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摘要 ：近几年，社会的快速发展使得科学技术得到不断进 步，GIS 建库技术作为一种新型的测绘技术在我国现阶段的工程 建设中得到了广泛应用， 尤其是测绘工程的施工过程。相对于传 统的手工操作，利用 GIS 技术可以得到更好的测绘效果，操作更 加简单，精度更加准确，还能够节约测绘作业费用，确保测绘结 果的准确性。本文针对 GIS 技术的使用过程，根据测绘项目的特 点，对构建完整的测绘数据库进行了深入的分析， 以确保数据整 理、数据采集、数据建库、数据校正等各个环节顺利进行。
关键词 ：GIS 建库技术,矿山测绘,应用
地理信息系统的建设目的是收集、存储和管理和应用的全 流程和成果。GIS 技术在测绘项目建设中有着显著的优越性，矿 山勘测项目的各种数据和结果必须完全存储到数据库中，所以 要根据实际情况，构建 GIS 的基础数据库系统。因为测绘工程中 所获得各项数据结论都被保存在测绘数据库中，所以建立 GIS 数据库，再根据测绘过程中所出现的状况进而进行数据库操作 的实施是重中之重。在获取和汇总测绘成果的过程中， 应充分保 障测绘成果的高品质， 并确保所获取的资料的完整性。只有这样 才能够使测绘工程顺利地开展。
1 矿山测绘工程测量技术的现状
随着科学技术的不断进步，测绘工程测量技术也因此发展 壮大起来。矿山测绘工程中，传统测量技术包括 ：①三边测量 法，是在现场设置连续三角形，通过测量三角形的边长，来确定 顶点的位置 ;②边角测量法，测量三个边长、三个角度，确定顶 点的位置 ;③三角测量法，先确定三角形的顶点和角度，再利 用固定基准线计算边长距离。总结来看， 传统测量技术均建立在 测量控制网的基础上，不仅操作复杂，而且准确性低，受环境的 影响明显。随着科学技术的进步，将测量技术和信息技术、网络 技术相结合，出现了新型测量技术，典型代表是 GIS 测量技术， GIS 测量技术在实际操作中所获得的结果颇具成效， 不仅提升了 测量工程的准确性和有效性，也大大降低了传统测量技术所需 要的大量的劳动强度，科学的进步慢慢影响矿山测量技术的发 展，使得矿山测量技术渗透到多领域里，可见 GIS 技术的强大优 势，下图为 GIS 技术在矿山测绘当中的应用。
2 GIS概述、优势及功能
2.1 概述
GIS 是二十世纪六十年代兴起的一门集科学、信息学和地理 学等学科于一身的新学科。GIS 以地理空间数据库为依托，以电脑软件和软件为支撑，应用系统工程、信息学等相关学科，能够 对地理数据进行科学管理和全面分析，并且提供必要的管理和 决策等的技术体系。GIS 是对地理空间数据进行全面的数据处 理与解析的技术体系，基于地图的测绘与测量，以数据库为数 据存储与利用 ;并以电脑程式为基础，实时地进行全球太空分 析。GIS 系统分为硬件系统、软件系统、地理空间数据、系统的 发展四大模块。从 80 年代后期开始，GIS 技术在城市管理、交通 管理、城市规划等方面得到了越来越多的运用， 还应用于地震防 灾，灾害损失监测等多方面。
2.2 GIS 技术的优势
(1) 利用 GIS 的空间解析能力，可以实时监测周围的环境， 并对矿山周围的生态环境造成的破坏和破坏进行评估，可通过 反映矿山周边的信息， 建立相关的结构特征和模型。
(2) GIS 技术可以处理开采塌陷规律和扩散、开采破坏分析 等常规环境分析法无法实现的问题，对图像处理过程与矿山实 际操作情形相似， 将误差控制在合理范围内， 确保其具有较高的 准确性。
(3) GIS数据库职能， 它可以创建和管理相关的资源数据库， 并且可以高效的查询、更新和提取评估区域的环境评估数据。
2.3 GIS 技术提供的功能
2.3.1 辅助作图的功能
想要建立数据库，GIS 技术的辅助作图功能是不可缺少的， 它能够将测绘人员所获得的信息数据更加直观明了地在地图上 表现出来。
2.3.2 地图管理的功能
GIS 技术所提供的这项功能主要是进行制作电子地图，GIS 技术可以根据不同的地图格式进行灵活变化，绘制出对应的电 子地图然后再进行分析，而且 GIS 技术在地图管理功能方面上， 可以说是非常有优势， 具备将图片实现矢量化， 进行误差改正等 功能。可见 GIS 技术功能还是很丰富的。
2.3.3 拉闸停电的功能
此功能主要是保证计算机系统能够更加安全有效地运行， 也为今后 GIS 技术运用计算机进行分析提供了必要的支持。
3 GIS数据建库技术主要思路和设计
3.1 主要思路
3.1.1 技术思想
GIS 数据建库技术的技术思想是建库过程的品质管理和库 的规范化管理。建立程序主要有基础 CAD 资料的处理、资料的格式、加入有关要素的性质、对主语句的监督 ;在建库过程中质 量控制是非常重要的，对各个阶段的资料都要进行严密的检验， 确保资料的准确性和完整性。
3.1.2 技术方案
(1) FMEBjects.NETAPI.NETAPI 采用了与以往不同的技术 方式，最大的区别在于，FMEObjects.NETAPI没有采用登录的方 式，计算机可以进行直接的拷贝。由于没有了登录，也就没有了 安装的过程，所以许多应用都不会太过复杂。除此之外，还有一 个区别， 那就是在升级的过程中， 用户不需要关掉相应的软件。
(2) 灵活性性较高的系统。由于系统具有开放式的特点，所 以其具有高度的弹性，而且使用者可以按照自己的偏好来操作， 不会受到太多的约束 ;并且这些较为突出的特点都是按照用户 的喜好进行细分的， 以达到最好的效果。
(3) 将参数设定规范化。系统不仅具有灵活性，而且还对各 种参数进行了规范化设计，使得使用者可以在任意操作的情况 下，不会脱离系统， 再多的改动也是在规范化的范围之内。
3.2 GIS 数据库技术设计
建库的技术基础是建库的质量控制体系。规范的管理数据 库的主要内容有 ：
(1) 要素表格 (FeatureTable) 数据库有要素分类和代码， 每 个单元都要妥善的安排，包含单元的层次，单元的代码。然后是 要素命名等等， 通过特殊的方法， 将所有的空间信息按照一定的 顺序排列起来， 然后进行归类， 要将项目中的全部参量纳入到要 素表格中。
(2) 数据几何类型控制表(CTRL类别表格)。为了避免某些 不必要的误差， 采用了数据的几何型控制表格。
(3) 元数据表(MetaTable)。元数据表包含了许多有用的资 料，既包含了与品质管理相关的资料， 也包含了整个过程中的各 种动态资料， 各元资料可以彼此整合， 从而达到监控的目的。
(4) 要素类表结构。要素类表结构能确保数据的准确性，而 要素表格的编写必须符合《数据结构规程》的规范，可以按照设 计需求在数据库中进行更改和设定，并且由于规范化会导致数 据库更加的自动化。
4 GIS数据库的优势以及建立步骤
GIS数据库不但保存了长度和方位信息， 还保存了被测物体 的各项特征信息，与常规的测绘相比，其信息的储存量大，因为 所要存储的信息不仅仅只是涉及地球表面的信息，还包括地质 信息、大气信息等十分复杂的相关信息，要表达的内容容量过 大，造成其功能实现和有效率的工作受到不小的影响，但 GIS数 据库可以为这些提供方便， 解决冗余信息的麻烦， 便于查询修改 和分类统计 ;通过对所获得的初始数据进行日常操作应用，为 用户提供一定的帮助，例如简单的查询和分析等 ;由于地理信 息具有较强的时效性，所以需要不断更新信息，GIS 数据库恰好 可以解决这一问题 ;GIS数据库还可以根据用户不同的需求， 支 持网络上的共享， 进而扩大空间数据信息分享的范围。
第一，针对工程的实际需求，对数据库类型进行了选取。 GIS 的数据模式有两类 ：一是基于拓扑关系的， 二是基于面向对 象的。由于结构化的数据结构是指整体的， 并且注重各个单元的 相互联系， 所以在对某个实体进行更改时， 会对其它与空间有关 的对象产生一定的影响，而目前在 6.7 的版本中，使用比较多的 MapGIS 应用程序。基于独立的、完整的、具有地理意义的基础 单元表示地理空间，便于修改和管理个别实体，并能统计、修改 数据， 目前我国MapGIS 系统的 K9 及ArcGIS 等国外的ArcGIS 系统已被默认使用。
第二，搜集基本的工程测量资料。GIS 数据库的基本属性和 数据类型是由项目需求决定的， 它既要满足数据的要求， 又要确 保所有工程资料的完整。为了防止测绘项目资料的错误， 需要各 部门进行协调。
第三，对工程测量资料进行初步的分类。在进行项目测量 时，既要确保项目的完整性，又要按照项目的类别进行划分，要 对原始资料的结果进行综合整理。对测绘技术工作者而言， 以表 的形式产生出全面的工程测量结果，并将现有的测量成果纳入 到不同的数据特征和数据图级中。
第四步，对项目的绘制结果进行校正和输入。为了使测量资 料达到精度的根本要求， 测量资料必须进行精确的检验， 以防止 因人的错误导致资料的畸变，从而对整个测绘项目的质量产生 重大的不利影响。在完成了对数据的综合检验之后， 将校正后的 结果输入到 GIS 的地图数据库中，从而构建起一个完备的地图 数据库系统。
5 GIS应用于矿区测绘的数据库建立
空间数据库的发展以 GIS 为主体，其管理的数据以二维和 三维空间数据为主， 主要包含了空间实体具体空间位置、拓扑关 系、属性等方面。这种方法可以方便修改和抽取地理信息。
GIS 主要通过数字测图、手工数字化和扫描数字化、遥感和 摄影测量等方法进行空间数据的获取。对矿山开采进行监测， 需 要利用矿区的测量数据、开采方法、地质开采条件 ;地、质结构 等多个方面的数据， 主要是通过野外数字化测绘和人工测绘， 对 采集到的数据进行有效的管理、更新和维护 ;利用各种方法， 可 以迅速地进行查询、检索，并将所需要的地理空间信息输出，以 便更好地预测矿山的状况。GIS是一种以特定领域为基础的专门 应用模式，用于数据处理、信息管理、空间分析、反演预测、决 策支持等都是非常必要的。综合各方面因素，GIS 十分适合建立 矿山采掘沉陷数据库。
GIS 技术在建立数据模型上有着得天独厚的优势， 在矿山测 绘过程中，利用 GIS对其进行数据采集，把它数据采集和更新的 功能有效地发挥出来， 还能对不同数据属性进行显示， 从而更进 一步达到实现数据之间交换的功能。利用矿山测量技术收集到 的信息开始构建出相对应的模型。例如，在 GIS 技术的支持下， 利用矿山测量技术数据信息构造出三维模型，之后将矿山信息 进行导入模型里，相关工作人员只需要选择相应的属性便可以轻而易举地划分和定位好矿山的实际范围，有了关键数据的支 撑，矿山周围所有的位置信息就都可以得到， 为后面矿山高效开 采实施提供帮助。
GIS 技术在处理煤矿采掘塌陷过程中存在的问题上有其独 特的优势 ：一是 GIS 理论与技术手段主要是存储、处理、复合矿 区的多层次空间、资源、环境等动态的时空信息 ;最佳的分析和 评估方式。采矿塌陷中的数据都是有空间意义的，GIS 最大的特 点就是对具有空间意义的数据进行管理和处理，而 GIS 的数据 库管理功能可以实现对海量的采矿沉陷数据的统一管理 ;其次， 二维矿图的管理已经十分成熟，通过 GIS 的绘图功能，可以对矿 山的采掘和塌陷进行监控。此外，GIS 的空间查询与分析功能， 能够全面、动态地监控采矿造成的破坏， 并能够判断出破坏的程 度，还可以在采动期间根据监控数据， 适时地调整采矿计划。
建立矿山采掘塌陷数据库。
矿山的采矿数据可以分为图形数据和图形数据，包括矿区 地形、工作面、矿区地理环境等 ;地面建筑状况，采矿条件，矿 山的布局 ;相关数据， 例如各个观测站的地理位置。
通常， 建立一个数据库由下列主要单元组成 ：
(1) 数据收集模块 ：主要是野外收集的反映矿山环境的数 据，并对其进行多种分析、加工。
(2) 数据库模块(包含数据的储存和处理) ：将所有的数据 和图表都储存在电脑中， 以便进行数据的统一处理。
(3) 变形预测与预测 ：包含下沉、倾斜、曲率、水平变形和 水平位移等 ;在有限采矿条件下， 主断面的移动变形， 主断面倾 斜变形， 双向均为有限采矿条件下的预测;预测参数(下沉系数， 主要影响角正切值， 拐点位移， 横向运动系数)。
(4) 图表模型 ：用来制作矿山塌陷所需要的各类图表。
(5) 输出模块 ：将不同观察到的资料及分析的结果以图表 形式存在于 GIS数据库中， 也可以以数字图表模式进行展示。
6 在测绘工程中建立GIS数据库的具体实现要点
GIS数据库能够存储海量的测绘资料， 采用建库方式对整个 测绘项目进行全面的数据存储，充分反映出 GIS 技术和实际应 用的需要。特别是 GIS 地图库的建设， 主要包括以下几个方面。
6.1 全面搜集项目的原图资料
工程测量资料的原始资料要符合规范规定的精度，如果不符 合规范，将对后续的工程测量造成很大的干扰。根据需要的控制 值领域，该属性栏位可以是“任意”的，也可以是“非空”。在一 些实例中， 由于测量资料的获取， 不需要获得高精度的测量结果。
可以选用简易资料采集的图示法，不过，想要获得更高的精 度，就应该使用解析技术， 以及其它的数据收集技术。
另外，在采集全面的工程测量资料时，应注重对各类数据的 识别， 以保证对各类数据和图像的准确识别。这是因为地理位置 和地理位置之间存在着一定的联系，从而产生了一种特定的图 像特征。在各种测量资料的收集过程中， 技术工作者要准确地区分出相应的地图属性，并利用地图的属性之间的合理的联系来 进行分类。
6.2 对工程基本资料进行汇总
在对基本的工程测量资料进行归档时，需要使用专用的绘 图软件进行。根据现有的基础资料，在进行合理的甄别时，以工 程的特点为依据，采用图表的方式，将基本的基础资料进行汇 总。采用资料分类方法， 可以把各类测绘资料分类到对应的资料 库范畴之内。根据当前的实际情况， 许多测绘项目都需要海量的 基础资料，对海量的基础资料进行数字化处理。然而，若只靠着 自己的经历对测量资料进行归类，很可能会造成测量结果的偏 移，并对项目的规划和规划造成不利的后果。
比如，测绘矿山的项目进行了一次全方位的测量工作之后， 有关方面会将所有的测量资料进行综合分析，然后利用MapGIS 软件进行扫描和标记。同时，通过Arc 地理信息系统的信息系统 对各类工程的成果进行了分类，确保各个项目的测量结果能够 符合精度要求，确保项目井然有序进行。对已编制的工程测量 信息， 要准确地标明相关信息来源、信息数据的内容和加工的流 程，采用全标记的方式，以保证测绘结果的准确性，避免工程信 息的扭曲。
6.3 校验工程测绘结论
测绘技术工作者既要完成对项目的全部资料采集，又要对 已有的项目成果进行全面检验。在完成了对测量结果的仔细检 查之后， 应该可以确保所有的项目的特征和位置的准确， 也要确 保三维的空间坐标系统的准确性和科学性。在这一进程中， 也要 求制图技术工作者使用专用的工程软件来完成。在数据交互过 程中，必须确保高品质的数据加工，采用数据整合的方法，对原 始的原始数据进行集中处理， 并选取合适的存储方法。
在项目案例中，一个矿山测绘的项目，其基础的数据和资料 都是按照 Consortium 的 OGC 交互方式来完成的，也是按照现有 的标准进行了校核。在对原始地图资料进行转化时，采用了Arc 图库的自动处理技术，将原来的地图资料格式转化为能够被辨 识的资料。
7 结语
综上所述，通过对 GIS 的分析，可以看出 GIS在矿山测绘中 的应用关系到整个测绘工程的质量。与常规的人工测量技术相 比较，矿山测绘工程开展相当重要。GIS 数据库可以采集和存储 测绘项目的全部资料，利用 GIS 技术确保测绘项目的高品质，而 且 GIS 测绘技术可实现全天候全天时观测及具有高强的效率和 及精准的定位精度的优势， 能够把误差控制在范围内。在进行全 面建档作业之前，GIS 数据必须符合有关规定的数据准确率，数 据记录要全面、有序、可靠，才能够提高测绘工作的质量，保证 后续工作的有效开展。
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