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基于云计算的矿山测绘地理信息应用与标准化分析
摘要:云计算这一科学技术已成为常见的技术手法与研究方向,特别是在矿山测绘地理信息数据急剧增加的大背景下,云计算技术的引进让地理信息技术的应用有了更大的发展。本文主要从云计算背景下的矿山测绘地理信息应用情况出发, 对矿山测绘地理信息标准化建设进行一定分析,同时探讨了云计算背景下矿山测绘地理信息技术的实际应用情况,希望为相关行业提供一定参考。
关键词:云计算;矿山测绘;地理信息;标准化
前言
云计算是将互联网作为基础而兴起的计算模式,该模式实现了计算、网络、存储、应用服务等资源的有效整合,以用户不同需求为满足点,为其提供更灵活、高效、经济的计算服务。将该技术应用在矿山测绘领域,能够为地理信息技术的应用提供创新性的思路与方法。本次研究将矿山测绘地理信息的应用为基础,构建起云计算系统的信息化运营与管理框架,强化了云计算技术在矿山测绘中的应用深度,使得矿山测绘地理信息技术的应用逐渐朝着综合性发展方向迈进。
1.云计算技术在矿山测绘地理信息中的应用
1.1数据存储与共享
云计算技术的发展为矿山测绘的大规模数据存储提供了灵活且高效的解决方案,为遥感图像、地质数据、勘探报告等数据提供了云平台安全存储空间,让本地存储设备存在的限制得到避免,实现数据的有效备份。同时,云计算平台可以借助高可靠性、可用性较强的存储服务保障数据的安全和持久性,即便在工作过程中出现故障或数据丢失现象,云存储服务也可以让数据的可靠性和可恢复性得到更好提升。此外,用户可借助云计算技术实现地理信息数据的云端存储,并且可以对数据的访问权限进行灵活控制,让用户可以与团队成员、合作伙伴或其他相关方共享数据,实现实时协作和共同编辑,促进数据质量更好地提升[1]。
1.2数据处理与分析
云计算技术在矿山测绘中的复杂地理信息数据处理工作中显示出极为重要的价值,可以借助丰富的数据分析工具与算法库以及资源灵活调配等优势,让数据分析的效率与质量得到显著提升。首先,云计算可针对大量且复杂的地理信息数据做出快速处理与存储,并且实现并行化和分布式处理,通过此种方式将所获数据划分为多个部分,让数据于不同的计算节点上得到有效处理,促进数据处理效率提升;其次,云计算可为矿山测绘工作提供数据清洗和预处理等处理工具与算法库,让数据中的异常值、噪声和无效内容得到有效清除,促进大批量数据处理的准确性、质量提升,让不同专业人员的数据处理需求均得到有效满足;最后,云计算平台上的GIS工具和算法可对地理信息数据进行地理空间分析、地图绘制、空间插值、空间统计等操作,上述操作为矿山测绘专业人员深入理解地理信息数据,发现数据中的空间模式和趋势,并从中获取有价值的信息提供了依据,便于测绘人员开展资源评估、环境风险评估、矿产预测等工作[2]。此外,云计算具有弹性扩展、实时处理能力,可对矿山勘探中的地下资源变化情况进行实时检测,为相应决策与策略调整提供一定指导,让矿山测绘的实时性需求得到有效满足。
1.3可视化与展示
云计算技术应用于矿上测绘相关工作当中,可以将其高效的计算能力与大规模存储能力充分展示出来,为可视化工作的开展提供数据存储、处理等相关额支持。首先,云计算可以针对矿山测绘中的地图、图表、模拟结果等内容实施大规模的数据处理和计算,并在较短时间内生成高质量的可视化结果,并将其展示出来。同时,测绘工作中所产生的庞大地理信息数据可借助云计算技术所提供的俄大大容量存储空间,更好地实现地理信息数据存储和管理,为可视化展示提供有效支持;其次,云计算技术具备强大图形处理、渲染能力,能够让原始的复杂地理信息数据朝着容易理解可视化效果进行转化,借此实现高质量地图、图表和模拟结果的有效生成,利用直观且生动的方式将矿山测绘成果充分展示出来;最后,以网络为基础的云计算技术可以构架出协同度、共享性良好的平台,为矿山测绘相关人员提供随时访问和共享地理信息数据的重要渠道,让可视化成果得到更好地展示,促进团队合作效果、工作效率提升[3]。
2.云计算背景下的矿山测绘地理信息标准化建设
2.1关注矿山测绘地理信息标准化的重要性
在大数据、云计算技术的不断发展影响下,矿山测绘信息的准确性已经得到有效提升,不仅可以实现各类数据信息的有效保存,还可对差异化设备之间的信息进行有效共享,让数据信息利用率得到有效提升。面对此种背景,地理信息标准化建设已经成为业内广泛关注的内容,规范且统一的标准成为云计算时代下矿山测绘建设的重点。一方面,地理信息标准化可以让差异化数据源中的数据实现互通,比如卫星遥感、GPS、地质勘探等数据通常被保存为不同的格式与结构,若不对其实施标准化管理,容易影响到数据之间的整合与分析[4]。因此,制定统一的地理信息标准可以为差异化数据源之间的数据转换与共享提供便利。另一方面,地理信息标准化可促进数据一致性、可靠性提升,因为差异化时间、地点所采集的地理信息会在精度方面存在一定不同,标准化的地理信息可对数据精度提出一定要求,便于应用精准化的地理信息数据展开矿山资源的勘探、管理。
2.2统一矿山测绘地理信息数据云计算标准
从现代云计算技术的种类可看出,多样性是其重要特征,其中包含着共享云、专用云以及混合云等不同类型的内容,已经在不同行业中获得了比较广泛的应用,并且会因为云计算的标准而对数据使用的范围、效果产生差异化的影响。从矿山测绘中地理信息数据中所应用到的差异化种类云计算来看,其性能、效果均会显示出较为明显的差异:专用云是通过借助第三方管理机构的方式对云展开相应管理,以企业管理系统、各种类型的应急设施为主要应用场景[5]。混合云通常是选用2种或以上较为专业技术设置而成的云,其主要目的就是强化数据移动的标准化。针对各种类型的云计算技术进行初步认识之后,可与具体需求结合在一起,制定出与云计算相关的OGC标准,只有对相应标准进行明确,才可实现差异化设备之间的数据共享,为人们的查找、使用提供足够便利,为绿色矿山、数字矿山、智慧矿山的建设提供更多条件。从我国当前的云计算OGC标准可看出,大约存在30多种类型,数量较多且不少都涉及到数据服务系统的标准内容,常见如网络共享要素、网络化地图定位、传感器监测标准等。此外还有一些涉及到处理服务的其他标准,常见如网络处理、坐标转化等。涉及到编码安全的标准主要有过滤器的编码、符号工具编码等。总体来说,想要在OGC标准建设工作的过程中处理好服务相对应的网络处理、坐标转化问题,并对编码安全水平进行有效提升,需要充分明确相关标准与地理信息数据种类,选出高效率、高安全性的云计算技术,真正实现地理信息数据的有效共享,促进矿山测绘地理信息标准化的发展。
2.3丰富云计算地理信息标准化建设的内容
云计算的标准化发展可以促进云计算技术的进一步推广与应用,在推进国家数据建设方面具有重要价值。以云计算标准化为基础,针对矿山测绘中应用到地理信息进行标准化建设,需重点关注以下几个方面的内容:(1)数据格式、交换标准。地理信息数据经常会涵盖差异化类型,以矢量数据、栅格数据、点云数据为主,因为需要对数据集成标准进行重点关注,让不同来源、不同格式的地理信息数据得到有效整合,实现地理信息数据的互通和共享,让数据集成的复杂性和成本得到一定降低,促进数据可操作性与质量的提升。同时,统一的元数据标准也是对地理信息数据进行米准确描述的重点,包括数据的属性、内容、来源和格式等,让用户的地理信息数据的搜索和管理获得足够便利性,以此促进数据可用性提升[6];(2)空间数据服务标准。在云计算的大背景下,空间数据服务的标准制定与相关研究显示出一定重要性,其最终目的即对空间数据的获取、处理、传输以及交换进行规范,促使地理信息数据的跨平台、跨系统调用和共享得到提升。比如,开放地理信息联盟(OGC)能够为空间数据在线服务提供良好基础,一般可以按照OGC标准定义的网络地图服务(如WMS、WMTS),实现地理信息的在线地图展示和共享。同时,矿山测绘系统可以结合OGC标准的网络要素服务(如WFS、WFS-T)对地理信息数据要素(如点、线、面)进行在线查询、编辑和交互,促进系统间数据共享与互动。此外,以OGC为基础所制定的空间数据服务标准可实现数据的开放共享、数据格式的一致,促进云计算环境下矿山测绘数据的有效应用;(3)安全与隐私标准。在地理信息数据的大规模采集和共享背景下,如何提升数据安全性、隐私性成为重点内容,需关注数据安全的标准的有效制定,主要包括用户身份信息保护、敏感数据脱敏和访问控制等内容,让数据共享和交换过程中的用户隐私与数据安全得到有效保障。比如,制定数据加密、脱敏标准等,促使让敏感信息的传输与存储安全性得到提升。现阶段,国际标准化组织(ISO)和开放地理信息联盟(OGC)已将地理信息数据格式、交换、安全和隐私等相关标准进行了发布,但其具体应用依旧需以差异化数据类型、应用场为依据,制定详细、实用的标准,让地理信息数据的应用安全性得到进一步保障[7]。
2.4积极参与国际云计算标准化建设
从世界范围内的地理信息云计算标准化发展趋势入手,可了解到云计算标准化建设所占据的重要地位,该地位不仅会在国家科技力量上有所体现,还在大国云计算标准化领域中所呈现出的领导力量上有所呈现。因此,在对国内的云计算标准展开建设的过程中,需采取多种方式积极引导高等院校、企业参与到相关建设工作当中,并将我国的云计算需求纳入到国际标准化建设的相关内容当中,逐步引入中国标准,让中国在云计算领域的竞争力得到一定提升。此外,我国的高等院校与科研机构需积极参与到行业标准化研究相关工作当中,让标准化建设成果在全国、全世界范围内进行有效共享与推广。对于各大矿山企业而言,需将自身具备的国有产业优势充分发挥出来,积极参与到国际云计算标准化建设当中, 充分发挥出自身的价值。
3.云计算背景下矿山测绘地理信息技术的实际应用
3.1矿产勘探中的应用
现阶段的矿山地质测绘工作对于新技术提出较高的需求,特别是在云计算、大数据背景下,要求传统测绘技术与新型测绘技术充分融合在一起,实现矿山地质的高质量测量。具体来说,可参考“文献分析研究→矿山测绘中新型地理信息技术的应用究→控制矿山地质测量误差、构建矿山地质测量数据库究→实验论证分析”的技术流程实现对新型测绘地理信息技术的全新了解,并在云计算技术的支持下实现各类动态数据的整理与分析,借此实现地质测绘水平的有效提升。折射误差是地理信息技术应用过程中可能面临的问题,因为数据信号容易在传输中经过对流层,且受到信号传播的变形或失真影响,给测绘结果带来不利影响。为应对此种问题,需积极融合云计算技术与地理信息技术,降低误差带来的数据迷惑性。经过一定的实验论证分析后,让云计算地理信息技术的优势得到一定凸显,促进测绘数据精准性、有效性提升,让测量误差得到一定降低,实现矿山地质形态稳定性的保证,促进整个地质测绘质量的提升。将直径1500km、高600km的矿山作为研究对象,以同一测量环境为基础,针对传统地理信息技术、云计算地理信息技术获得数据展开比较,具体结果如表1所示。
3.2矿山工程测绘中的应用
对于地理信息数据的采集工作而言,天气、地理位置均是影响其可靠性、准确性的重要因素。将云计算地理信息技术引入矿山测绘工作,可借助栅格和矢量方式针对地理信息数据进行有效存储,并且让时空的限制得到有效控制。同时,云计算地理信息技术承担着数据处理和转化的任务,可借助大量数据采集的方式,实现地理位置坐标的有效录入,并与遥感系统充分结合在一起,促进地理信息数据的有效存储[8]。地理信息系统还可应用于数据分析,能够以定量描述空间事物为基础,并与拓扑学、空间统计学等学科结合在一起,为矿山工程测绘提供综合性分析,并进行模拟和预测工作。总的来说,云计算地理信息技术的应用让地质工程测绘工作的数据处理和存储方式得到丰富,促进测绘工作的效率和准确性的提升,让矿山工程决策获得更好支持。
3.3矿山地质灾害中的应用
传统的地质灾害监测以多种测量仪器为主要工具,主要是通过收集、存储、分析数据的方式实现灾害等级的有效确定。变形监测作为矿山地质灾害重要监测内容,由内外两个部分的监测所构成,常用监测方法即三角交会、水准法、小角法。以云计算技术为背景,地理信息技术在矿山地质灾害监测中的应用可以提供全面、准确的地质信息和灾害预警能力,帮助矿山管理者更好地了解地质环境、预防地质灾害,为决策提供科学依据。因为GIS系统可将特定的地质空间信息为基础,针对地理信息数据进行有效汇总与分析,借助二维和三维地图的方式进行可视化展示,发挥出重要的应用价值。GNSS导航系统借助静态差分相对定位技术针对地质灾害隐患位置相关信息展开自动化监测,获取相应数据并将其传输到数据处理中心,显示出较高精确度,让其在崩塌、泥石流等地质灾害的监测中发挥出重要价值。遥感技术可对灾害地区的形态特征进行准确反映,成为现代地质灾害防治中的重要技术手段。无人机摄影可借助专业软件创建实景模型,并且生成相应的数字影响,借此实现地质灾害的快速且准确地识别,获得相应数据信息。三维激光雷达技可在无人机上设置激光扫描仪,针对地质灾害地区进行一定的激光扫描之后,就可借助激光反射光实现目标的测量,获得三维模型,其精确度可达到“cm”级,甚至可以发现隐藏于植被下的古老滑坡体。
结语
信息时代的到来为矿山地理信息技术的发展带来了全新的机遇和挑战,其中云计算在应对地理信息数据增加和工作负荷增加等方面具有重要价值,需在矿山测绘工作实践中积极借助大数据、云计算的优势,针对各类数据信息进行收集与整理,促进地理测绘信息的精确度的提升,让云计算的应用朝着更加科学化、标准化的方向发展,为矿山企业的可持续发展提供一定保障。
参考文献
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[3]李勇.基于三维地理信息系统的矿山视频监控系统设计与实现[J].现代信息科技,2022,6(11):14-18.
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[5]董敬文.大数据背景下矿山测绘地理信息检测研究[J].中国设备工程,2022(08):165-166.
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[8]邵宇佳.大数据趋势下矿山测绘地理信息服务存在的机遇及挑战浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(09):110.
作者简介:戴云 女,1972年生于安徽肥西,上海理工大学计算机及应用专业工学学士。主要从事测绘与地理信息技术、摄影测量与遥感、地理信息与制图技术等相关工作。

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