何贞健

　　（福州市国土资源测绘队，福建 福州 350011）

摘要：针对矿产资源储量管理中动态监管难度大、数据质量低的问题，根据储量管理部门对矿山日常勘探与开发工作的监管需求，设计开发了固体矿产资源储量三维动态管理系统。介绍了系统定位、系统功能和系统体系结构，以三维虚拟空间为背景，基于3DMine和ArcGIS平台实现了系统开发，并以龙岩市马坑铁矿资源储量三维模型数据为例进行系统验证，系统达到了数据直观可视、储量估算便捷、监管比查有据的应用效果。

关键词：三维地质建模；三维可视化；资源储量；动态管理

　　中图分类号：TP39; P628文献标识码：ADOI10.19358/j.issn.16747720.2016.20.026

引用格式：何贞健. 固体矿产储量三维动态管理系统的设计与实现［J］.微型机与应用，2016,35（20）：9395.

0引言

　　近年来，我省在矿政管理信息化建设方面做了大量工作，具备了一定的基础。但储量管理仍存在动态监管难度大、数据质量低的问题［12］，表现在：(1）矿产资源储量基础数据复杂，依靠常规管理手段，基层管理人员难以对矿山具体开采变化情况进行比对、核查；(2）“一帐三图”的质量难以保证，储量年度统计和“三率”考核数据失真；(3）矿山提交的数据缺少连续性，可靠性较低，难以实现对矿产资源储量的动态、精细、规范化管理。矿产资源储量基础数据具有真三维、动态变化的特征，具有极高的几何形态和空间关系复杂性，依靠常规管理手段，难以实现对矿产资源储量的动态、精细、规范化管理［3-6］。目前数字矿山逐步由二维向三维发展，三维地质建模与可视化技术是构建数字矿山的关键技术之一［7-8］。为适应绿色矿政管理要求，提升矿产资源储量管理信息化水平，促进储量管理方式的根本性转变，运用三维地质模型与可视化技术已成为必然选择。本文基于龙岩市马坑铁矿地质矿产基础数据，设计开发出固体矿产资源储量三维动态管理系统，可实现资源储量估算、空间分析、储量动态监管的三维可视化、智能化和精细化。

1系统设计

　　1.1系统定位

　　固体矿产资源储量三维动态管理系统是面向相关储量管理部门的需求，基于矿山三维资源储量模型数据库，以三维虚拟空间为背景，集成三维地质建模、WebGIS等技术，采用3DMine和ArcGIS平台二次开发出来的一个交互式半智能化的储量三维空间信息管理系统。系统以主流三维矿业软件生产的三维模型为主要输入数据，同时兼容AutoCAD、南方CASS、MapGIS等矿山常用软件的数据格式。系统首先能够实现三维模型可视化：直观展现探矿程、矿区地形、矿山地质体、矿产资源储量、矿石质量等空间信息；其次能够辅助储量动态监管：通过矿山储量三维空间模型，直观展现矿体探采对比情况及储量数据动态变化情况，降低管理工作难度，提高储量动态检测数据的可靠性、准确性，夯实储量管理工作基础；最后能够提供数据支撑：集成矿山开采回采率和不同矿种综合利用率的计算方法，为矿山年度统计、“三率”指标考核以及价款评估和资源补偿费征收等矿政管理工作提供真实可靠的数据支撑。

1.2系统功能设计

　　根据系统定位，将系统功能划分为数据汇交、动态核查、统计分析、报表输出、综合查询、系统管理6个功能模块。（1）数据汇交：实现对矿山提交储量动态数据的网络汇交；（2）动态核查：是本系统的重点部分，实现对矿山提交的储量动态数据进行详细的核查；（3）统计分析：可对某个行政区域内的储量变化情况进行统计，同时也可对某个矿山的历年储量数据进行统计分析；（4）报表输出：主要是对矿山提交的储量报表从数据库中查询调阅；（5）综合查询：可对相关的矿山的基本信息、储量评审情况及矿山分布情况进行查询；（6）系统管理：用于系统用户权限管理与系统参数设置。系统功能结构如图1所示。

1.3系统体系结构

　　以计算机软硬件环境与网络通信平台为依托，以矿产（矿山）资源数据为基础，采用B/S模式架构，基于3DMine、ArcGIS、.NET技术平台，构建固体矿产储量动态管理系统，实现信息共享、数据服务、业务监管，通过局域网和政务网进行信息发布，同时为矿政管理相关应用提供服务接口，与矿政综合管理进行有效衔接。系统以信息化标准规范体系、数据交换体系及安全体系为保障，标准体系包括数据规范、服务规范和应用规范，交换体系则包括数据、应用和服务的综合交换。系统总体架构如图2所示，可划分为基础层（网络层）、核心数据层、平台层和应用层4个层次：（1）基础层（网络层）为硬件、软件和网络基础设施；（2）核心数据层则由基础类数据库、专业类数据库、管理类数据库、文档资料数据库等组成；（3）平台层是基于关键软件技术平台对各类业务功能需求进行服务封装，以服务的方式提供给应用层服务支撑，并与之交互；（4）应用层则是基于平台层开发各项业务应用，应用范围包括固体矿产三维储量动态管理系统、相关矿政管理应用接口等。

2系统实现及应用

　　2.1系统实现

　　以计算机软硬件环境与网络通信平台为依托，以信息化标准规范体系、数据交换体系及安全体系为保障，采用B/S模式，以三维虚拟空间为背景，基于3DMine和ArcGIS平台开发出了固体矿产资源储量三维动态管理系统［9-11］。图1中涉及的系统功能模块已都实现。

2.2系统应用效果

　　针对资源储量管理中动态监管难度大、数据质量低的问题，系统提供数据管理、查询统计、动态核查三大部分功能。（1）能够实现三维模型可视化：直观展现矿山地质体、探矿工程、开拓系统、矿产资源储量、矿石质量等空间信息。图3（a）所示为2014年马坑铁矿储量动用信息，而叠加巷道工程可为必要的现场核实提供准确的位置信息。（2）能够实现数据网络化汇交：对资料管理、数据分析、评审备案、动态监管的网络化集成。图3（b）所示为在矿山分布图上掌握宏观矿山分布信息，明确矿山地理分布位置，可以查看矿山基本信息，还可以调出本矿山的三维模型信息。（3）能够辅助储量动态监管：通过矿山储量三维空间模型，直观展现矿体探采对比情况及储量数据动态变化情况，对空间实体、资源储量、地测资料进行精细化核查，降低管理工作难度，提高储量动态检测数据的可靠性、准确性，夯实储量管理工作基础。图3（c）、（d）所示为对储量的增减情况从三维上和中断面上进行对比核查，甚至可以加载坑内钻等探矿工程数据（如图3（e）所示），查找储量增加/减少的原因。图3（f）为三维空间下的矿权范围检查。（4）能够提供数据支撑：集成矿山开采回采率和不同矿种综合利用率的计算方法，为矿山年度统计、“三率”指标考核以及价款评估和资源补偿费征收等矿政管理工作提供真实可靠的数据支撑。系统通过储量动态三维模型的空间运算，实现资源保有量、动用量、采损量和回采率的自动计算及结果三维可视分析。图3（g）所示为对马坑铁矿2014年资源保有量的计算，在输出窗口中自动生成保有矿体的位置、形态，同时将各个储量级别的资源量进行图文展现。将研究区资源储量数据三维模型应用于该系统进行功能验证，能够满足要求，同时验证了系统具有三维直观可视、储量估算便捷、数据比查有据的应用效果。

3结论

　　矿产资源储量基础数据复杂，依靠常规管理手段难以实现对矿产资源储量的动态、精细、规范化管理。随着地球空间信息技术的不断发展，三维地质建模与可视化技术成为构建数字矿山的一个重要研究方向。本文针对矿产资源储量管理中动态监管难度大、数据质量低的状况，根据矿产（矿山）日常勘探与开发工作中储量动态管理需求，基于龙岩市马坑铁矿地质矿产基础数据，以三维虚拟空间为背景开发出了具有实用化前景的固体矿产资源储量三维动态管理系统，提供数据管理、查询统计、空间分析、动态核查、回采率考核等功能，达到了数据三维可视、储量估算便捷、动态监管比查有据的应用效果。该成果可为提升矿产资源储量管理水平、促进储量管理方式的根本性转变提供科学支持与实践参考。

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