传统采矿专业教学中引入GIS的研究

闫顺玺，王晓雷，王 政

(河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009)

传统采矿专业教学中引入GIS的研究

闫顺玺，王晓雷，王 政

(河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009)

矿业;GIS;教学;数字矿山

矿山数据既包含属性数据，又包含空间定位信息，利用GIS技术可以实现对这两种数据的统一管理，推动数字矿山建设。GIS技术在矿业领域具有越来越重要的位置，将GIS技术引入到采矿专业的教学中，将拓宽学生知识面，提升学生就业率。

采矿专业是矿业类院校的龙头专业，为矿山行业培养出来了大量优秀科技和工程技术人才，随着近年来新技术新科技的迅速发展，对采矿专业人才提出了更高的要求，传统的采矿专业课程体系也需要融入新鲜的内容。

一、传统采矿工程专业主干课程

(一)主要课程

包括岩体力学、工程力学、采矿学、矿井通风与安全、电工与电子技术、采矿机械、矿山企业管理与技术经济分析等。

(二)主要实践性教学环节

包括地质与测量实习、采矿认识、生产及毕业实习、计算机应用及上机操作、课程设计(机械零件、采矿、矿井通风与安全等)、毕业设计。

(三)主要专业实验:采矿模型、岩体控制实验、矿山通风与安全实验

二、GIS在矿业工程方面的应用

地理信息系统(G1S)是用于输入、存储、分析和表达空间数据的计算机系统。自30年前世界上第一个GIS(OGIS)面世以来，受计算机技术等相关技术飞速发展的推动，以及地学领域和社会可持续发展对信息技术需求的牵引，GIS技术得到了迅速发展，在相关的地学领域正在发挥巨大的作用。

地理信息系统在矿业方面的应用主要包括基于GIS技术的矿山数据库的设计与建设，另外就是利用GIS技术对矿山信息进行空间分析、模拟，建立专业的矿山地理信息系统实现对矿山的有效管理。

(一)矿产资源规划管理

建立矿山数据库系统，数据库内容涉及大量的图形数据，文档数据，指标数据，对这些矿产地质资料进行有效管理是一个重要问题。矿山数据库系统有效管理矿山地质的海量数据信息，提高地质资料的利用效率，根据地质信息采用数字化和可视化技术，为矿业生产和环境保护提供依据，推动矿产行业的发展。

(二)矿产资源储量管理

传统的矿产资源储量管理是基于关系型数据库的，无法实现储量数据与相应的图形数据的联动显示，基于地理信息系统的矿产资源储量管理可以对储量数据、空间图形进行叠加显示，动态监督，方便管理部门使用。

(三)应用GIS进行矿产资源评价

GIS不仅提供了多源地学信息进行集成管理的能力、灵活的查询检索能力，而且可在经验与模型的指导下，通过各种空间分析方法对与成矿有关的各种空间信息进行综合分析解释，确定成矿的有利地区。实践证明，GIS技术的应用形成了新一代的矿产资源评价方法。将其引入地质找矿行业是充分利用已有数据、提取潜在信息以及提高矿产资源预测水平的重要途径。

(四)矿山决策支持系统

目前GIS技术在矿山领域的应用主要集中在空间数据和属性数据的管理、编辑、查询和一些简单的空间分析，在专家辅助决策、根据已有知识进行推理判断上还不成熟，集成了人工智能专家技术后，GIS将在矿山安全评价、矿山环境保护等方面起到重要作用，最终实现矿产资源的可持续利用。

(五)GIS在矿业工程中的应用优势

GIS是矿产资源管理分析评价的理想工具，GIS有很强的综合多学科地学数据的能力，非常有利于矿产资源评价预测。相对于其他技术，GIS具有以下一些优势:

(1)对地图数据和属性数据实现统一管理和实时更新使得各种地学图件和地质数据的长期保存及修改变得更加容易。

(2)具有强大的建模功能。可以对多源地学数据建立空间三维模型和动态模型，使数据的分析更有效和定量化。

(3)可以根据任意一条属性数据查询检索符合条件的对象并实现地图上的定位，如查询某一名称或某种矿量的企业，还可以对地图上的空间对象查询其属性信息。

(4)利用GIS的距离长度量算、角度量算、面积量算等功能可以精确地统计各种地质体空间几何属性，如面积、周长等，实现定量地研究和预测。

(5)利用GIS的专题图制图功能可以把抽象的地质规律形象的表现出来，便于分析相关联的现象间的相互关系和现象的发展规律，大大减少图纸人工绘制繁重劳动。

(6)GIS可以实现不同专题数据空间叠加分析，可以分析满足多个条件的图形区域，研究者可以根据需要反复进行多次叠加自由组合。

(7)利用GIS可以得到实时的、清晰的、符合专题需求的成果图件。

(六)GIS在采矿专业就业方面的作用

现代矿山企业对于采矿专业技术员的要求，除了掌握扎实的采矿专业基础课程和相关技能外，还要能够熟练掌握常用的办公软件和相关专业软件，将AutoCAD和MapGIS·AutoCAD可以看作是GIS软件的雏形，迄今为止，很多城市的规划图及地籍图都是在AutoCAD环境下绘制的。MapGIS软件是中地公司的GIS软件产品，广泛应用于国土、矿山领域。熟练掌握这些GIS软件是提高采矿专业学生技能，促进采矿学生就业的重要内容。

四、结 论

(1)随着“数字矿山”概念的提出，采矿专业必须改革传统的的理论教学体系和部分脱离实际的实践教学环节，适当拓宽专业面，增加一些与采矿专业将来的管理模式密切相关的新技术方面的课程，如GIS、RS 等。

(2)重视GIS实践教学环节，在让采矿专业学生了解基本GIS理论知识的同时，应着重加强学生对国内矿山主流GIS软件的实际操作能力，如Autocad，mapgis，Arcgis等。

(3)提高采矿专业学生的利用GIS解决常见矿山问题的综合能力。如图形数字化、属性录入、图形编辑、空间分析、矿山建模等。这些能力的培养要以理论教学为基础，结合实践教学实现。

［1］ 刘过兵．高工专采矿类专业改革与实践［J］．煤炭高等教育，2003(5):72-74．

［2］ 贾明涛，鲁芳．新时期我国普通高校采矿专业人才培养模式的思考［J］．矿业快报，2003．

［3］ 郭文兵，周英，王永建．采矿专业人才培养中产学研合作教育模式的探索［J］．辽宁工程技术大学学报(社会科学版)，2002(2):30．

［4］ 赵迎春，王小凤．MGIS在煤矿中的应用现状与前景探索［J］．科技创新导报，2010(9):80．

［5］ 宋和清，范文涛．浅谈数字矿山建设中矿山地理信息的构建［J］．中国矿业，2007(08):31．

The Study on the Introduction of GIS Into Traditional Mining Teaching

YAN Shun-xi，WAMG Xiao-lei，WANG Zheng
(College of Mining Engineering，Hebei United University，Tangshan Hebei 063009，China)

mining industry;GIS;teaching;digital mine

Data on mine contains the attribute data and spatial localization information．GIS can realize the management of the two kinds of data and promote the construction of digital mine．GIS technology becomes more and more important in mining field．If we introduces GIS technology to mining professional teaching，it will broaden the students＇knowledge and enhance students＇employment rate．

G642．0

A

2095-2708(2012)04-0063-02

2012-05-03