的处理时，待定点在地固坐标系中的位置可以认为是固定不变的。动态：在一次观测期间待定点相对于周围的固定点有可觉察的运动或显著的运动，处理该时段的观测资料时待定点的位置将随时变化。静态定位和动态定位的根本区别并不在于待定点本身位置是否在运动，而在于建立数学模型中待定点的位置是否可看成常数。也就是说在观测期间待定点的位移量和允许的定位误差相比是否显著。3.2 3.2 矿山空间数据处理矿山空间数据处理 空间数据获取工作中不论测量仪器多么精密，观测进行得多么仔细，观测的之间总是存在着差异。 产生这此现象的原因是测量结果中存在着测量误差。 误差的来源误差的来源可能是仪器、人为或外部仪器、人为或外部条件条件的原因； 误差的误差的类型分为系统误差系统误差和偶然偶然误差误差。 受随机误差的影响，测得的数据是某个随机变量的一个样本，随机误差的出现通常是遵循正态分布的，因此，可以对空间数据进行必要的处理（包括平差、估计、滤波），以消除或减弱误差的影响，或者提取出空间数据的某本规律。3.3 3.3 矿图制图矿图制图一、矿图的概念矿井在地质勘探、设计、建设、生产过程中需要绘制和应用一系列图纸，这些图纸统称为矿图。二、矿图分类一般分为三大类：地质测量图、设计工程图和生产管理图。（一）地质测量图地质测量图分为地质图和测量图。1.地质图地质图根据地质勘查资料和井下地质编录资料经分析推断而绘制的主要反映矿井地质情况的图纸，称为矿井地质图。常用的地质图有：井田地形地质图、煤层底板等高线图、各种地质剖面图、各种柱状图、煤岩对比图、井田水文地质图、和资源储量计算图等。 2 2. .测量图测量图 根据地面及井下实际测量的资料绘制而成的图纸，称为测量图。测量图随矿井采掘情况的变化而逐步测量并添绘。常用的测量图有：井田区域地形图、工业场地平面图、采掘工程图、水平主要巷道平面图、井上下对照图和主要保护煤柱图等。 （二）设计工程图 由设计部门设计并绘制的一系列图纸，称为设计工程图。煤矿设计包括矿井初步设计、矿井改扩建设计、矿井水平延深设计、采区设计和单项工程设计等。每类设计须绘制相应的图纸用以说明设计方案和设计内容。（三）生产管理图 用于指导矿井日常生产工作的主要图纸称为生产管理图，如采掘工程平面图、采掘计划图和各类安全、生产系统图。 测绘矿图和设计矿图都是从点开始的，首先找出测绘对象的特征点，再将这些点连接起来，就可绘出所需要的图形了。 确定特征点的位置，是指确定它的平面位置和高低位置。点的平面位置一般用坐标表示，点的高低位置一般用高程来表示。 坐标系统有地理坐标系、平面直角坐标系和假定平面直角坐标系。 矿图制图基本知识矿图制图基本知识一、图幅种类及格式（一）图纸幅面尺寸1.优先选用基本幅面。2.必要时也可选用加长幅面。图纸加长幅面图纸加长幅面尺寸尺寸图框格式图框格式1.不留装订边2.留装订边比例比例（一）比例的表示方法1.数字比例 用分数或比例数字的形式表示的比例。 1M 1/M 2.图示比例 用图示形式表示的比例称为图示比例。图示比例可用直线比例尺或斜线比例尺表示，矿图中常用直线比例尺表示图样比例（二）比例的规定（1）同一幅图中，各个视图应采用相同的比例，并标注在标题栏中的比例栏内。当各个视图需要采用不同的比例时，应在图名标注线下居中位置标注，特殊情况亦可在右侧标注比例，但每套图应采用一种方法标注。（2）绘图时所用比例应根据图纸内图形的复杂程度选取。（3）在同一视图中图样的纵横比相差过大，而又要求详细标注尺寸时，纵向和横向可以采用两种不同的比例绘制，在视图名称下方或右侧标注比例。（4）说明书中的插图或用比例绘制有困难的图样，可不按比例绘制，但必须注明“示意图”的字样。 字符及字母字符及字母1.图样和技术文件中书写的汉字、数字及字母等必须做到：字体工整、笔画清楚、排列整齐、间隔均匀。2.汉字应写成长仿宋体，字体的宽度约为字体高度的2/3，并应采用国家正式公布推行的简化字。3.字体的号数即为字体的高度（单位为mm）。字体号数共分为八种：20、14、10、7、5、3.5、2.5、1.8，其中汉字高度不应小于3.5mm，如需要书写更大的字，其字体高度应按的比率递增。 4.字母和数字分A型和B型。A型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/14，B型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/10。5.字母或数字可写成斜体或直体。斜体字字头向右倾斜，与水平线约成75角。6.用作指数、分数、注脚等的数字及字母，一般采用小一号的字体。 图线及画法图线及画法（一）图线（1）各种图线的名称、型式、代号宽度以及在图上的应用见表18。 （2）图线的宽度，分为粗细两种，粗线的宽度b应按图的大小和复杂程度，在0.72mm之间选择，细线的宽度约为b/3。（3）图线宽度的推荐系列为：0.25mm，0.35mm，0.5mm，0.7mm，1mm ，1.4mm，2mm。 （二）图线的画法（1）同一幅图纸中，各图样比例相同时，同类图线的宽度应保持一致。虚线、点划线及双点划线的线段长度和间隔应各自大致相等。（2）波浪线一般可用徒手绘制，如图140所示。其它各种线条一律用仪器绘制 。（3）虚线和虚线或者点划线和点划线应交于线段中间，两端应以短线收尾，并应超出物体轮廓界限之外45mm。（4）直径小于12mm的图，其中心线可画成实线。 （5）虚线成为实线的连接线时，应留出一段空隙，但两者成某一角度相交时，结合处不应留出空隙 。 尺寸标注尺寸标注（一）基本规则（1）图中所注尺寸数值必须与图纸比例相符；（2）图纸上的尺寸数字，规定以mm或m为单位，无须写明单位。（3）每个尺寸一般在图纸上标注一次。（二）尺寸数字、尺寸线和尺寸界限1.尺寸数字2.尺寸线3.尺寸界限（三）标注尺寸的符号标题栏标题栏1.标题栏的位置（1）每张图纸上都必须画出标题栏，应位于图纸的右下角。（2）看图的方向与看标题栏的方向一致。2.标题栏的格式3.会签栏图形符号图形符号一、图形符号的概念一、图形符号的概念在矿图上，地面上的地物、地貌，井下的各种巷道、硐室，矿床埋藏状况、岩石性质及各种地质构造，机电设备，安全设施等等，都是以其相似的几何图形或统一规定的符号来表示的，这些符号统称为图形符号，也称图例。二、图形符号的种类二、图形符号的种类图形符号可分为：地面地物、地貌图形符号，采矿图形符号，地质图形符号，测量图形符号，其它图形符号等。三、图形符号的作用三、图形符号的作用应用统一的图形符号，可方便、直观、快捷地识读、绘制和应用矿图。 四、对采矿图形符号的要求四、对采矿图形符号的要求（1）在复制地质图时，仍采用原地质图形符号进行复制；需要在复制图中增添设计内容时应按规定的图形符号绘制。（2）为了图纸美观，同一张图纸应采用统一的图形符号。（3）在采区布置及机械配备图中，为了区别移交生产和达到设计产量时两个阶段，除按规定图形符号绘制图纸外，可在达到设计产量的有关巷道部分涂上颜色，以示区别。（4）当绘制1:501:500比例的平面图时，对平面图中的巷道，应采用巷道的图形符号，然后按设计图纸比例进行绘制。 矿图数字化矿图数字化 矿图数字化是对各类矿图数字化综合处理的新技术，是建立现代矿山企业的必备条件和基础建设。我国的大多数矿山还没有建立矿图数字化资源和应用系统，矿图处理和采矿设计都还需要用传统的人工绘制方法来完成，不仅效率低、成本高，而且严重影响了建立信息和数字化企业的进程。 传统矿图传统矿图 传统矿图处理和进行采矿设计工作需要人工来完成， 存在的主要问题: (1)设计绘图速度慢、周期长。设计绘图速度慢、周期长。从设计到成图这一过程，简单的图纸需要10 d左右，复杂的图纸要用2030d，有些急需的图纸由于不能及时提交而严重影响矿井的正常生产； (2)绘图重复工作量大。绘图重复工作量大。煤矿生产使用的部分图纸或图纸大部分的内容具有重复性，每绘制一张图纸重复性的内容都要重新绘制，浪费了大量的人力和工时； (3)图纸质量差，图纸质量差， 标准化和规范化程度低。标准化和规范化程度低。手工设计绘制的图纸由于设计绘图人员不同和采用的标准不同，因此成图的质量不同，有些图纸由于存在问题可能给生产带来严重的隐患，也可能由于图纸的质量使矿井开采耗费没有必要的人力、物力和财力； (4)手工设计绘制的图纸普遍存在精度低误差大的问题，有手工设计绘制的图纸普遍存在精度低误差大的问题，有些误差会给生产带来严重的问题。些误差会给生产带来严重的问题。此外测量数据手工填图定位速度慢、精确度低； (5)图纸资料利用率低，图纸资料利用率低， 不易保存、交流和管理等；不易保存、交流和管理等； (6)成本高、效率低、效益差。成本高、效率低、效益差。矿图数字化的矿图数字化的定义定义 矿图数字化是指采用手工输入、图象扫描、数字化仪、编程自动绘制、直接绘制等方式将矿图矢量化，成为能够用计算机绘制、编辑、修改、保存、输出、交换的数字文件。 矢量化后的图形文件常用的格式有*.dwg、*.wmf 、*.ds 等。这类文件存储所占空间很小，一张矿井开拓平面图也只有250500kb，一张采区平面图不到100kb，携带方便，利于交换和网上交流。 矿图数字化的软件环境矿图数字化的软件环境矿图数字化的软件平台选择至关重要，必须满足3条基本要求: 强大的绘图、编辑、修改功能；强大的绘图、编辑、修改功能；操作简单，易学易操作简单，易学易用；用；价格便宜。价格便宜。美国的Autodesk公司生产的AutoCAD绘图软件具有强大的绘图、编辑、修改的功能，价格相对便宜。矿图数字化的软件平台应选用AutoCAD，这一绘图软件完全可以满足各种复杂矿图矢量化处理的要求。另外一种选择是选用国内开发的地测系统软件与AutoCAD结合，由于一般的地测系统的编辑修改功能少，应用较复杂，图形文件格式兼容性差，而且价格昂贵，所以地测系统的图形必须转到AutoCAD中进行编辑修改和出图。矿图数字化的主要方法矿图数字化的主要方法矿图数字化的方法主要有: 人工输入、图象扫描、数字化仪、编程绘制、采矿设计人工输入、图象扫描、数字化仪、编程绘制、采矿设计CADCAD。对于不同种类的矿图要采用不同的数字化方法。 人工输入人工输入人工输入坐标将矿图数字化就是在现有的矿图图纸上， 用三角板、比例尺、量角器等量具量取特征点的坐标(x， y)，然后在AutoCAD中的选取相应的绘图命令，在命令行输入量取的坐标值进行绘制。这种方式要求量测和绘图同时进行，即图纸上量取一个点，在AutoCAD中绘制一个点。数字化图的精确度与取点的多少有关， 对内容多、线条复杂的矿图，取点测量的工作量很大，绘制会占用大量的时间。比如，用这种方式绘制一张开拓平面图，大约需要1015d。因此， 这种方式适用于绘制内容少线条简单的图纸、图幅小的图纸，或绘制带有尺寸标注的工程施工图。 扫描图象数字化扫描图象数字化矿图图象扫描数字化矿图图象扫描数字化就是将矿图用大型工程扫描仪扫描成点阵的光栅图象，然后插入到AutoCAD中，通过缩放、旋转、裁剪等编辑将图象调整到合适的比例和位置，最后在图象上将图中的内容绘制成矢量图形。 光栅图象是由通常称为像素的小方块或点排列的矩形栅格组成。AutoCAD支持的图象文件格式包括了绝大多数用于技术成像应用领域的常用格式，如计算机图形、文档管理和映像与地理信息系统(GIS)。图象文件的常用格式GIF(1gif )、JPEG(1jpg)、TIFF(1tif )、RLC(1rlc)等。扫描图象的分辨率应大于200 dpi 。 矿图扫描图象被插入到AutoCAD中后，图中的内容是不可修改的，并不是真正的AutoCAD的矢量图形；此外，扫描的图象是点阵图象，打印的效果很差。因此，必须用AutoCAD的绘图功能将图象中的全部内容绘制成图形，使之成为能被编辑修改的高质量的真正的数字化矢量图形。 用这种矿图数字化的方法绘图速度快、成本低，而且绘制的图形精确度高，适用于各种类型的矿图。特别对于那些非规则的内容复杂的矿图来说，是最经济、最快的一种处理方法。 数字化仪数字化数字化仪数字化用数字化仪对矿图数字化必须购买专用的数字化设备和配置相应的驱动程序。数字化仪是绝对定点设备。“绝对”意味着数字化仪上的每一点都与图形上的具体位置有着一一对应关系，这使得数字化仪成为AutoCAD中最有用的数字化图形工具。数字化仪可以校准或配置。数字化图形时，要先校准数字化仪，也就是将数字化仪与图纸的图形坐标系对齐。如果图纸的图形太大，数字化仪无法容纳，可以把图形分成几个部分输入，但要确保对齐每一部分。使用数字化仪数字化矿图实际上是在图纸上选点输入，对选取点的集合进行计算，最后以不同的方式拟合并绘制成图形对象。这种方式适合于各种矿图的数字化，经济而适用，但需要密切配合，速度相对较慢。 编程绘图编程绘图 编程绘图编程绘图是用计算机语言编制自动绘图程序，输入原始数据后计算机自动绘图。由于煤矿矿图是一类复杂的工程图件，图中的内容复杂多样且具有时变性，很难用编制程序的方法绘制。究其原因，一方面是自动绘图程序本身有一定的限制，其次是编程工作需要大量的时间和精力，最后编制的程序也很难满足用户的要求。但是，有一类矿图如巷道断面、交叉点和硐室工程图等，虽然也具有一定的多样性和复杂性，但在长期的生产与实践中，已总结出一套相对稳定的工程标准，可以用编程自动绘制。 编程开发常用的计算机语言包括AutoCAD自带的AutoLISP语言，也可用C、VB、Delphi等语言进行软件开发。如有些矿井使用的地测系统，就是根据钻孔和测点坐标自动成图，但系统对边界条件的识别和处理功能低，对于复杂地质条件的矿井不适用，只能用于条件简单的矿井。 用编程自动绘制的方法虽然简单，但是由于矿井的开采条件变化很大，参数的选用往往误差也较大，自动设计绘制的矿图很难适合实际条件。此外专用软件开发难度大、成本高、价格昂贵，一般前期开发和购买的成本为2030万元。推荐的方法是将矿井原有的这类矿图建立图库，使用时按类似条件调用，最后根据实际条件进行局部修改成图。采矿设计采矿设计CAD CAD 采矿设计是煤矿经常性的工作，设计的内容含盖了矿井生产的各个方面。每年矿井在设计方面要耗费大量的人员、时间、精力和财力。采矿设计包括: 方案设计方案设计，如开拓方案设计等各种方案设计。方案设计图的绘制特点是在基础原图上布置方案，并在方案图上分析比较确定。专业性设计专业性设计，如通风系统、运输、机电等设计等。这类设计除了选型计算外，需要在矿井基本图纸的基础上绘制专业内容形成专用的图纸。工程设计工程设计，如井底车场、巷道断面、交叉点、硐室施工设计等。这类设计需要按尺寸精确地绘制成规则的施工图。这3种设计都需要在AutoCAD中直接进行，但绘制的技巧和方法有所不同。 方案设计方案设计 采矿方案设计主要在煤层等高线图上进行，即在矿井的某一主要煤层等高线图上布置巷道、硐室、采掘面、边界线、煤柱线等形成平面图。剖面图则依据钻孔资料、综合柱状图等地质资料，基于平面图上的等高线按某一勘探线或人为划定的剖面线绘制的，并加上巷道等内容。 也就是说，绘制这一类矿图的主要步骤是：根据设计范围先绘制合适比例的等高线图，根据等高线图绘制出剖面图，最后布置设计方案。此类矿图主要包括矿井各类平、剖面图。 专业设计专业设计 这类矿图有通风系统、水文地质、井下运输系统、井下供电系统、机电设备布置、排水系统、管线布置系统、通讯系统、安全避灾线路图等。图纸的特点是在矿井基本图纸的基础上增加相应的专业图元并减少或省略基本图纸中的多余部分而形成专用的图纸。这类图纸绘制相对简单, 在原图的基础上增加和删除内容修改即可成图, 但需要创建专用的标准图库。 施工施工设计设计 矿井施工图主要包括井底车场线路布置图、巷道断面图、交叉点施工图、硐室施工图等。此类矿图必须按尺寸精确地绘制成规则的施工图，具有尺寸准确、内容齐全、标注详细、说明全面等特点。设计一般以11比例设计，需要边计算、边测量、边绘图。 设计完成后，将图缩放成出图比例，然后进行尺寸标注，添加文字说明，最后打印出图。用计算机设计和绘制图的速度要比手工绘制快的多，可节省时间和精力2/3以上。 矿图数字化新技术解决了传统矿图绘图和采矿设计中存在的难题，是矿山企业建立数字化资源和应用系统的基础建设。必须加大力度推广应用这项新技术； 矿图数字化是指用计算机将矿图矢量化，成为能够方便地绘制、编辑、修改、保存、输出、携带、交流的数字图形文件。矿图数字化的软件平台选择至关重要, 必须审慎选择。 矿图具有专业特点，其种类繁多、内容复杂多变、重复性强。矿图数字化要比其他行业复杂的多，要采用综合数字化技术处理，根据矿图的种类不同，选择合理数字化的方法。矿图数字化应用矿图数字化应用1 基于基于CAD的矿图数字化的矿图数字化 矿图数字化的初期，急需解决的问题是图纸绘制和存储方式问题，即如何将大量手工绘制的图纸转变为计算机存储的问题。这个问题可以用两种方法加以解决。 一种方法一种方法是借助通用的CAD(计算机辅助设计)软件，用点、线描绘图形的边界，形成矢量图形成矢量图。矢量图与工程上处理图纸的习惯和方法接近，因此这种方法被工程界广泛使用。 另一种方法另一种方法是用扫描仪对图纸扫描扫描，形成点阵图形成点阵图。这种方法也有应用，但一般还需要将点阵图转化为矢量图般还需要将点阵图转化为矢量图，转化的方法可以使用专用的矢量化软件，也可以手工进行。在这个发展阶段中，手工绘制的矿图转变为矢量图，实现了矿图的矢量化实现了矿图的矢量化。目前国内大、中型矿井都已经完成了这个转变，一些管理先进的矿山也已经认识到它的必要性，着手开展这方面的工作。 矿图矢量化过程必然涉及到相应的计算机软件。国内外CAD通用软件有许多种版本。这其中,我们认为AutoDesk公司推出的AutoCAD系统性能较好，国内外用户也较多。由于矿山工程图与地理图形相比，还有自己的许多特殊要求或特点，通用软件难于全部满足要求，一般还需要用户研制部分专用的程序或软件，完善其功能。 采矿工程决策所依据的基础信息，矿图固然是很重要的内容，但是其它表现形式的信息，诸如数据、图形与图形之间的关系、图形边界之间的拓扑关系等，也是决策所需要的内容，而且这些信息需要与图形信息相联系，才能更好地为矿山系统的技术决策服务。显然，仅有计算机存储和编辑图形功能的矿图，不能满足显然，仅有计算机存储和编辑图形功能的矿图，不能满足采矿工程决策的要求，于是，基于地理信息系统的矿图数字化的采矿工程决策的要求，于是，基于地理信息系统的矿图数字化的任务提到了议事日程。任务提到了议事日程。 2 2 基于基于GISGIS的数字化矿图的数字化矿图 GIS与与CAD系统有很大的区别系统有很大的区别： CAD系统提供交互式的图形处理功能，以辅助人们进行诸如建筑设施等人造对象的设计，而GIS处理的对象，较之CAD的人造对象更为复杂，数据量更大。 另外，GIS强调对空间数据的分析，CAD这方面的功能要弱得多，CAD中的拓扑关系也较为简单。 数据库的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等，都在GIS中广泛采用，成为GIS的核心技术。地理信息系统的地理信息系统的应用软件应用软件（1）Auto MAP是AutoDesk公司在AutoCAD基础上发展起来的GIS软件，它继承了AutoCAD强大、灵活、方便的绘图功能，熟悉AutoCAD的工作人员，可以在较短的时间内掌握Auto MAP的使用方法。（3）SuperMap是中国科学院地理信息产业发展中心、北京超图地理信息技术有限公司自主版权的大型GIS开发平台。Super Map是全组件式地理信息系统软件，共有8个ActiveX 控件，121多个对象，2120个接口。这些控件中封装了地理信息系统全方位的功能，包括空间数据的显示、查询、编辑、空间分析(包括网络分析和三维分析)、处理和制图等功能。Super Map的所有功能都封装在控件中，以控件的接口方式提供。利用Microsoft VisualBsic1net 编写程序代码，借助这些具有强大图形、属性数据处理能力的接口，实现基于C/ S模式的矿图数字化和管理系统。 SuperMap实现将矿图变成数字信息即矿图数字化矿图数字化，通过GIS软件SuperMap Deskpro来管理、成图、出图、分析，可以为矿山的管理提供快速、准确的决策。 用SuperMap Deskpro进行矿图的数字化流程如图4-2 1) 矿图的扫描； 2) 将扫描的矿图图像文件导入SuperMap Deskpro中； 3) 对导入的图像进行精确配准，采用煤矿上通用的大地坐标，利用SuperMap Deskpro的网格生成功能自动生成网格。（2 2）MAPGISMAPGIS是武汉中地信息工程公司的产品，多次在国家GISGIS 软件测评中取得良好成绩。 该软件的二次开发手段灵活多样二次开发手段灵活多样，可以使用VCVC、VBVB、DelphiDelphi。特别是在使用特别是在使用VC VC 进行开发时，可以调用其它系统进行开发时，可以调用其它系统；可以通过继承可以通过继承MAPGISMAPGIS的类库的类库，调用APIAPI函数，在较短时间完成开发；它能导入它能导入DXFDXF格式的矢量图形文件格式的矢量图形文件，实现了与AutoCADAutoCAD的数据交换，这些特性大大增强了MAPGISMAPGIS自己的功能。 在进行二次开发时，可使用了Auto MAPAuto MAP和MAPGISMAPGIS两种系统，发挥他们各自的长处，紧密结合使用。国内外的国内外的GIS GIS 软件软件