На многих горнодобывающих предприятиях, проектных организациях, научных институтах, учреждениях государственного контроля и горного надзора все большее распространение получают геоинформационные системы (ГИС). Их основное назначение – работа с геопространственными данными. Первоначальным этапом моделирования при использовании ГИС является сбор и приведение данных, полученных из различных источников, к удобному виду. Это необходимо для корректной обработки данных, с использованием компьютерной техники и программного обеспечения.

Результатом приведения всей информации к единому формату является создания цифровой модели, описывающей состояние горного объекта или рельеф земной поверхности. Источниками данных для получения информации могут быть бумажные носители, электронные данные в форматах сторонних ГИС, данные дистанционного зондирования или наземных съемок разного вида.

В статье рассматриваются вопросы использования геоинформационной системы K-MINE для моделирования карьеров, отвалов, подземных шахтных выработок и рельефа земной поверхности.

Сам процесс моделирования можно разбить на несколько этапов:

сканирование, калибровка и создание растровых карт;

загрузка растров и их векторизация;

структурирование информации;

высотная привязка;

каркасное моделирование.

На большинстве предприятий картографическая информация хранится в виде бумажных носителей. Причем, зачастую, их качество от постоянной работы может быть крайне неудовлетворительным. Процесс моделирования начинается со сканирования бумажных источников (карт, планшетов, калек, лавсанов), удаления искажений, вызванных их длительным хранением, использованием и повреждениями. При необходимости кроме калибровки растров в системе предусмотрено комплекс процедур и функций, позволяющих выровнять яркость и контрастность изображения, наложить цветовые фильтры, убрать зашумленность участков, выполнить склеивание и привязку разномасштабных карт под единую растровую основу.

Следующий этап моделирования – векторизация данных. Для этого выполняется загрузка откалиброванных растров в графическую среду и нанесение векторных объектов. Средства ГИС выполняют загрузку растров в произвольной плоскости трехмерного пространства, что дает возможность сразу же создавать трехмерные пространственные объекты. Для перевода растровых данных в векторный формат используются графические примитивы (объекты). Для этого в составе K-MINE в наличии имеется широкий набор графических объектов различных типов (точечные, линейные, поверхностные), а также набор шейповых объектов (композитных объектов), который включает в себя все условные обозначения, необходимые для создания электронных карт разного масштаба. Кроме этого, при работе с шейповыми объектами в системе предоставляется возможность расширения их набора за счет их самостоятельного создания пользователем.

При векторизации вся информация структурируется. Для удобства предоставляется возможность создания иерархических структур слоев для хранения объектов по категориям, формирование наборов шаблонов объектов с заданными графическими параметрами (цвет, толщина, штриховка, заливка), режим полуавтоматической трассировки линейных объектов и т.д.

При выполнении векторизации создаются так называемые «плоские» модели, т.е. не имеющие высотной привязки. На первичных картах, эта информация выносится в виде текстовых высотных отметок. Для получения трехмерных моделей необходимо выполнить высотную (пространственную) привязку объектов. Для этого система предоставляет несколько вариантов высотных привязок: определение координат для каждой точки, определение координат объекта в целом, расчет отсутствующих координат путем интерполяции по ближайшим заданным высотным отметкам (рис. 1)[1]. При интерполировании используются методы ближайшего соседа и обратных расстояний в степени. При моделировании подземных шахтных выработок часто используют функции пересчета высотных отметок объектов по значениям характерных высотных отметок на горизонте (рис. 2)[1].

Еще статьи

Физико-географические особенности Крыма
Автономная Республика Крым расположена в границах нескольких физико-географических регионов, включающих около 50 ландшафтов. На севере полуострова лежит Крымская степная провинция, включающа ...

Природные условия
Под понятием природные условия понимают: Природно-охранную обстановку (совокупность свойств и режимов ландшафтов) необходимую для возникновения осуществления или изменения чего – либо или кого – ...

Полезные ископаемые
Минерально-сырьевая база – одно из главных богатств Архангельской области. На территории Архангельской области из числа полезных ископаемых известны месторождения бокситов, полиметаллов, алмазов ...