1、-. z.- . -可修編- .煤礦地測管理信息系統泰山煤炭技術研究院市華碩能源科技2013-1-2-. z.- . -可修編- .目 錄 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc3834416261概述 PAGEREF _Toc383441626 h 1HYPERLINK l _Toc3834416272工程關鍵技術支撐及其架構 PAGEREF _Toc383441627 h 3HYPERLINK l _Toc3834416282.1地理信息系統概念及相關介紹 PAGEREF _Toc383441628 h 3HYPERLINK l _Toc383441629地理信息

2、系統概念 PAGEREF _Toc383441629 h 3HYPERLINK l _Toc383441630地理信息系統開展背景 PAGEREF _Toc383441630 h 5HYPERLINK l _Toc383441631地理信息系統開展趨勢 PAGEREF _Toc383441631 h 7HYPERLINK l _Toc383441632地理信息系統特點與優勢 PAGEREF _Toc383441632 h 8HYPERLINK l _Toc3834416332.2地理信息系統架構設計 PAGEREF _Toc383441633 h 9HYPERLINK l _Toc383441

3、6342.3網絡地理信息系統架構設計 PAGEREF _Toc383441634 h 11HYPERLINK l _Toc3834416352.4 Metamap GIS平臺優勢 PAGEREF _Toc383441635 h 14HYPERLINK l _Toc3834416362.5數據庫管理系統及其選取 PAGEREF _Toc383441636 h 19HYPERLINK l _Toc383441637數據庫系統功能 PAGEREF _Toc383441637 h 20HYPERLINK l _Toc383441638數據庫技術特點 PAGEREF _Toc383441638 h 21

4、HYPERLINK l _Toc383441639數據庫選擇原則與定型 PAGEREF _Toc383441639 h 22HYPERLINK l _Toc3834416403煤礦地測管理信息系統功能劃分與設計 PAGEREF _Toc383441640 h 25HYPERLINK l _Toc3834416413.1地測數據庫管理 PAGEREF _Toc383441641 h 25HYPERLINK l _Toc3834416423.2地質儲量專題圖子系統 PAGEREF _Toc383441642 h 26HYPERLINK l _Toc383441643素描圖自動生成 PAGEREF

5、_Toc383441643 h 26HYPERLINK l _Toc383441644煤層等值線、儲量動態計算等平面圖的生成 PAGEREF _Toc383441644 h 28HYPERLINK l _Toc383441645任意剖面圖繪制 PAGEREF _Toc383441645 h 31HYPERLINK l _Toc383441646柱狀圖繪制 PAGEREF _Toc383441646 h 32HYPERLINK l _Toc3834416473.3測量專題圖子系統 PAGEREF _Toc383441647 h 33HYPERLINK l _Toc3834416483.4防治水專

6、題圖子系統 PAGEREF _Toc383441648 h 36HYPERLINK l _Toc3834416493.5儲量三量管理子系統 PAGEREF _Toc383441649 h 41HYPERLINK l _Toc3834416503.6地測圖文遠程在線管理 PAGEREF _Toc383441650 h 45HYPERLINK l _Toc3834416514工程實施方案 PAGEREF _Toc383441651 h 51HYPERLINK l _Toc3834416524.1實施機構 PAGEREF _Toc383441652 h 51HYPERLINK l _Toc38344

7、16534.2實施周期PAGEREF _Toc383441653 h 51HYPERLINK l _Toc3834416544.3培訓體系 PAGEREF _Toc383441654 h 52-. z.1概述煤礦地測管理信息系統主要實現礦井地質、測量、水文與儲量專業圖形、數據與文檔管理。地測管理信息系統是典型的基于AutoCAD平臺結合煤礦地測行業特定需求定制開發的專業軟件產品。系統具備強大的繪圖、編輯與修改功能，完全兼容AutoCAD的各類圖形格式，同時提供了煤礦地測行業的專業應用如：煤礦地質測量圖例、采掘工程平面圖的自動繪制、素描圖的自動繪制、煤層底板等高線的自動繪制等。產品面向煤炭行業量

8、身定制了地質與測量一體化的數據解決方案；提供了基于數據的動態生成專題圖形解決方案，主要涵蓋煤層底板等高線及儲量計算圖、采掘工程平面圖、巷道素描圖、單孔柱狀圖、煤巖層比照圖等；提供了適合煤業行業應用的個性化文本標注比方：鉆孔注記、等值線注記、導線點注記等；提供了全面的煤礦地質測量圖例庫參照煤礦地質測量圖例標準-1989版。具體功能如下：1地質與測量數據一體化管理，提供了方便友好的地測數據錄入界面，實現了各類導線計算、孔斜計算、儲量數據計算等數據處理算法，并提供了各種地測日常報表和臺帳的自動生成和輸出功能。2系統提供了強大的專業輔助繪圖功能，如自動生成圖框、圖簽、坐標格網、裁剪等功能。3系統提供了

9、開放的符合礦山行業規的符號庫管理功能。4基于測量根底數據的采掘巷道自動繪制，碎部巷道繪制，進而快速繪制采掘工程平面圖。5系統可自動提取鉆孔數據，快速處理底板等高線，并自動實現儲量計算。6用戶可根據現場實際需求，定制素描圖模板，實現素描圖的自動繪制。7基于鉆孔鉆探資料或者鉆探成果資料可按客戶需求定制鉆孔柱狀圖樣式，實現鉆孔柱狀圖的自動生成等。8基于煤層儲量計算圖與相關數據處理模型快速繪制煤層預想剖面圖，實現了平面圖與剖面圖的對應處理，可以在平面圖上獲得剖面圖上的相關數據進而修正平面圖，也可以在剖面圖上獲得平面圖上的相關數據進而修正剖面圖。9儲量管理主要實現各資源儲量塊段的數據管理及數據分析。實現

10、儲量數據、資料的遠程填報、管理與匯總，并可以根據業務部門實現部門角色與權限的控制。10防治水管理主要于GIS按照國家平安生產監視管理總局令第28號要現防治水專題圖形的繪制、編輯與分析應用等。基于工作流、計算機網絡、WebGIS技術面向煤礦防治水流程化、集團化遠程管理防治水文檔、圖形與臺賬在線管理等。-. z.2工程關鍵技術支撐及其架構煤礦地測管理信息系統是一個以地理信息為根底，應用計算機網絡與通訊、數據庫系統與可視化編程應用等技術實現煤礦地質、測量、水文與儲量三量管理的軟件。2.1地理信息系統概念及相關介紹2.1.1地理信息系統概念地理信息系統既是管理和分析空間數據的應用工程技術，又是跨越地球

11、科學、信息科學和空間科學的應用根底學科。其技術系統由計算機硬件、軟件和相關的方法過程所組成，用以支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用于分析和處理在一定地理區域分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。通過上述的分析和定義可提出GIS的如下根本概念：1GIS的物理外殼是計算機化的技術系統，它又由假設干個相互關聯的子系統構成，如數據采集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等，這些子系統

12、的優劣、構造直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。2GIS的操作對象是空間數據和屬性數據，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進展編碼，實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別于其它類型信息系統的根本標志，也是其技術難點之所在。3GIS的技術優勢在于它的數據綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息，實現地理空間過程演化的模擬和預測。4GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺

13、和精度的定位數；電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，并促使GIS向更高層次開展。地理學是GIS的理論依托。有的學者斷言，地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和開展是地理科學信息革命的一把鑰匙，則，信息地理學的興起和開展將是翻開地理科學信息革命的一扇大門，必將為地理科學的開展和提高開辟一個嶄新的天地。GIS被譽為地學的第三代語言用數字形式來描述空間實體。圖2-1 典型的GIS示意圖2.1.2地理信息系統開展背景

14、35,000年前，在Lascau*附近的洞穴墻壁上，法國的Cro Magnon獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡線條和符木。這些早期記錄符合了現代地理信息系統的二元素構造：一個圖形文件對應一個屬性數據庫。18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現，同時還出現了專題繪圖的早期版本，例如：科學方面或戶口普查資料。20世紀初期世紀將圖片分成層的照片石印術得以開展。直至60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬件的開展導致通用計算機繪圖的應用。1963年，加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系統這一概念，并建立了世界上第一個地理信息系統加拿

15、理信息系統，用于自然資源的管理與規劃。1965年，美國哈佛大學土地測量專業的一名學生J.Dangermond在其畢業論文中，設計了一個簡單的GIS系統，并在畢業后于1969年成立了Esri公司，成為推動GIS開展的重要里程碑。1967年世界第一個投入實際操作的GIS系統由聯邦能量、礦產和資源部門在安大概省的渥太華開發出來。這個系統是由Roger Tomlinson開發的，被稱為Canadian GISCGIS。它被用來存儲，分析以及處理所收集來的有關加拿大土地存貨清單CLI數據。CLI通過在1:250，000的比例尺下繪制關于土壤，農業，休閑、野生生物、水鳥、林業，和土地利用等各種信息為加拿大

16、農村測定土地能力，并增設了了等級分類因素來進展分析。CGIS是世界的第一個系統， 并且在繪圖應用上進展了改良，它具有覆蓋，測量，資料數字化/掃描的功能，支持一個跨越大陸的國家坐標系統，將線編碼為具有真實的嵌入拓撲構造的弧，并且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨的文件中。它的開發者，地理學家Roger Tomlinson，被稱為GIS之父。CGIS一直持續到20世紀70年代才完成，但這花費了太長的一段時間，因此在它最初開展期，不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業地圖應用軟件的供給商競爭。微型計算機硬件的開展使得象ESRI和CARIS那樣的供給商成功地兼并了大多數的CGIS特征，并結合了對

17、空間和屬性信息的別離的第1 種世代方法與對組織的屬性數據的第2種世代方法入數據庫構造。20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNI*工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，在各種系統中迅速增長使得其在在相關的少量平臺已經得到了穩固和規。并且用戶開場提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標準化。2.1.3地理信息系統開展趨勢1趨于綜合性開展GIS、遙感RS和全球定位系統GPS3S集成技術的開展在世界各國引起了普遍重視。RS主要側重于信息獲取和動態監測；GIS主要是空間信息的管理、分析；GPS是空間定位、導航。GIS的綜合性開展趨勢還表達在與OA、Inter

18、net、多媒體、虛擬現實等技術的集成。2開放式GISGIS數據共享和交互式操作促進GIS社會化開展。開放式GIS協會OGC打破當前GIS業各地區、各單位、各企業各自為營的局面，促進GIS社會化開展。3產業化開展GIS產業對象主要包括：硬件、軟件、數據采集與數據轉換、電子數據、遙感信息獲取與處理、系統開發與集成、咨詢與技術效勞。 4向組件式開展采用面向對象技術開發組件式GIS是GIS軟件開展的必然趨勢，GIS軟件的可配置性、可擴展性和開放性將更強，進展二次開發將更方便。2.1.4地理信息系統特點與優勢1GIS的操作對象是空間數據空間數據包括地理數據、屬性數據、幾何數據、時間數據。GIS對空間數據

19、的管理與操作，是GIS區別于其它信息系統的根本標志，也是技術難點之一。2GIS的技術優勢在于它的空間分析能力GIS獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和空間決策支持等，可產生常規方法難以獲得的重要信息，這是GIS的重要奉獻。3GIS與地理學、測繪學聯系嚴密地理學是GIS的理論依托，為GIS提供有關空間分析的根本觀點和方法。測繪學為GIS提供各種定位數據，其理論和算法可直接用于空間數據的變換和處理。4GIS與CAD、CAM一樣點：均可處理非圖形的屬性數據；都可以對空間數據建立空間相關關系，對所描述對象的拓撲關系進展處理。不同點：1CAD/CA

20、M不能建立地理坐標系統和完成地理坐標轉換；2GIS的數據量要比CAD和CAM的數據量大得多，數據構造、數據類型更為復雜；數據間聯系嚴密；3CAD/CAM不具備GIS具有地理意義的空間查詢和分析功能。2.2地理信息系統架構設計煤礦地理信息系統平臺是典型的地測地理信息共享與Web協作平臺，具有平安、生產等專業地圖數據與屬性數據的采集、輸入、存儲、檢索、查詢與空間分析，并實現多方式輸出、Web管理與決策分析以及基于二維煤礦地理信息系統之上的煤礦三維環境系統構建等功能。平臺的功能體系主要由數據導入與導出、數據輸入與輸出、根本繪圖、地圖編輯、專業地圖處理、空間處理分析、煤礦三維環境構建和Web管理與決策

21、等組成，如圖2-2。1數據導入與導出：主要包括地圖數據與屬性數據的導入與導出，數據導入與導出就是為數據共享提供一個外部的接口。導入數據是從煤礦地理信息系統平臺的外部數據源如ASCII文本文件中檢索數據，并將數據插入到地理圖形關系表或屬性關系表的過程。導出數據是將*一或*些地理圖形關系表與屬性關系表的數據析取為*些用戶指定格式的過程，例如將SQL Server表的容復制到 Microsoft Access 數據庫中。煤礦地理信息系統平臺應提供多種工具用于各種數據源的數據導入和導出，這些數據源包括文本文件、ODBC 數據源例如Oracle 數據庫、OLE DB 數據源例如其它 SQL Server

22、 實例、ASCII 文本文件和 E*cel 電子表格。特別是提供平安生產監控與綜合自動化數據接口，進而提供基于位置效勞的應用，如基于WebGIS的監測監控應用與自動化監測應用。2數據輸入與輸出：主要包括地圖數據與屬性數據的輸入與輸出。數據輸入主要負責數據的采集、預處理和數據轉換等，如手扶跟蹤數字化、自動掃描輸入以及人工輸入等；數據輸出就是將數據處理的容或最終結果以表格或地圖的形式實現屏幕顯示、硬拷貝或打印輸出等。煤礦地理信息系統共享與協作平臺地圖數據輸入屬性數據輸入地形圖地貌圖根本礦圖地質數據測量數據通風數據根本繪圖功能地圖編輯功能點要素直線折線圓弧注記三維折線曲線矩形修改移動刪除旋轉縮放量測

23、復制變換地圖輸出數據輸出煤礦地質圖煤礦測量圖通風系統圖礦井地質報表測量成果報表瓦斯分析報表專業地圖處理功能采掘工程圖地質剖面圖煤層儲量計算圖煤層等厚圖瓦斯等值線圖通風網絡圖底板等值線圖通風系統圖空間處理分析功能構造狀況分析底板突水分析地表沉陷預測瓦斯災害預警分析避災路線展現應用應急救援指揮管理下井路線分析綜合自動化預警平安生產監控與自動化數據接口外部系統地圖數據導入煤礦地圖數據導出各類屬性數據導出Web管理與決策煤礦三維環境構建圖2-2 煤礦地理信息系統平臺功能架構體系圖3根本繪圖：主要是地圖的根本繪制，如點、線、面和注記的繪制等。4地圖編輯：主要是圖形實體的移動、復制、旋轉、變換、縮放等。5

24、專業地圖處理：主要是針對不同專業圖件生成與繪制的功能模塊，如底板等高線、煤厚等值線、平剖數據對應、煤層小柱狀圖生成、煤層儲量塊段的劃分與計算、巷道自動與半自動延伸和工作面網絡圖的半自動設計等等。6空間處理分析：主要是依據專業數據與圖件并借助一定的專業模型實現空間處理分析功能。如地表沉陷預計、瓦斯監測監控、底板突水分析、基于WebGIS的下井路線分析、瓦斯災害預警分析、避災路線分析等等。7煤礦三維環境構建與應用：依據煤礦地質、測量、煤礦開采和地面圖像等數據模擬出井下三維空間；并包括巷道、鉆孔、建筑物、工作面以及諸如采煤機、礦車等礦山設備等的三維構建；基于煤礦三維空間的監測監控、綜合自動化、人員管

25、理與視頻監控等。8Web管理與決策：就是利用Intranet/Internet技術、依據地測地理信息共享模型等實現煤礦平安生產方面工作的水文在線監測、環境監測監控管理、人員定位管理、視頻監控管理與調度指揮決策管理等。2.3網絡地理信息系統架構設計1專題圖形發布和信息查詢的構造設計專題圖形發布和信息查詢模塊在構造上采用了基于B/S的三層體系構造3-tier application，即數據層、效勞層(邏輯層)和用戶層(表示層)。圖2-3 基于WebGIS的圖形發布和信息查詢模塊構造數據層：負責根底數據的存儲和管理和輸出，是整個模塊的根底。這里的根底數據指煤礦平安生產專業數據地測數據、監測監控數據、

26、人員定位數據、視頻監控數據和各種專題圖件。數據來源可分為以下兩種：1文件：使用文件作為數據源的主要目的是基于數據平安方面考慮設計。可以把應用程序從直接連接數據庫的方式中剝離出來，這樣做的好處就在于不直接操作煤礦終端數據庫，防止了網絡負荷給效勞器數據庫帶來的壓力。實現了網絡數據的平安。而且采用文件格式可以統一格式，屏蔽了各煤礦監控系統數據庫之間的差異。實現集成系統按照統一格式讀取和存儲。2數據庫：直接通過ADO.NET方式直接完成對數據的查詢和訪問。好處在于無需中轉數據，節約了解析和存儲的時間。弊端就在于這樣會明顯加重煤礦終端數據庫讀取負擔，一旦造成效勞器崩潰，帶來的后果是不堪設想的。通過Web

27、 Service技術實現遠程數據訪問技術，只需開放效勞器相關Web接口即可完成通過Internet方式訪問和獲取數據。應用層：負責數據獲取和圖形的瀏覽、查詢、發布，具體功能由Active*控件負責提供。Active*控件起到了數據層和用戶層之間的橋梁和紐帶的作用，它將用戶的各種數據請求發送至數據庫，并將數據庫的容經過處理后傳給用戶。在專題圖形的網上發布和信息查詢模塊中，用戶其實就是一個瀏覽器。由于存在中間的地圖效勞器，客戶端無需安裝任何專業軟件就可以直接瀏覽和查詢圖形信息。2專題圖形發布和信息查詢的功能設計在Internet環境下，運行速度和執行效率決定了用戶對系統的滿意程度。因此，專題圖形的

28、網上發布和信息查詢模塊不可能像C/S構造中的GIS軟件那樣提供復雜的編輯和分析功能，而主要是實現圖形瀏覽和信息查詢功能，具體而言包括以下幾個方面：1簡單圖元單位(直線、圓、橢圓、多邊形、文本等)繪制。2視圖根本操作：放大、縮小、窗口縮放、圍縮放、平移等。3圖層管理：用戶可以操作和編輯、查看圖形的圖層。4量測距離和方位：用戶可以量測圖上任意兩點之間的實際距離和方位角。5信息查詢：用戶通過點擊圖形上的注記，顯示該圖元的屬性數據。如用戶點擊工作面名稱，即可顯示該工作面的屬性信息。同時可以查詢該工作面的機電設備，該工作面下的井下人員工作情況和地質說明書。2.4 Metamap GIS平臺優勢地理信息系

29、統平臺Metamap GIS秉承專業、先進、實用、靈活的設計理念，結合煤炭行業特點，采用CAD、GIS及數據庫等技術進展開發，產品涵蓋數字礦山軟件領域從技術層到輔助決策層的各個級別的應用，主要包括地測地理信息系統、通防地理信息系統、采掘工程輔助設計系統、數字礦山二維集成管理系統平臺、數字礦山三維集成管理系統平臺等。產品具有如下特點優勢：1CAD與GIS兩類軟件的有機完美結合，產品不僅具有強大的圖形編輯修改功能，而且擁有高效的空間數據自動生成與管理功能。2煤炭行業量身定做的專業應用軟件，軟件研發團隊多年的數字礦山軟件研發與工程實施經歷賦予其極強的專業性和實用性，完全滿足用戶日常業務處理的應用需求

30、。3滿足用戶復雜多變的個性化應用需求，產品提供模板設計和樣式管理等實用工具，允許用戶根據自己的應用需要對軟件功能進展靈活定制。4先進數據庫引擎技術的靈活應用，產品屏蔽了異源數據之間的差異性，允許用戶采用各種類型的后臺數據庫(Oracle、SQL Server、Access等)進展業務數據的存儲和訪問。5具有良好的可擴展性架構，產品設計了可擴展的數據構造，保障了其強健性、靈活性及易維護性。圖2-4 圖層管理圖2-5 圖形鳥瞰圖2-6 GIS根底操作圖2-7 符號庫管理圖2-8 各類標注圖2-9 圖形切割等圖2-10 基于WebGIS的平安監測監控管理圖2-11 基于WebGIS的平安監測監控與導

31、航位置效勞圖2-12 基于WebGIS的視頻監控應用2.5數據庫管理系統及其選取礦井水害預警系統涉及海量空間數據、實時數據以及視頻數據的管理，數據庫管理系統十分重要。數據庫管理系統(database management system)是一種操縱和管理數據庫的大型軟件，用于建立、使用和維護數據庫，簡稱dbms。它對數據庫進展統一的管理和控制，以保證數據庫的平安性和完整性。用戶通過dbms訪問數據庫中的數據，數據庫管理員也通過dbms進展數據庫的維護工作。它可使多個應用程序和用戶用不同的方法在同時或不同時刻去建立，修改和詢問數據庫。DBMS提供數據定義語言DDLData Definition L

32、anguage與數據操作語言DMLData Manipulation Language，供用戶定義數據庫的模式構造與權限約束，實現對數據的追加、刪除等操作。2.5.1數據庫系統功能數據定義：DBMS提供數據定義語言DDLData Definition Language，供用戶定義數據庫的三級模式構造、兩級映像以及完整性約束和限制等約束。DDL主要用于建立、修改數據庫的庫構造。DDL所描述的庫構造僅僅給出了數據庫的框架，數據庫的框架信息被存放在數據字典Data Dictionary中。數據操作：DBMS提供數據操作語言DMLData Manipulation Language，供用戶實現對數據的

33、追加、刪除、更新、查詢等操作。數據庫的運行管理：數據庫的運行管理功能是DBMS的運行控制、管理功能，包括多用戶環境下的并發控制、平安性檢查和存取限制控制、完整性檢查和執行、運行日志的組織管理、事務的管理和自動恢復，即保證事務的原子性。這些功能保證了數據庫系統的正常運行。數據組織、存儲與管理：DBMS要分類組織、存儲和管理各種數據，包括數據字典、用戶數據、存取路徑等，需確定以何種文件構造和存取方式在存儲級上組織這些數據，如何實現數據之間的聯系。數據組織和存儲的根本目標是提高存儲空間利用率，選擇適宜的存取方法提高存取效率。數據庫的保護：數據庫中的數據是信息社會的戰略資源，隨數據的保護至關重要。DB

34、MS對數據庫的保護通過4個方面來實現：數據庫的恢復、數據庫的并發控制、數據庫的完整性控制、數據庫平安性控制。DBMS的其他保護功能還有系統緩沖區的管理以及數據存儲的*些自適應調節機制等。數據庫的維護：這一局部包括數據庫的數據載入、轉換、轉儲、數據庫的重組合重構以及性能監控等功能，這些功能分別由各個使用程序來完成。通信：DBMS具有與操作系統的聯機處理、分時系統及遠程作業輸入的相關接口，負責處理數據的傳送。對網絡環境下的數據庫系統，還應該包括DBMS與網絡中其他軟件系統的通信功能以及數據庫之間的互操作功能。2.5.2數據庫技術特點1采用復雜的數據模型表示數據構造，數據冗余小，易擴大，實現了數據共

35、享。2具有較高的數據和程序獨立性，數據庫的獨立性有物理獨立性和邏輯獨立性。3數據庫系統為用戶提供了方便的用戶接口。4數據庫系統提供4個方面的數據控制功能，分別是并發控制、恢復、完整性和平安性。數據庫中各個應用程序所使用的數據由數據庫系統統一規定，按照一定的數據模型組織和建立，由系統統一管理和集中控制。5增加了系統的靈活性。2.5.3數據庫選擇原則與定型選擇數據庫管理系統應從以下幾個方面予以考慮：構造數據庫的難易程度。需要分析數據庫管理系統有沒有式的要求，即是否必須按照系統所規定的數據模型分析現實世界，建立相應的模型；數據庫管理語句是否符合國際標準，符合國際標準則便于系統的維護、開發、移植；有沒

36、有面向用戶的易用的開發工具；所支持的數據庫容量，數據庫的容量特性決定了數據庫管理系統的使用圍。程序開發的難易程度。有無計算機輔助軟件工程工具CASE計算機輔助軟件工程工具可以幫助開發者根據軟件工程的方法提供各開發階段的維護、編碼環境，便于復雜軟件的開發、維護。有無第四代語言的開發平臺第四代語言具有非過程語言的設計方法，用戶不需編寫復雜的過程性代碼，易學、易懂、易維護。有無面向對象的設計平臺面向對象的設計思想十分接近人類的邏輯思維方式，便于開發和維護。對多媒體數據類型的支持多媒體數據需今后開展的趨勢，支持多媒體數據類型的數據庫管理系統必將減少應用程序的開發和維護工作。數據庫管理系統的性能分析。包

37、括性能評估響應時間、數據單位時間吞吐量、性能監控外存使用情況、系統輸入/輸出速率、SQL語句的執行，數據庫元組控制、性能管理參數設定與調整。對分布式應用的支持。包括數據透明與網絡透明程度。數據透明是指用戶在應用中不需指出數據在網絡中的什么節點上，數據庫管理系統可以自動搜索網絡，提取所需數據；網絡透明是指用戶在應用中無需指出網絡所采用的協議。數據庫管理系統自動將數據包轉換成相應的協議數據。并行處理能力。支持多CPU模式的系統SMP，CLUSTER，MPP，負載的分配形式，并行處理的顆粒度、圍。可移植性和可擴展性。可移植性指垂直擴展和水平擴展能力。垂直擴展要求新平臺能夠支持低版本的平臺，數據庫客戶

38、機/效勞器機制支持集中式管理模式，這樣保證用戶以前的投資和系統；水平擴展要求滿足硬件上的擴展，支持從單CPU模式轉換成多CPU并行機模式 SMP, CLUSTER, MPP數據完整性約束。數據完整性指數據的正確性和一致性保護，包括實體完整性、參照完整性、復雜的事務規則。并發控制功能。對于分布式數據庫管理系統，并發控制功能是必不可少的。因為它面臨的是多任務分布環境，可能會有多個用戶點在同一時刻對同一數據進展讀或寫操作，為了保證數據的一致性，需要由數據庫管理系統的并發控制功能來完成。評價并發控制的標準應從下面幾方面加以考慮：保證查詢結果一致性方法數據鎖的顆粒度數據鎖的控制圍，表、頁、元組等數據鎖的

39、升級管理功能死鎖的檢測和解決方法容錯能力。異常情況下對數據的容錯處理。評價標準：硬件的容錯，有無磁盤鏡象處理功能軟件的容錯，有無軟件方法。平安性控制包括平安的程度管理、用戶權限、網絡平安控制、數據約束。11支持多種文字處理能力包括數據庫描述語言的多種文字處理能力表名、域名、數據和數據庫開發工具對多種文字的支持能力。數據恢復的能力當突然停電、出現硬件故障、軟件失效、病毒或嚴重錯誤操作時，系統應提供恢復數據庫的功能，如定期轉存、恢復備份、回滾等，使系統有能力將數據庫恢復到損壞以前的狀態。基于上述考慮，礦井水害預警系統的數據庫管理系統選擇SQL Server。-. z.3煤礦地測管理信息系統功能劃分

40、與設計煤礦地測管理信息系統主要煤礦地測數據管理、地質儲量專題圖子系統、測量專題圖子系統、防治水專題圖子系統、儲量三量管理系統與地測圖文遠程在線管理。3.1地測數據庫管理地質、測量數據一體化管理，實現了統一的用戶、角色、權限管理，實現了水平、采區、工作面等信息的共享管理，實現了測量導線點數據與地質巷道素描編制的無縫共享應用。地質、測量數據一體化管理系統提供了專業的計算算法，主要包括各類導線計算、孔斜計算、儲量數據計算等。基于一體化的數據管理提供了導線計算成果臺賬、地質報表與臺賬的不同格式的輸出，主要包括E*CEL格式、PDF格式等。圖3-1 測量導線計算臺帳界面圖3-2 地質數據管理3.2地質儲

41、量專題圖子系統地質專儲量題圖子系統主要實現煤層底板等高線及儲量計算圖、預想剖面圖、鉆孔柱狀圖、巷道素描圖等專題圖的繪制。3.2.1素描圖自動生成基于導線點資料與地質素描資料繪制工作面巷道素描圖，實現煤巷的處理比方：斷層處理、采空區繪制、煤層底鼓現象、煤層線處理等，實現巖巷素描處理比方：巖性填充、斷層處理等。如圖3-3所示，系統提供方便的素描圖模板定制功能，用戶根據自己煤礦素描圖的繪制規，定制素描圖模板，作為繪制素描圖的依據，極加快繪制素描圖的速度，提高準確性。圖3-4、圖3-5為采用模板從數據庫里提取數據并生成的*礦巷道素描圖。圖3-3 素描模板定制界面圖3-4素描圖生成數據選擇圖3-5 生成

42、素描圖示意圖3.2.2煤層等值線、儲量動態計算等平面圖的生成基于煤層綜合成果數據的等值線自動生成、鉆孔小柱狀圖自動生成、煤化學表自動生成、儲量自動計算及塊段標注自動化處理，進而快速繪制煤層底板等高線及儲量計算圖、煤層損失量計算圖。以下圖中3-6為儲量模板制作界面，圖3-7為儲量樣式定制界面，圖3-8為煤層底板等高線及儲量計算示意圖。圖3-6 儲量模板設計器圖3-7 儲量樣式設計器圖3-8 儲量計算圖基于鉆孔鉆探數據與勘探線資料快速繪制勘探線剖面圖，實現自動填充鉆孔巖性，自動標注煤層信息、自動標注鉆孔信息等，系統提供開放的鉆孔定制模板，用戶可以根據自己煤礦的制圖規定制鉆孔繪制樣式，如圖3-9所示

43、。如圖3-10、圖3-11所示，用戶根據模板提取數據在平面圖上展開鉆孔。基于鉆孔鉆探資料或者鉆探成果資料可按客戶需求定制鉆孔柱狀圖樣式，實現鉆孔柱狀圖的自動生成、鉆孔柱狀圖的裁剪處理、地層柱狀圖的縮減處理等。圖3-9 鉆孔模板定制功能圖3-10 手動動態生成鉆孔界面圖3-11從數據庫自動提取鉆孔界面3.2.3任意剖面圖繪制基于煤層儲量計算圖與相關數據處理模型快速繪制煤層預想剖面圖。系統提供對四種實體的剖切，即地層具有等高線數據、具有屬性的斷層、具有高程值的巷道實體和鉆孔。用戶可以在圖上隨意剖切，系統自動在圖形底部生成剖面圖。如圖3-12所示。實現平面圖與剖面圖的對應處理，可以在平面圖上獲得剖面

44、圖上的相關數據進而修正平面圖，也可以在剖面圖上獲得平面圖上的相關數據進而修正剖面圖。如圖3-13所示。圖3-12 任意剖面圖圖3-13平面與剖面圖對應關系界面3.2.4柱狀圖繪制基于鉆孔數據資料比方鉆探資料、綜合資料、測井資料等和不同樣式可以快速繪制鉆孔柱狀圖。并可以自動實現柱狀圖的分幅、縮短層間距等處理。圖3-14 柱狀圖的自動生成圖3-16 柱狀圖分幅及其效果的自動生成圖3-17 柱狀圖層間距縮短的自動生成3.3測量專題圖子系統在地測管理信息系統中，繪制的巷道采用AutoCAD自定義實體來架構，具有面向對象的屬性，它不是簡單的兩條線段的組合，而是一個包含了各種巷道空間關系和附屬信息的面向對

45、象的實體。可以方便地實現巷道附屬各種屬性的集成管理。實現巷道空間數據與屬性數據的全面關聯，包括導線點信息、斷面信息、通風風量與風速信息等，可自動關聯巷道素描圖、斷面設計圖與交岔點設計圖等。如圖3-18所示屬性界面列出了一些巷道信息，所有這些信息只需在圖上就可以查閱到，并不需要附屬文件或數據庫。圖3-18 巷道屬性界面基于測量根底數據的采掘巷道自動繪制，碎部巷道繪制、停采線繪制，進而快速繪制采掘工程平面圖，系統提供自動處理巷道空間關系的功能，如圖3-19、圖3-20所示。圖3-19 巷道自動延伸及巷道導線數據查看頁面圖3-20 自動延伸的巷道圖自動處理空間關系效果圖系統提供繪制硐室、停采線與回采

46、線等專題功能，如圖3-21、圖3-22所示。圖3-21 繪制硐室參數輸入及其成圖圖3-22 生成回采線3.4防治水專題圖子系統地測防治水專題圖形繪制是典型的AutoCAD與GIS完美結合的面向煤礦防治水特定應用需求定制開發的專業軟件產品，是基于Metamap GIS實現防治水專題應用的產品，也是主要基于GIS按照國家平安生產監視管理總局令第28號要現防治水專題圖形的繪制、編輯與分析應用等。主要圖形種類包括：1礦井充水性圖礦井充水性圖是綜合記錄井下實測水文地質資料的圖紙，是分析礦井充水規律、開展水害預測及制定防治水措施的主要依據之一，也是礦井水害防治的必備圖紙。基于采掘工程平面圖作底圖進展編制，

47、比例尺為1/2000-1/5000，主要容有：1各種類型的出突水點應當統一編號，并注明出水日期、涌水量、水位水壓、水溫及涌水特征。2古井、廢棄井巷、采空區、老硐等的積水圍和積水量。3井下防水閘門、水閘墻、放水孔、防隔水煤巖柱、泵房、水倉、水泵臺數及能力。4井下輸水路線。5井下涌水量觀測站點的位置。6其他。2礦井涌水量與各種相關因素動態曲線圖礦井涌水量與各種相關因素動態曲線是綜合反映礦井充水變化規律，預測礦井涌水趨勢的圖件。各礦應當根據具體情況，選擇不同的相關因素繪制以下幾種關系曲線圖：1礦井涌水量與降水量、地下水位關系曲線圖。2礦井涌水量與單位走向開拓長度、單位采空面積關系曲線圖。3礦井涌水量

48、與地表水補給量或水位關系曲線圖。4礦井涌水量隨開采深度變化曲線圖。3礦井綜合水文地質圖礦井綜合水文地質圖是反映礦井水文地質條件的圖紙之一，也是進展礦井防治水工作的主要參考依據。綜合水文地質圖一般在井田地形地質圖的根底上編制，比例尺為1/2000-1/10000。主要容有：1基巖含水層露頭包括巖溶及沖積層底部含水層流砂、砂礫、砂礓層等的平面分布狀況。2地表水體，水文觀測站，井、泉分布位置及陷落柱圍。3水文地質鉆孔及其抽水試驗成果。4基巖等高線適用于隱伏煤田。5已開采井田井下主干巷道、礦井回采圍及井下突水點資料。6主要含水層等水位壓線。7老窯、小煤礦位置及開采圍和涌水情況。8有條件時，劃分水文地質

49、單元，進展水文地質分區。4礦井綜合水文地質柱狀圖礦井綜合水文地質柱狀圖是反映含水層、隔水層及煤層之間的組合關系和含水層層數、厚度及富水性的圖紙。一般采用相應比例尺隨同礦井綜合水文地質圖一道編制。主要容有：1含水層年代地層名稱、厚度、巖性、巖溶發育情況。2各含水層水文地質試驗參數。3含水層的水質類型。5礦井水文地質剖面圖礦井水文地質剖面圖主要是反映含水層、隔水層、褶曲、斷裂構造等和煤層之間的空間關系。主要容有：1含水層巖性、厚度、埋藏深度、巖溶裂隙發育深度。2水文地質孔、觀測孔及其試驗參數和觀測資料。3地表水體及其水位。4主要井巷位置。礦井水文地質剖面圖一般以走向、傾向有代表性的地質剖面為根底。

50、6礦井含水層等水位壓線圖等水位壓線圖主要反映地下水的流場特征。水文地質復雜型和極復雜型的礦井，對主要含水層組應當堅持定期繪制等水位壓線圖，以對照分析礦井疏干動態。比例尺為1/2000-1/10000。主要容有：1含水層、煤層露頭線，主要斷層線。2水文地質孔、觀測孔、井、泉的地面標高，孔井、泉口標高和地下水位壓標高。3河、渠、山塘、水庫、塌陷積水區等地表水體觀測站的位置、地面標高和同期水面標高。4礦井井口位置、開拓圍和公路、鐵路交通干線。5地下水等水位壓線和地下水流向。6可采煤層底板下隔水層等厚線當受開采影響的主含水層在可采煤層底板下時。7井下涌水、突水點位置及涌水量。7區域水文地質圖區域水文地

51、質圖一般在1/10000-1/100000區域地質圖的根底上經過區域水文地質調查之后編制。成圖的同時，尚需寫出編圖說明書。礦井水文地質復雜型和極復雜型礦井，應當認真加以編制。主要容有：1地表水系、分水嶺界限、地貌單元劃分。2主要含水層露頭，松散層等厚線。3地下水天然出露點及人工揭露點。4巖溶形態及構造破碎帶。5水文地質鉆孔及其抽水試驗成果。6地下水等水位線，地下水流向。7劃分地下水補給、徑流、排泄區。8劃分不同水文地質單元，進展水文地質分區。9附相應比例尺的區域綜合水文地質柱狀圖、區域水文地質剖面圖。8礦區巖溶圖巖溶特別發育的礦區，可根據調查和勘探的實際資料編制礦區巖溶圖，為研究巖溶的發育分布

52、規律和礦井巖溶水防治提供參考依據。巖溶圖的形式可根據具體情況編制成巖溶分布平面圖、巖溶實測剖面圖或展開圖等。1巖溶分布平面圖可在礦井綜合水文地質圖的根底上填繪巖溶地貌、匯水封閉洼地、落水洞、地下暗河的進出水口、天窗、地下水的天然出露點及人工出露點、巖溶塌陷區、地表水和地下水的分水嶺等。2巖溶實測剖面圖或展開圖，根據對溶洞或暗河的實際測繪資料編制。圖3-23 區域水文地質圖圖3-24 礦井涌水量與各種相關因素歷時曲線圖3.5儲量三量管理子系統1儲量數據與報表管理子系統：采用Web技術實現儲量數據、資料的遠程填報、管理與匯總，并可以根據業務部門實現部門角色與權限的控制。功能要求如下：1儲量信息管理

53、：主要包括生產礦井儲量動態臺賬信息管理、塊段信息管理、三下壓煤信息、儲量增減轉注信息、生產礦井儲量動態表信息管理、巷道探煤厚信息管理。2采出量損失量信息管理：主要包括工作面采損信息、采區采損信息、地質及水文地質損失信息、儲量報損信息、礦井儲量損失量信息、原煤產量及掘進進尺統計、永久煤柱攤銷信息等。3儲量報表管理：主要實現礦級與集團級報表管理。礦級報表包括煤生69表、煤生70表、保有儲量表、按厚度、傾角、煤種匯總表、分采區儲量表、儲量及損失量報表說明、任意煤厚匯總表、生產礦井暫不能開采的儲量匯總表、礦產資源儲量匯總表；局級報表包括：煤生69表、煤生70表、保有儲量表、按厚度、傾角、煤種匯總表、儲量及損失量報表說明、固體