完整畢業(yè)論文

1、<p>　　中圖分類號： TD98 論文編號：HBLG 10—023 </p><p>　　U D C：____________ 密　　級： 公 開 </p><p>　　碩 士 學(xué) 位 論 文</p><p>　　基于GIS的尾礦資源管理系統(tǒng)的研

2、制與開發(fā)</p><p><b>　　作者姓名：侯春華</b></p><p>　　學(xué)科名稱：采礦工程 研究方向：計(jì)算機(jī)在礦業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　學(xué)習(xí)單位：河北理工大學(xué) 學(xué)習(xí)時間: 2.5年 提交日期: 年 月 日</p><p>　　申請學(xué)位類別： 工學(xué)碩

3、士 </p><p>　　導(dǎo)師 姓名： 教授 單位：河北理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院</p><p>　　論文評閱人： 副教授 單位：河北理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院</p><p>　　正高 單位：唐山市園林綠化管理局</p><p>　　論文答辯日期： 年 月 日 答辯委員會主席： 教授</p

4、><p>　　關(guān) 鍵 詞：尾礦資源；GIS；資源管理；數(shù)據(jù)庫</p><p>　　唐山 河北理工大學(xué)</p><p><b>　　年 月</b></p><p>　　Research and Development of Tailing Resources Management System Based on

5、 GIS</p><p>　　Dissertation Submitted to</p><p>　　Hebei Polytechnic University</p><p>　　in partial fulfillment of the requirement</p><p>　　for the degree of Master of En

6、gineering</p><p><b>　　by</b></p><p>　　Hou Chunhua</p><p>　　(Mining Engineering)</p><p><b>　　March, </b></p><p><b>　　獨(dú)　創(chuàng)　性　說　明

7、</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得河北理工大學(xué)以外其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。</p><p>　　論文作者簽

8、名： 日期： 年 月 日</p><p>　　關(guān)于論文使用授權(quán)的說明</p><p>　　本人完全了解河北理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：已獲學(xué)位的研究生必須按學(xué)校規(guī)定提交學(xué)位論文，學(xué)校有權(quán)保留、送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢詫W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容采用影印、縮印或編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行公開、檢索和交流。</p><

9、p><b>　　論文密級：</b></p><p><b>　　□ 公開；</b></p><p>　　□ 保密（至 年 月）(保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定)。</p><p>　　作者簽名： 導(dǎo)師簽名： </p><p&

10、gt;　　簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　尾礦是具有多種用途的巨大和潛在的二次資源，尾礦資料隨著國內(nèi)礦山在多年開發(fā)后，數(shù)據(jù)量已十分龐大。以往借助手工查詢的人工管理手段水平落后，難以跟上現(xiàn)代國土信息化的步伐。隨著信息化時代的來臨，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用

11、，以提高尾礦資源管理部門的管理手段和水平為主要目的，針對礦山尾礦資源管理特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)建立一套功能實(shí)用、高效便捷的尾礦資源管理系統(tǒng)十分必要。 </p><p>　　以河北省遷安市為例，將GIS技術(shù)應(yīng)用于尾礦開發(fā)了基于GIS技術(shù)的尾礦資源管理系統(tǒng)。研究方法和研究結(jié)果如下：</p><p>　　在充分總結(jié)分析國內(nèi)外GIS技術(shù)在礦業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)遷安市尾礦資源管理特點(diǎn)，運(yùn)用當(dāng)

12、今流行的組件式GIS二次開發(fā)方法，將SuperMap Objects作為GIS控件，結(jié)合VB6.0可視化開發(fā)語言，完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。進(jìn)行了系統(tǒng)需求分析、總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。針對尾礦資源數(shù)據(jù)特點(diǎn)，進(jìn)行了空間數(shù)據(jù)合理分層以及屬性數(shù)據(jù)的合理構(gòu)建，建立了尾礦資源空間及屬性數(shù)據(jù)庫，并實(shí)現(xiàn)了二者的結(jié)合。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各模塊之間既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)。根據(jù)系統(tǒng)的總體目標(biāo)，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)部分由GIS功能模塊、信息管理模塊和用戶管理模塊組成。其中

13、GIS功能模塊由地圖操作、地圖瀏覽、鷹眼導(dǎo)航、雙向查詢、專題圖制作以及數(shù)據(jù)管理維護(hù)等功能組成；信息管理功能模塊由工作空間文件操作、統(tǒng)計(jì)輸出、幫助等功能組成；用戶管理模塊主要是用戶權(quán)限管理。</p><p>　　系統(tǒng)通過GIS空間查詢與數(shù)據(jù)管理功能，實(shí)現(xiàn)了遷安市鐵尾礦資源屬性信息與空間分布的可視化查詢與管理。系統(tǒng)構(gòu)建了尾礦分布的數(shù)字地圖，通過制作專題地圖使尾礦資源管理人員形象直觀的了解尾礦資源狀況，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)功

14、能可以使尾礦資源管理人員及時更新尾礦資源數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　圖31幅；表8個；參62篇。</p><p>　　關(guān)鍵詞：尾礦資源；GIS；資源管理；數(shù)據(jù)庫</p><p><b>　　分類號：TD98</b></p><p><b>　　Abstract</b></p>&l

15、t;p>　　The tailings are multifunction enormous and potential secondary resources.Withe the domestic mines being developed,the amount of tailings' data have been enormous.Because of the backward of the traditional t

16、ailing resources management measures,the slowly information construction can not meet the requirements of the land and resources information.Along with the coming of information age and the widely use of computer technol

17、ogy,to improve the method and level of tailing resources management and f</p><p>　　On the base of in-depth analyzing the application of GIS technology in the mining industry status at home and abroad,taking

18、Qian'an city Hebei province as an example,the management system of tailings resource made the GIS technology applied to tailings and developed an regional geographic information system.This paper's main research

19、and results as follows:</p><p>　　According to the characteristics of tailing resources management of Qian'an city,this paper made SuperMap Objects as GIS control,and accomplished the management system of

20、 tailings resource by VB 6.0 visual developing language.The system made requirement analysis,overall design and detailed design.Aiming at the character of data of tailing resources,the system has made the spatial data re

21、asonable layered and the reasonable construction of attribute data,established the tailings resource space and</p><p>　　Based on the function of spatial inquiry and data management,this system can achieve th

22、e tailings unified management,construct the digital map of distribution of the tailings,accomplish the real-time query and management for attribute information and space distribution,easy to know the situation of tailing

23、s. And the function of data maintenance will improve the work efficiency and the management level of tailings management.</p><p>　　Figure 31; Table 8; Reference 62 </p><p>　　Keywords: tailing re

24、sources，GIS，resources management，database</p><p>　　Chinese books catalog:TD98</p><p><b>　　目　　次</b></p><p><b>　　引　　言1</b></p><p>　　第1章 文獻(xiàn)綜述2<

25、;/p><p>　　1.1 國內(nèi)外尾礦資源管理現(xiàn)狀2</p><p>　　1.1.1 國外尾礦資源管理現(xiàn)狀2</p><p>　　1.1.2 國內(nèi)尾礦資源管理現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2 GIS技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展概況5</p><p>　　1.2.1 GIS在國外的發(fā)展概況5</p><

26、p>　　1.2.2 GIS在國內(nèi)的發(fā)展概況6</p><p>　　1.3 GIS在礦業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題8</p><p>　　1.3.1 GIS在礦業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀8</p><p>　　1.3.2 當(dāng)前研究中存在的問題10</p><p>　　1.4 研究背景11</p><p>　　1.5 研

27、究內(nèi)容12</p><p>　　第2章 系統(tǒng)基本理論及技術(shù)體系14</p><p>　　2.1 GIS理論14</p><p>　　2.1.1 GIS分類14</p><p>　　2.1.2 GIS特點(diǎn)15</p><p>　　2.1.3 GIS組成15</p><p>　　2.1.

28、4 GIS核心技術(shù)17</p><p>　　2.2 GIS二次開發(fā)理論19</p><p>　　2.2.1 GIS二次開發(fā)方式分析與比較19</p><p>　　2.2.2 國內(nèi)外組件式GIS開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢20</p><p>　　2.3 SuperMap軟件平臺技術(shù)體系21</p><p>　　2.

29、3.1 SuperMap GIS技術(shù)體系22</p><p>　　2.3.2 SuperMap Objects組件特點(diǎn)24</p><p>　　2.4 Visual Basic語言特點(diǎn)25</p><p>　　第3章 系統(tǒng)需求分析和總體設(shè)計(jì)27</p><p>　　3.1 遷安市礦產(chǎn)資源概況及尾礦資源管理現(xiàn)狀27</p>

30、;<p>　　3.1.1 遷安市鐵礦資源開發(fā)利用概況27</p><p>　　3.1.2 遷安市尾礦資源管理現(xiàn)狀28</p><p>　　3.2 系統(tǒng)需求分析29</p><p>　　3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則30</p><p>　　3.4 系統(tǒng)開發(fā)模式30</p><p>　　3.5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

31、31</p><p>　　3.5.1 系統(tǒng)目標(biāo)31</p><p>　　3.5.2 技術(shù)路線31</p><p>　　3.6 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境32</p><p>　　3.6.1 硬件環(huán)境32</p><p>　　3.6.2 軟件環(huán)境33</p><p>　　3.7 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)33&

32、lt;/p><p>　　第4章 系統(tǒng)功能模塊及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)34</p><p>　　4.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)34</p><p>　　4.1.1 VB與SuperMap控件的無縫集成34</p><p>　　4.1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的加載34</p><p>　　4.2 系統(tǒng)主要功能模塊結(jié)構(gòu)34</p>

33、<p>　　4.2.1 工作空間管理35</p><p>　　4.2.2 地圖操作35</p><p>　　4.2.3 地圖瀏覽35</p><p>　　4.2.4 雙向查詢36</p><p>　　4.2.5 數(shù)據(jù)管理36</p><p>　　4.2.6 繪制對象36</p>&l

34、t;p>　　4.2.7 專題圖37</p><p>　　4.2.8 數(shù)據(jù)輸出37</p><p>　　4.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與構(gòu)建37</p><p>　　4.3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程37</p><p>　　4.3.2 空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與建立38</p><p>　　4.3.3 屬性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與建

35、立42</p><p>　　第5章 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)45</p><p>　　5.1 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)45</p><p>　　5.1.1 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)原則45</p><p>　　5.1.2 系統(tǒng)啟動界面45</p><p>　　5.1.3 系統(tǒng)登錄界面46</p><p>　　

36、5.1.4 系統(tǒng)主界面46</p><p>　　5.2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)47</p><p>　　5.2.1 鷹眼導(dǎo)航和點(diǎn)放大47</p><p>　　5.2.2 雙向查詢49</p><p>　　5.2.3 數(shù)據(jù)管理53</p><p>　　5.2.4 專題圖制作54</p><p

37、>　　5.2.5 數(shù)據(jù)輸出57</p><p>　　5.2.6 幫助文檔57</p><p>　　5.2.7 關(guān)于58</p><p>　　5.3 打包發(fā)布59</p><p><b>　　結(jié) 論61</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)62</b>

38、;</p><p><b>　　致 謝66</b></p><p><b>　　導(dǎo)師簡介67</b></p><p><b>　　作者簡介68</b></p><p>　　學(xué)位論文數(shù)據(jù)集69</p><p><b>　　引　　言<

39、;/b></p><p>　　河北省遷安市位于河北省東北部，地處燕山南麓，灤河岸邊。東經(jīng)118°26'至118°55'，北緯39°51'至40°15'之間。東西跨度39km，南北縱距45km。總面積1208km2。遷安市礦產(chǎn)資源豐富，物產(chǎn)種類齊全?，F(xiàn)已探明的礦藏達(dá)20多種，其中，金屬礦藏主要是鐵，儲量達(dá)28億t，礦石品位在30%左右，鐵

40、精粉年產(chǎn)量自1990年以來連續(xù)十幾年蟬聯(lián)全國縣級地方鐵礦首位，素有“鐵遷安”之稱。</p><p>　　目前全市共有尾礦庫426座，絕大多數(shù)正在運(yùn)行，僅尾礦庫占地就達(dá)6000余畝，占目前整個礦山生產(chǎn)用地的三分之一以上。而且，按目前的礦山行業(yè)整體生產(chǎn)能力，每年還將新增約3000萬t的尾礦。大量堆存尾礦不僅堆存投資巨大而且會占用大量土地，而且也給人類的生產(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重污染和危害；另外也將阻礙尾礦資源的二次綜合利用發(fā)

41、展。礦石資源隨著礦產(chǎn)資源的大量利用開發(fā)而日益貧乏，目前世界各國越來越重視尾礦作為二次資源的再利用。</p><p>　　遷安市地質(zhì)礦產(chǎn)工作涉及到的資料種類繁多，尤其是尾礦資源管理部門在日常工作中，經(jīng)常涉及大量圖件和報(bào)表的制作，數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)以及公文的審批和收發(fā)等。但是在實(shí)際工作中還沒有形成一個統(tǒng)一的尾礦資源管理系統(tǒng)，來集中管理這些資料數(shù)據(jù)，所以普遍存在著信息交換渠道不暢、資料分散孤立、數(shù)據(jù)交換困難等現(xiàn)狀。目前，GI

42、S技術(shù)在尾礦資源管理中的應(yīng)用還很少見。因此，如何運(yùn)用先進(jìn)的GIS技術(shù)，選擇當(dāng)今最流行的開發(fā)模式，開發(fā)針對遷安市尾礦資源的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)尾礦資源的統(tǒng)一管理，構(gòu)建尾礦分布的數(shù)字地圖，實(shí)現(xiàn)屬性信息與空間分布的實(shí)時查詢與管理，為尾礦資源規(guī)劃提供有效的信息平臺，為實(shí)現(xiàn)尾礦資源管理信息化奠定基礎(chǔ)是個值得研究的課題。</p><p>　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后將大大提高國土資源部門和尾礦資源管理部門的工作效率和管理水平，同時也為尾礦資源的

43、二次利用提供一個很好的決策平臺，對推動尾礦資源的科學(xué)管理和利用具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。</p><p><b>　　第1章 文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　1.1 國內(nèi)外尾礦資源管理現(xiàn)狀 </p><p>　　尾礦是礦山開采的原礦石經(jīng)選礦或其它工藝回收有用組分后廢棄的固體物料，呈細(xì)粉狀，粒徑在0.15mm以下，一般堆存在尾礦庫中，是工業(yè)

44、固體廢棄物的主要組成部分[1]。</p><p>　　大多數(shù)尾礦如不及時處理，不僅占用大量農(nóng)田和林業(yè)用地，而且尾礦具有明顯的環(huán)境污染源特性，經(jīng)風(fēng)吹雨淋后會對空氣、農(nóng)田和水源造成嚴(yán)重污染；堆存尾礦還將引發(fā)突發(fā)性災(zāi)害和產(chǎn)生一系列的不良后果，并且造成了資源的極大浪費(fèi)。</p><p>　　人們對尾礦有了重新認(rèn)識是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及大量新方法、新技術(shù)出現(xiàn)以后，逐步認(rèn)識到尾礦中的大量有用組分可

45、通過現(xiàn)行技術(shù)回收，并且一些新材料新產(chǎn)品可用尾礦作為“天然”原料；尾礦是可以整體利用的具有多種用途的資源；被稱為“二次資源”、“人工礦床”。如今越來越多的人認(rèn)同尾礦作為資源這個觀念，尾礦的開發(fā)利用不僅可以對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改善，對保護(hù)土地、環(huán)境具有積極作用，而且可以降低環(huán)境危害，減少環(huán)境治理費(fèi)用，更可以達(dá)到充分利用資源，取得經(jīng)濟(jì)效益的目的[2]。</p><p>　　1.1.1 國外尾礦資源管理現(xiàn)狀</p>

46、<p>　　目前，國外的大多數(shù)礦山企業(yè)都是采用筑壩堆存的方法對尾礦進(jìn)行管理，將尾礦封閉在尾礦場內(nèi)，這種方式雖然基本上防止了尾礦的任意排放，但是有時由于雨水沖刷和大風(fēng)揚(yáng)起尾礦粉塵會引起尾礦流失，將危害農(nóng)田，淤塞江河，造成對環(huán)境的污染，形成“公害”。在英國威爾士北部，曾因一次大規(guī)模的尾礦沖刷，毀壞了大片肥沃的低地草原，尾礦覆蓋層竟達(dá)半米之厚。英國威爾士中部曾因受大風(fēng)刮起大量尾礦粉塵的侵襲而造成了環(huán)境污染。此外，選礦廠的尾礦事故

47、放礦和尾礦壩失事，也常給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。</p><p>　　國外許多國家盡管地多人少，但卻非常重視土地復(fù)墾工作。國外早在20世紀(jì)60年代就開始利用尾礦生產(chǎn)建筑材料。如美國、德國、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等國，礦山的土地復(fù)墾率達(dá)到了80%以上，這說明國外十分重視對土地的復(fù)墾工作。國外把尾礦的開發(fā)和綜合利用程度作為國家科技水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志，并且早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始了尾礦研究開發(fā)治理和利用工作，

48、礦業(yè)開發(fā)的目標(biāo)是建立無廢料礦山，政府高度重視尾礦的開發(fā)利用與治理。一些發(fā)達(dá)國家為了加強(qiáng)尾礦的開發(fā)研究力度，投入了大量人力和資金，為鼓勵使用尾礦生產(chǎn)的產(chǎn)品，興建“二次原料工業(yè)”和開發(fā)尾礦資源，還出臺了一系列鼓勵尾礦開發(fā)的政策法規(guī)。</p><p>　　尾礦的資源勘查評價工作在大多數(shù)發(fā)達(dá)國家陸續(xù)開展了起來，重點(diǎn)礦山尾礦資源和環(huán)境綜合評價工作在這些國家已完成了一輪以上。國家級采礦工業(yè)聯(lián)合體尾礦數(shù)據(jù)庫是前蘇聯(lián)早在20世紀(jì)

49、80年代初就建立的，在一定程度上為尾礦的開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。英國、前蘇聯(lián)、美國、日本等國家自20世紀(jì)70年代以來，通過新技術(shù)、新方法開發(fā)利用尾礦，在整體利用、綜合回收、研究選冶新工藝新設(shè)備幾個方面實(shí)力加強(qiáng)的基礎(chǔ)上，已取得了明顯成效。美國等國利用浸出法技術(shù)能從銅尾礦中回收銅，俄羅斯開發(fā)出了能從含Au僅30×10-9的建筑用砂中回收85%金的技術(shù)，加拿大等國采用氨浸法和硫化物沉淀法從蛇紋石尾礦中提取鈷、鎳、鉻，日本采用碳還原法從蛇

50、紋石礦粉中提煉金屬鎂。利用尾礦中某些組分，一些發(fā)達(dá)國家開發(fā)出如鑄石、復(fù)合陶瓷、功能陶瓷等的高附加值產(chǎn)品；整體高效利用尾礦，如用作礦物肥料、微晶玻璃原料、尾礦磚、土壤改良劑、砂漿、鐵路道碴、混凝土骨料、井下回填料、筑路碎石、復(fù)墾料，使礦山越來越向無尾礦山目標(biāo)跨進(jìn)。尾礦綜合利用率在一些發(fā)達(dá)國家已達(dá)到了60%~80%[2]。</p><p>　　1.1.2 國內(nèi)尾礦資源管理現(xiàn)狀</p><p>

51、　　具有不可替代性和不可再生性的礦產(chǎn)資源不僅是我國工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，還是人類賴以生存的重要資源。衡量一個國家技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一是有價礦產(chǎn)資源的利用和綜合回收水平，我國約有85%的原材料和95%的能源都依賴于礦產(chǎn)資源。</p><p>　　礦產(chǎn)種類齊全，但是貧礦多；礦石組成復(fù)雜，難選冶礦多；單一礦少，共伴生礦多，以上這些是我國礦產(chǎn)資源的突出特點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)顯示，在我國現(xiàn)有的15.3萬個礦山當(dāng)中，礦產(chǎn)資源為共伴生礦

52、的占80%，我國共伴生礦產(chǎn)資源的綜合利用率不到20%，礦產(chǎn)資源總回收率僅有30%。在一些大型國有礦山企業(yè)即使開展了資源綜合利用，礦產(chǎn)資源總回收率也只占國有礦山的10%。 </p><p>　　我國礦山產(chǎn)出的尾礦總量，據(jù)統(tǒng)計(jì)得知2000年以前為50.26億t。我國礦山年排放尾礦在2000年以后達(dá)到6億t，現(xiàn)有尾礦的總量按此推算應(yīng)該在80億t左右。這些尾礦是非常寶貴的二次礦產(chǎn)資源，它們中大多含有各種黑色、有色、稀土、

53、稀貴和非金屬礦物等。</p><p>　　黃金尾礦量在我國礦山的尾礦中多達(dá)2.7億t，主要有色金屬尾礦量多達(dá)21億t，鐵礦尾礦量多達(dá)26億t。大量的有用成分蘊(yùn)含在尾礦中，鐵礦尾礦的全鐵品位為8%~12%，金礦尾礦中含金為0.2~0.6g/t，鉛鋅礦尾礦含鉛鋅0.2%~0.5%，銅礦尾礦含銅0.02%~0.1%[3]。</p><p>　　采用尾礦庫存放尾礦的方式是我國大型正規(guī)礦山處理尾礦的

54、一般方式，管理和修筑尾礦庫的費(fèi)用會隨著土地占用面積和礦山開采歷史的延長，以及規(guī)模的擴(kuò)大而不斷增加；尾礦設(shè)施在我國中、小型非正規(guī)礦山一般都很簡陋，有的礦山就近將尾礦排入低洼地、河谷、河溝，這是由于這些礦山根本不設(shè)置尾礦庫。尾礦揚(yáng)塵導(dǎo)致土地嚴(yán)重沙化，由于輸送管道泄漏或直接外排等事故造成地表水的污染，進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)田減、絕產(chǎn)等事件多發(fā)，生態(tài)環(huán)境和人們的生活生產(chǎn)都遭到了嚴(yán)重危害和污染，已受到全社會的廣泛關(guān)注[4,5]。</p><

55、;p>　　以下幾種處理尾礦的方法是我國目前普遍采用的：</p><p>　　1）做為土壤改良劑及磁化復(fù)合肥</p><p>　　尾礦中的磁鐵礦具有載磁性能，土壤的透氣性、孔隙度和結(jié)構(gòu)由于土壤中加入了磁鐵礦，引起磁團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的活化而得到改善。我國鐵礦總儲量中磁鐵礦石約占1/3。利用這一性能馬鞍山礦山研究院研制開發(fā)出了土壤改良劑，經(jīng)過小區(qū)種植對比試驗(yàn)和大區(qū)示范試驗(yàn)，結(jié)果表明農(nóng)作物增產(chǎn)具有良

56、好的效果[6]。</p><p>　　2）利用細(xì)粒尾礦生產(chǎn)多種建筑制品</p><p>　　細(xì)粒尾礦就是在選礦廠經(jīng)過破碎、磨礦、分選幾個流程之后排棄的尾礦，細(xì)粒尾礦在全國尾礦排放總量中約占2/3以上，目前這種尾礦的堆存方式是以尾礦庫的堆存形式為主。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，多種建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)可用細(xì)粒尾礦做主要原料，尤其是主要成分為石英的尾礦，可作為玻璃和陶瓷的生產(chǎn)原料，還可以生產(chǎn)人造大理石、貼墻磚、免

57、燒墻體磚等。黃梅山鐵礦裝飾面磚廠目前已建成投產(chǎn)，年處理尾礦4000t，生產(chǎn)飾面磚達(dá)10000m2，自該廠建成后，已為礦山創(chuàng)造了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益[7]。</p><p>　　3）尾礦制作硅酸鹽水泥</p><p>　　在水泥的原料中一般需配入20%的鐵粉和粘土，如果用尾礦作為替代品，既可節(jié)省開采和加工的能耗，又可節(jié)約土地。利用這一技術(shù)一座年產(chǎn)20萬t的水泥廠在馬鋼桃沖鐵礦建立起來了[8]

58、。</p><p>　　4）尾礦綜合利用和零排放研究</p><p>　　南京棲霞山鉛鋅礦所屬選礦廠處理1300t/d高硫鉛鋅礦原礦，排出選礦廢水5400m3/d，選礦尾礦約400t/d左右。自1999年以來進(jìn)行了一系列研究，主要有：尾礦用于做水泥、井下全尾礦充填等，都取得了令人滿意的效果，每天約產(chǎn)出400t的尾礦渣，其中的21%被用來外銷用做水泥輔料，剩下的79%就地回填井下，實(shí)現(xiàn)了尾礦

59、渣的零排放，這樣一來尾礦廢渣對環(huán)境的污染就徹底避免了[9-11]。</p><p>　　5）利用尾礦庫造林復(fù)墾</p><p>　　在世界許多發(fā)達(dá)的礦業(yè)大國中尾礦復(fù)墾率已達(dá)80%以上。國務(wù)院于1988年頒布了《土地復(fù)墾規(guī)定》，這個規(guī)定對我國尾礦復(fù)墾工作的開展起了促進(jìn)作用，規(guī)定中明確提出了“誰破壞，誰復(fù)墾”的原則。凡口鉛鋅礦在占地20萬m2的尾礦庫上覆土、綠化，栽種了5000余株苦棟樹，長勢

60、良好。首鋼遷安鐵礦不經(jīng)覆土即在1200畝尾礦庫上種草植樹，植物長勢良好，復(fù)墾成本大幅度的降低了。同時，位于山東招遠(yuǎn)縣境內(nèi)的一些黃金礦山利用黃土沖溝，建立起了階梯式尾礦庫，為了防止雨水沖刷，前期在壩庫外種植灌木，庫滿后立即覆土造田，種植花生、紅薯等農(nóng)作物，獲得成功[12,13]。</p><p>　　在礦產(chǎn)資源綜合利用方面盡管我國已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但是和發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距，尾礦綜合利用率在我國僅為7%左

61、右，與國外60%的利用率相比相差甚遠(yuǎn)，大量的尾礦只能長期堆放在尾礦庫中。因此，從我國實(shí)際出發(fā)，不斷提高科學(xué)技術(shù)水平，充分開發(fā)和利用尾礦資源，對改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)礦山可持續(xù)發(fā)展具有重大意義[14]。</p><p>　　1.2 GIS技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　1.2.1 GIS在國外的發(fā)展概況</p><p>　　地理信息系統(tǒng)（Geograph

62、ic Information System：GIS）是從 20 世紀(jì) 60 年代以來隨著計(jì)算機(jī)輔助制圖技術(shù)逐步發(fā)展起來的，是集空間分析、多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)處理與管理、計(jì)算機(jī)制圖、二次開發(fā)等強(qiáng)大功能于一身的應(yīng)用技術(shù)，在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用[15]。</p><p>　　GIS技術(shù)被廣泛地用于資源預(yù)測、災(zāi)害防治、礦產(chǎn)地質(zhì)以及資源評價中，GIS技術(shù)在解決分析各種空間信息問題時是以一種全新的方法來進(jìn)行的[16]

63、。GIS具有強(qiáng)大的分析和管理空間數(shù)據(jù)的功能，因而在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用[17]。 </p><p>　　地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與一切分析和處理空間數(shù)據(jù)有關(guān)的學(xué)科發(fā)展是分不開的，這些學(xué)科如計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感技術(shù)、攝影測量學(xué)、地圖學(xué)、地理學(xué)。地理信息系統(tǒng)的發(fā)展以時間為序列可分為四個階段：20世紀(jì)60年代的起始發(fā)展階段，70年代的發(fā)展鞏固階段，80年代的推廣應(yīng)用階段，90年代的蓬勃發(fā)展階段[18]。地理信息系統(tǒng)

64、的發(fā)展根據(jù)北美地區(qū)的實(shí)際情況，可分為以下四個階段:</p><p>　　1）地理信息系統(tǒng)的開拓期為20 世紀(jì) 60 年代，出現(xiàn)了資源普查數(shù)據(jù)（如加拿大統(tǒng)計(jì)局的GRDSR）、處理人口統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)（如美國人口調(diào)查局建立的 DIME）等，都側(cè)重于空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理[19,20]。</p><p>　　2）以空間地理信息的管理為工作重點(diǎn)的70年代，是地理信息系統(tǒng)的鞏固發(fā)展期。</p>

65、<p>　　3）以空間決策支持分析為研究重點(diǎn)的80年代，是地理信息系統(tǒng)的大發(fā)展時期。地理信息系統(tǒng)涉及到了許多的學(xué)科與領(lǐng)域，從商業(yè)服務(wù)區(qū)域劃分到政治選舉分區(qū)，從資源的管理、環(huán)境的規(guī)劃到應(yīng)急反應(yīng)等，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大。</p><p>　　4）地理信息系統(tǒng)的用戶時代（社會化階段）是在90年代，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為了現(xiàn)代社會最基本的服務(wù)系統(tǒng)。</p><p>　　1.2.2 GIS在

66、國內(nèi)的發(fā)展概況</p><p>　　地理信息系統(tǒng)在我國的應(yīng)用雖然起步稍晚，但有著相當(dāng)迅猛的發(fā)展勢頭，大致可分為以下三個階段。</p><p><b>　　第一是起步階段：</b></p><p>　　電子計(jì)算機(jī)在遙感、制圖和測量領(lǐng)域中的應(yīng)用，我國是從20世紀(jì)70年代初期開始推廣的。1974年隨著國際遙感技術(shù)的發(fā)展，美國地球資源衛(wèi)星圖像開始引進(jìn)我

67、國，處理和解譯遙感圖像的工作隨之開展了起來。遙感技術(shù)試驗(yàn)和應(yīng)用蓬勃發(fā)展的新局面，隨著1976年第一次遙感技術(shù)規(guī)劃會議的召開而形成了。京津唐地區(qū)紅外遙感試驗(yàn)、新疆哈密地區(qū)航空遙感試驗(yàn)、天津渤海灣地區(qū)的環(huán)境遙感研究、天津地區(qū)的農(nóng)業(yè)土地資源遙感清查工作先后開展了起來。</p><p>　　長期以來，一系列地形測圖和航空攝影測量等工作在國家測繪局系統(tǒng)開展了起來，為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時，也在同步進(jìn)

68、行著數(shù)字高程模型、機(jī)助制圖、解析和數(shù)字測圖的使用和研究工作。第一張由計(jì)算機(jī)輸出的全要素地圖于1977年誕生了。全國第一屆數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)討論會由國家計(jì)委于1978年在黃山召開。這些都為GIS的研制和應(yīng)用作了技術(shù)上的準(zhǔn)備。</p><p><b>　　第二是試驗(yàn)階段：</b></p><p>　　我國執(zhí)行“六五”、“七五”計(jì)劃是在進(jìn)入八十年代之后，這時國民經(jīng)濟(jì)得到了全面發(fā)展，

69、很快對“信息革命”做出熱烈響應(yīng)。GIS進(jìn)入全面試驗(yàn)階段是在大力開展遙感應(yīng)用的成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文的同時進(jìn)行的?？臻g數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用軟件的開發(fā)、數(shù)據(jù)處理和分析算法等是在典型試驗(yàn)中主要研究的課題。以農(nóng)業(yè)為對象，研究有關(guān)動態(tài)分析預(yù)報(bào)和質(zhì)量評價模式與軟件，并用于水資源估算、水庫淹沒損失、環(huán)境質(zhì)量評價與人口趨勢分析、土地資源清查等多項(xiàng)專題的試驗(yàn)研究。</p><p>　　在專題試驗(yàn)和應(yīng)用方面以及在全國數(shù)

70、字地面模型和大地測量建立的基礎(chǔ)上，建成了全國1:100萬地留數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和全國土地信息系統(tǒng)、1:4萬全國資源和環(huán)境信息系統(tǒng)及1:25萬水土保持信息系統(tǒng)。洪水災(zāi)情預(yù)報(bào)與分析系統(tǒng)以及黃土高原信息系統(tǒng)等專題研究試驗(yàn)也相繼開展了。城市規(guī)劃和建設(shè)部門也認(rèn)可了用于輔助城市規(guī)劃的各種小型信息系統(tǒng)。在人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流方面得到了很大發(fā)展。同時，關(guān)于GIS的國際學(xué)術(shù)討論會也多次在國內(nèi)召開?！百Y源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家級重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室”于1985年在中國科學(xué)院建

71、立了，“信息工程專業(yè)”和“測繪遙感信息工程國家級重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室”也于1988年和1990年在武漢測繪科技大學(xué)先后建立起來了。GIS方面的課程和不同層次的講習(xí)班在我國許多大學(xué)中設(shè)立了，從事GIS研究與應(yīng)用的一大批碩士和博士研究生已經(jīng)培養(yǎng)出來了。</p><p>　　第三是GIS全面發(fā)展階段：</p><p>　　80年代末到90年代以來，我國的GIS隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展走上了全面發(fā)展階

72、段。數(shù)字化測繪信息產(chǎn)業(yè)由國家測繪局正在全國范圍內(nèi)建立。己公開發(fā)售1:100萬地圖數(shù)據(jù)庫，已完成l:25萬地圖數(shù)據(jù)庫的建庫工作，全國1萬萬地圖數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)與建庫工作也已經(jīng)開始了，省級1:10000基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)在各省測繪局也在抓緊建立中。遙感應(yīng)用和數(shù)字?jǐn)z影測量從典型試驗(yàn)階段逐步走向了運(yùn)行系統(tǒng)，這樣就保證了地形和專題信息能夠源源不斷的向GIS提供。隨著沿江、沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的發(fā)展和外資的引進(jìn)以及土地的有償使用，進(jìn)入90年代以來急需GIS為之服

73、務(wù)，這都促進(jìn)了城市地理信息系統(tǒng)的大力發(fā)展。</p><p>　　在我國許多城市相繼建立了用于土地管理、城市規(guī)劃、電力、交通及各種基礎(chǔ)設(shè)施管理的城市信息系統(tǒng)?？萍疾吭凇熬盼濉笨萍脊リP(guān)計(jì)劃中，在基礎(chǔ)研究和軟件開發(fā)方面，國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目將“遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的綜合應(yīng)用”列入重中之重，北京大學(xué)、武漢測繪科技大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院、中國地質(zhì)大學(xué)和中國科學(xué)院地理研究所等單位開發(fā)的我國自主版權(quán)的地理信息

74、系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件，得到了在該項(xiàng)目中投入的相當(dāng)大的研究經(jīng)費(fèi)支持。中國GIS基礎(chǔ)軟件經(jīng)過幾年的努力與國外的差距越來越小，許多能參與市場競爭的地理信息系統(tǒng)軟件如MapGIS、GeoStar、ViewGIS等都涌現(xiàn)出來了。在該項(xiàng)目的支持下，在遙感方面全國基于IK4遙感影像土地分類結(jié)果的土地動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)已建立了。國家這一重大項(xiàng)目的實(shí)施，有力地促進(jìn)了中國遙感和地理信息系統(tǒng)的發(fā)展[18]。</p><p>　　1.3 GIS在

75、礦業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題</p><p>　　1.3.1 GIS在礦業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀 </p><p>　　GIS是反映各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特征的屬性，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，以一定的格式輸入、存儲、檢索、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。它的基礎(chǔ)是地圖可視化、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及空間分析三者有機(jī)的結(jié)合，其核心是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立圖形元素的拓?fù)潢P(guān)系與建立空間數(shù)據(jù)庫及屬性數(shù)據(jù)庫的聯(lián)動關(guān)系[

76、21]。</p><p>　　地理信息系統(tǒng)在礦山中的應(yīng)用就成為礦山地理信息系統(tǒng)（MGIS），MGIS大致可分為以下兩類：</p><p>　　一類可以說是礦山空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，主要是以多源信息的集成管理為主；另一類可以說是礦山數(shù)據(jù)預(yù)測評價分析系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，是以多源信息的分析為主，即給合一些應(yīng)用模型在前者的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。下面對這兩個方面分別給予闡述。</p>&

77、lt;p>　　1）礦山空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)</p><p>　　礦山數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、雙向查詢、地圖漫游、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、輸出打印、動態(tài)管理等是此類系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能。</p><p>　　（1）數(shù)據(jù)的輸入和輸出</p><p>　　礦山數(shù)據(jù)可分為兩類：屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)）。一些相關(guān)的表格或是文檔之類的數(shù)據(jù)屬于屬性數(shù)據(jù)，可以按一定的排列方式將這些數(shù)據(jù)用OFFIC

78、E等軟件存入文件，然后轉(zhuǎn)換為GIS兼容的文件格式裝入數(shù)據(jù)庫中；一些礦區(qū)已有的地形圖、地質(zhì)圖等各種圖形資料屬于圖形數(shù)據(jù)，可以用數(shù)字化儀或掃描儀將這些數(shù)據(jù)輸入，同時伴隨空間實(shí)體的特征輸入相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)，并且建立實(shí)體間的拓?fù)潢P(guān)系。</p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)的查詢</b></p><p>　　拓?fù)淇臻g查詢是根據(jù)空間實(shí)體間的位置和拓?fù)潢P(guān)系建立的，可實(shí)現(xiàn)從屬性到圖形

79、和從圖形到屬性的雙向查詢。另外，利用GIS平臺提供的二次開發(fā)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)包括特定區(qū)域查詢、任意區(qū)域查詢、點(diǎn)擊查詢這些利用GIS建立圖形方式查詢的功能。</p><p>　　（3）數(shù)據(jù)的動態(tài)管理</p><p>　　數(shù)據(jù)的動態(tài)變化是隨著礦山生產(chǎn)的進(jìn)行，礦山數(shù)據(jù)的一個顯著特點(diǎn)。針對這一特點(diǎn)，就需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行動態(tài)的管理維護(hù)來體現(xiàn)出動態(tài)變化過程，包括對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進(jìn)行增加、修改、刪除，以此來適應(yīng)礦

80、山的生產(chǎn)過程。在數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)文件上可進(jìn)行修改和刪除功能，可通過兩種途徑來實(shí)現(xiàn)增加功能：一是可以在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫文件里直接輸入，適用于當(dāng)需要增加的數(shù)據(jù)量不大的情況；二是可以將其做成一個文件讓數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自動將這個文件轉(zhuǎn)換后裝入數(shù)據(jù)庫，適用于當(dāng)增加的數(shù)據(jù)量較大時的情況。</p><p><b>　?。?）關(guān)鍵技術(shù)</b></p><p>　　MGIS中最重要的組成部分就是數(shù)據(jù)

81、，數(shù)據(jù)質(zhì)量保證和數(shù)據(jù)的采集輸入是建立MGIS的一個關(guān)鍵問題。由于采礦、地質(zhì)、建筑、測量、經(jīng)濟(jì)、機(jī)械、管理、運(yùn)輸?shù)雀黝I(lǐng)域、各學(xué)科的數(shù)據(jù)資料在礦山中都會涉及到，礦山數(shù)據(jù)來源有實(shí)地觀測數(shù)據(jù)、遙感圖像、圖形、統(tǒng)計(jì)資料等以圖像、文本、表格等形式保存的信息，所以是一個具有多尺度、多源數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)，并且由于數(shù)據(jù)形成與積累的時間長，精度不一致、格式不統(tǒng)一，因此數(shù)據(jù)的采集輸入、數(shù)據(jù)源的選取、數(shù)據(jù)質(zhì)量的保證對于建立MGIS來說，是一項(xiàng)相當(dāng)重要的工作。&l

82、t;/p><p>　　2）預(yù)測評價分析系統(tǒng)</p><p>　?。?）傳統(tǒng)的預(yù)測評價的缺點(diǎn)</p><p>　　依據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)和通過對預(yù)測區(qū)范圍內(nèi)地、物、化、遙等資料的研究，在圖紙上利用手工方法進(jìn)行分析是傳統(tǒng)的礦產(chǎn)預(yù)測評價分析的主要特點(diǎn)。主要存在以下幾個缺點(diǎn)：定量數(shù)學(xué)模型的建立大多是針對數(shù)值型數(shù)據(jù)而不是圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析預(yù)測；不能運(yùn)用可視化的界面實(shí)現(xiàn)交互式操作來進(jìn)行評價過

83、程；難以直觀體現(xiàn)空間對象之間的復(fù)雜關(guān)系；不能夠直接表達(dá)評價過程中的成果。</p><p>　?。?）GIS的空間分析功能</p><p>　　GIS空間分析功能主要包括兩個不同的應(yīng)用層次。</p><p>　　新的專題圖層是根據(jù)空間對象之間的關(guān)系及其分布特征，通過圖形分析操作實(shí)現(xiàn)對特征因子的提取而生成的。具體的有：GIS中Buffer緩沖區(qū)分析；多源地學(xué)信息的空間查

84、詢功能；空間實(shí)體統(tǒng)計(jì)功能；空間信息疊加分析功能；高質(zhì)量GIS圖件；強(qiáng)大的可視化工具。在礦產(chǎn)的評價預(yù)測中起輔助決策作用的功能都是通過這些功能來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)，構(gòu)建空間分析模型來模擬真實(shí)的地質(zhì)作用過程，實(shí)現(xiàn)與GIS系統(tǒng)的集成。根據(jù)技術(shù)條件及模型復(fù)雜程度的不同以及應(yīng)用需要，GIS與空間模型的結(jié)合方式也同樣有所不同，常見的結(jié)合方式有以下幾種：</p><p>　　

85、第一種是松散耦合式，這種結(jié)合方式是應(yīng)用模型與GIS系統(tǒng)以可執(zhí)行的應(yīng)用程序形式存在，驅(qū)動應(yīng)用模型程序的方式是以GIS系統(tǒng)命名的方式來進(jìn)行，它們自身具有不同的用戶界面和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過統(tǒng)一格式的中間數(shù)據(jù)文件來實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)通信。</p><p>　　第二種是緊密耦合式，這種結(jié)合方式開發(fā)專業(yè)應(yīng)用模型與GIS系統(tǒng)集成是利用GIS系統(tǒng)所提供的二次開發(fā)語言（如AML、MapBasic等）或其它編程語言，并且以GIS為集成平

86、臺來實(shí)現(xiàn)的；第三種是一體化方式，不但可以通過嵌入的方式利用COM、ActiveX、DDE、OLE等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)GIS系統(tǒng)與分析模型的結(jié)合，也可以根據(jù)GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征，在系統(tǒng)內(nèi)部以GIS為核心，開發(fā)相應(yīng)的專業(yè)分析模型來實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的無縫集成。</p><p>　　3）三維GIS在礦業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　GIS是一門以應(yīng)用為目的的信息產(chǎn)業(yè)，三維GIS是許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)IS的基本要求。但

87、是在礦山應(yīng)用中三維GIS技術(shù)尚處于起步階段。GIS應(yīng)用領(lǐng)域中的真實(shí)世界本身就是三維的，平面上的信息與垂直方向的信息具有同樣重要的意義，因此在礦山的應(yīng)用中，二維GIS技術(shù)就受到了很大的限制。這時利用具有三維分析和處理功能的GIS是十分必要的。隨著研究領(lǐng)域的不同，三維現(xiàn)象描述空間實(shí)體的方法由于每種數(shù)據(jù)各自的特點(diǎn)和適應(yīng)性而存在較大差異，因此設(shè)計(jì)出一種適合所有應(yīng)用領(lǐng)域的三維空間數(shù)據(jù)模型是不現(xiàn)實(shí)的，應(yīng)該從研究領(lǐng)域的空間實(shí)體分布特征著手，設(shè)計(jì)出專用

88、的三維空間數(shù)據(jù)模型。</p><p>　　4）網(wǎng)絡(luò)GIS在礦業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　資源共享是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最大的優(yōu)勢，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近年來發(fā)展迅猛，以資源共享為基礎(chǔ)的構(gòu)件化GIS、網(wǎng)絡(luò)GIS（WWW GIS或Web GIS）等方面的研究工作都取得了較大的進(jìn)展。通過網(wǎng)絡(luò)將同一地區(qū)不同礦山的MGIS互聯(lián)，不僅達(dá)到了信息與功能模塊共享的目的，而且更便于上級主管部門進(jìn)行管理。因此MGIS

89、建成以后對網(wǎng)絡(luò)化的MGIS進(jìn)行研究是非常必要的[22]。</p><p>　　1.3.2 當(dāng)前研究中存在的問題</p><p>　　目前，雖然利用GIS技術(shù)針對礦區(qū)開發(fā)的一些應(yīng)用系統(tǒng)已成功在礦產(chǎn)資源的管理工作中得到了應(yīng)用，但是這其中仍然存在一些問題，主要表現(xiàn)為：</p><p>　　1）大部分系統(tǒng)認(rèn)為礦產(chǎn)資源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和通用的管理信息系統(tǒng)相同，忽略了對空間信

90、息中空間分布信息的管理設(shè)計(jì)，這主要是受到了通用管理信息系統(tǒng)功能的影響，只是關(guān)心一些跟空間信息相關(guān)的屬性信息的管理。</p><p>　　2）引入GIS技術(shù)只是從制圖任務(wù)的角度出發(fā)，導(dǎo)致GIS功能中重要的預(yù)測能力和空間分析功能的設(shè)計(jì)就被忽略了。</p><p>　　3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)者進(jìn)行二次開發(fā)大多都利用GIS軟件自帶的開發(fā)語言，因此設(shè)計(jì)者不僅需要專門學(xué)習(xí)這些開發(fā)語言，并且還需要具備專業(yè)開發(fā)人員

91、的技能，這樣做就在無形中增加了系統(tǒng)開發(fā)的工作量，很難發(fā)揮出GIS管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的能力，最終導(dǎo)致開發(fā)出的系統(tǒng)效率低下。</p><p>　　4）缺少對元數(shù)據(jù)的管理，這是與其他一些成熟的管理信息系統(tǒng)的差距所在，能夠準(zhǔn)確、合理地在礦產(chǎn)資源管理中使用元數(shù)據(jù)提供的幫助信息，在使用眾多的數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)資源方面，可以對管理人員和地學(xué)科技工作者提供方便快捷的輔助手段[23]。</p><p>&l

92、t;b>　　1.4 研究背景</b></p><p>　　礦產(chǎn)資源開發(fā)和利用而形成的礦業(yè)廢棄地，給社會、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)帶來了一系列嚴(yán)峻問題，已成為了當(dāng)前社會環(huán)境與發(fā)展的焦點(diǎn)問題[24]。對于囊括于礦業(yè)廢棄地中的尾礦來講，含有現(xiàn)行技術(shù)可回收的大量有用組分，是可以整體利用的具有多種用途的資源。從社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，以及保護(hù)資源和礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要出發(fā)，作為礦山二次資源的尾礦是具有進(jìn)一步綜合開發(fā)和利

93、用價值的。尾礦資料隨著國內(nèi)很多礦山在多年的開發(fā)后，數(shù)據(jù)量已十分龐大。這些資料不僅包含尾礦的基本屬性信息，例如尾礦占地面積、尾礦庫容量、尾礦庫資源類型等等，而且還包括其相應(yīng)的空間信息，這些資料具有階段性、專業(yè)性、格式復(fù)雜種類多、連續(xù)性和完整性差的特點(diǎn)，并且資料分布于多個部門。隨著時間的推移，無論是屬性信息還是空間信息都將不斷的發(fā)生變化，因此數(shù)據(jù)量就會越來越龐大，這就給尾礦數(shù)據(jù)資料的管理、查詢、保存和利用造成了很大的困難。以往借助于手工查詢

94、的查詢管理手段效率低下，費(fèi)時費(fèi)工，現(xiàn)時性差，查詢速度慢，數(shù)據(jù)更新慢，甚至查詢出來的數(shù)據(jù)由于未能及時更新而都是過時的，這就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足礦區(qū)發(fā)展的迫切需要。</p><p>　　由于信息化時代的來臨，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)管理尾礦數(shù)據(jù)資料就顯得日益緊迫。如何利用現(xiàn)代化手段提高管理水平和工作效率，解決資料查找更新困難、現(xiàn)時性差、精度損失大等問題，就成為了新的課題擺在我們面前。利用GIS系統(tǒng)不僅可以發(fā)揮計(jì)算機(jī)存儲海量數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，

95、科學(xué)高效的建立尾礦信息數(shù)據(jù)庫，而且借助GIS屬性查詢和空間分析的交互式操作，可以更加方便、準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢管理與變更，這是一般的計(jì)算機(jī)軟件所做不到的。它克服了以往礦政部門管理尾礦信息的無序性和盲目性，避免了大量重復(fù)性錄入工作，大大提高了工作效率。同時利用GIS的空間分析、時間延續(xù)分析、三維可視化分析等一系列分析模塊的強(qiáng)大功能，為管理人員提供了有益的參考數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)ξ驳V的科學(xué)管理和綜合利用提供科學(xué)的決策基礎(chǔ)。</p>

96、;<p>　　目前，一些功能較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫軟件雖然在國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了，但是普遍都存在操作難度大和針對性差等問題，致使礦山尾礦資源管理人員的操作水平和知識結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)，并且大多是利用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源規(guī)劃和預(yù)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對尾礦資源的管理尚未實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，因此尾礦資源的管理系統(tǒng)亟待開發(fā)。從礦山信息化建設(shè)和礦山尾礦管理實(shí)際出發(fā)，利用GIS技術(shù)開發(fā)界面友好、易于操作、功能實(shí)用和礦山普遍適用的尾礦資源數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，為尾礦資源

97、的合理管理和二次利用提供管理決策和信息服務(wù)有著重要的意義。 </p><p><b>　　1.5 研究內(nèi)容</b></p><p>　　論文從尾礦資源管理部門的實(shí)際需求和具體工作流程入手，設(shè)計(jì)并開發(fā)基于組件式GIS技術(shù)的尾礦資源管理系統(tǒng)，進(jìn)行了系統(tǒng)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及功能設(shè)計(jì)，功能設(shè)計(jì)部分實(shí)現(xiàn)了圖形操作功能，包括地圖的點(diǎn)選、圓選、框選和多邊形選擇，以及地圖放大、縮小、

98、自由縮放、漫游，分層顯示、鷹眼圖和放大鏡等功能；信息查詢功能包括圖查屬性、屬性查圖和普通查詢；信息管理功能包括屬性信息維護(hù)更新、空間數(shù)據(jù)維護(hù)更新以及專題圖制作功能。</p><p>　　系統(tǒng)運(yùn)用SuperMap軟件與VB的組件式二次開發(fā)模式，目標(biāo)是通過GIS空間查詢與數(shù)據(jù)管理的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對遷安市尾礦資源的統(tǒng)一管理，構(gòu)建尾礦資源分布的數(shù)字地圖，實(shí)現(xiàn)屬性信息與空間分布的實(shí)時查詢與管理。具體研究內(nèi)容如下：</

99、p><p>　　1）通過前期實(shí)地調(diào)研，搜集遷安市尾礦資源相關(guān)圖件和文字資料，包括遷安市尾礦資源現(xiàn)狀分布圖，遷安市基礎(chǔ)地理圖，遷安市土地利用圖以及與遷安市尾礦資源現(xiàn)狀有關(guān)的文字及表格資料等。</p><p>　　2）根據(jù)遷安市尾礦資源的現(xiàn)狀及特點(diǎn)，以及遷安市尾礦資源管理部門的工作流程，編寫出遷安市尾礦資源管理系統(tǒng)需求分析報(bào)告，確定系統(tǒng)開發(fā)方式及開發(fā)工具的選用，設(shè)置系統(tǒng)軟硬件的配置，繪制系統(tǒng)總體功

100、能框架圖。</p><p>　　3）構(gòu)建遷安市尾礦資源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，包括空間及屬性數(shù)據(jù)庫。對前期調(diào)研搜集到的各種圖件進(jìn)行處理，包括矢量化和格式轉(zhuǎn)換等工作，建立空間數(shù)據(jù)，錄入空間對象對應(yīng)的屬性信息，以此來構(gòu)建空間及屬性數(shù)據(jù)庫，最后實(shí)現(xiàn)二者的連接。</p><p>　　4）設(shè)計(jì)系統(tǒng)具體功能模塊，并編制相關(guān)代碼。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能就是尾礦資源數(shù)據(jù)信息的查詢檢索、管理維護(hù)以及專題地圖制作，雙向

101、查詢即圖查屬性和屬性查圖；數(shù)據(jù)管理維護(hù)是對尾礦資源的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行維護(hù)更新。除此之外，還需要建立通用信息管理模塊，包括工作空間管理、統(tǒng)計(jì)輸出、幫助等功能。</p><p>　　5）編寫幫助文檔：用戶能夠迅速了解系統(tǒng)使用方法的唯一途徑，就是依靠查閱幫助文檔，在系統(tǒng)開發(fā)過程中制作幫助文檔是必不可少的一項(xiàng)工作。系統(tǒng)的幫助文檔采用常用的幫助文檔制作工具Frontpage來編制。</p><p>　　

102、6）打包測試：系統(tǒng)開發(fā)完畢測試成功后，需要將應(yīng)用系統(tǒng)以及附屬的文件制作成一個安裝包，便于最終用戶的使用。</p><p><b>　　論文工作量見表2。</b></p><p><b>　　表2 論文工作量</b></p><p>　　Table2 Workload of paper</p><p>

103、;　　第2章 系統(tǒng)基本理論及技術(shù)體系</p><p><b>　　2.1 GIS理論</b></p><p>　　2.1.1 GIS分類</p><p>　　在計(jì)算機(jī)軟、硬件環(huán)境支持下，以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、操作、管理、模擬、分析和顯示，適時提供多種動態(tài)和空間的地理信息，為綜合評價、地理研究、定量分析、管理和決策服務(wù)而

104、建立起來的一類計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)就是地理信息系統(tǒng)（GIS）[25]。</p><p>　　地理信息系統(tǒng)（GIS）與管理信息系統(tǒng)（Management Information System，簡稱MIS，如：財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)等）的主要區(qū)別在于：GIS是對屬性數(shù)據(jù)庫和圖形數(shù)據(jù)庫共同管理、應(yīng)用和分析，它的系統(tǒng)功能強(qiáng)、軟硬件設(shè)備復(fù)雜；而MIS只具備屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存儲了圖形信息也是以文件形式來管理

105、，在MIS中圖形要素不能查詢、分解也沒有拓?fù)潢P(guān)系。管理地圖和地理信息的不一定就是GIS，這是應(yīng)當(dāng)注意的問題。</p><p>　　按內(nèi)容來分地理信息系統(tǒng)可以分為以下三大類： </p><p>　　1）專題地理信息系統(tǒng)：是為特定的專門目的而服務(wù)的，如水資源管理信息系統(tǒng)、森林動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)等，這類系統(tǒng)是具有明確目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)的地理信息系統(tǒng)。 </p>&l

106、t;p>　　2）區(qū)域地理信息系統(tǒng)：是可以按自然分區(qū)或行政分區(qū)的（如國家級、地區(qū)或省級、市級和縣級）、有不同規(guī)模的，以全面的信息服務(wù)和區(qū)域綜合研究為目標(biāo)的區(qū)域地理信息系統(tǒng)。如我國黃河流域信息系統(tǒng)、美國圣地亞哥縣信息系統(tǒng)、加拿大國家信息系統(tǒng)等。許多實(shí)際的地理信息系統(tǒng)如深圳市國土規(guī)劃地理信息系統(tǒng)、海南島土地評價信息系統(tǒng)、北京市水土流失信息系統(tǒng)等是介于上述兩者之間的區(qū)域性專題信息系統(tǒng)。 </p><p>　　3）地

107、理信息系統(tǒng)工具和地理信息系統(tǒng)外殼：地理信息系統(tǒng)工具是一組具有存貯管理、分析運(yùn)算、圖像圖形數(shù)字化、查詢檢索和多種輸出等功能的地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件或開發(fā)平臺[26]。</p><p>　　2.1.2 GIS特點(diǎn)</p><p>　　按范圍大小來分，地理信息系統(tǒng)可分成三種，即全球的、區(qū)域的和局部的。通常根據(jù)所表示的區(qū)域來講，區(qū)域越小那么數(shù)據(jù)的描述就越詳細(xì)，空間數(shù)據(jù)往往需要利用較大的比例尺來表示。

108、為了滿足地理信息系統(tǒng)對地球的表面、空中以及地下的若干要素之間相互關(guān)系和空間分布的研究，地理信息系統(tǒng)必須滿足以下幾個基本特點(diǎn)：</p><p>　　1）公共的地理定位基礎(chǔ)</p><p>　　為了使具有多維性、區(qū)域性、時序性特征的空間要素進(jìn)行分解和復(fù)合，將隱含其中的信息變?yōu)轱@式表達(dá)，形成綜合信息基礎(chǔ)，這些綜合信息基礎(chǔ)在時間和空間上要連續(xù)分布，并且能夠支持空間問題的決策與處理，就需要按經(jīng)緯度或