權(quán)利要求

1.礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于：所述綜合應(yīng)用系統(tǒng)包括基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)采集與處理層、數(shù)據(jù)管理和組織層、數(shù)據(jù)服務(wù)層以及數(shù)據(jù)應(yīng)用層，所述基礎(chǔ)支撐層包括傳感器網(wǎng)絡(luò)和云平臺，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)采用衛(wèi)星、無人機(jī)以及多種傳感器來支撐，所述云平臺上包含有平臺硬件資源以及平臺軟件系統(tǒng)，所述平臺硬件資源以及平臺軟件系統(tǒng)相互結(jié)合來實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用功能；

所述數(shù)據(jù)采集與處理層包括數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊自動解譯遙感影像，并監(jiān)測傳感器實(shí)時傳回來的大數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理模塊對于采集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、清洗和規(guī)范化，并將其輸入數(shù)據(jù)管理和組織層；

所述數(shù)據(jù)管理和組織層將基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、遙感解譯數(shù)據(jù)、災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)以及實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)整合入礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合數(shù)據(jù)庫；

所述數(shù)據(jù)服務(wù)層包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)模塊以及數(shù)據(jù)分析服務(wù)模塊，來自于不同組織的用戶依據(jù)權(quán)限對數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，并使用平臺現(xiàn)有分析功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；

所述數(shù)據(jù)應(yīng)用層是用來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的四種功能專題模塊，包括地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警及綠色礦山。

2.權(quán)利要求1所述的一種礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于：所述地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警及綠色礦山功能分別通過各自的途徑實(shí)現(xiàn)：

（1）地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①前期準(zhǔn)備工作：利用前期獲取到的不同時空尺度的多源遙感影像，對典型地物和地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行人工識別，建立符合礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測的專題樣本庫；

②利用訓(xùn)練好的樣本庫對所監(jiān)測礦區(qū)范圍內(nèi)的遙感影像進(jìn)行基于人工智能AI的自動解譯，自動提取出礦山地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的位置以及范圍，并分圖層自動錄入坐標(biāo)、面積等屬性信息以及元數(shù)據(jù)信息；

③人工對自動識別結(jié)果進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢結(jié)果根據(jù)圖層存儲至對應(yīng)年份、礦區(qū)、災(zāi)害類別的數(shù)據(jù)庫中，并發(fā)布為要素服務(wù)；

④利用html+css+javascript開發(fā)出礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測WebGIS應(yīng)用程序，在程序中利用數(shù)據(jù)加載功能，加載不同時期的遙感解譯成果，再通過疊加分析功能，識別出地質(zhì)災(zāi)害的變化范圍，并自動統(tǒng)計(jì)出變化面積、生成變化范圍；

⑤利用javascript的Swipe widget方法編寫出的卷簾工具，對兩個時期的遙感影像及解譯成果進(jìn)行對比，直觀了解地質(zhì)災(zāi)害的變化情況，或者利用javascript的Time sliderwidget方法編寫出的時間滑塊工具，對多個不同時期的遙感影像及解譯成果，按照圖層的時間屬性建立時間軸，并按時間瀏覽，來了解地質(zhì)災(zāi)害的變化趨勢與走向；

（2）礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①前期準(zhǔn)備工作：根據(jù)前期遙感解譯成果，得到礦山地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)圖層，圖層中每個地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)都包含該災(zāi)害的基本屬性信息，然后根據(jù)礦山地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查所需的屬性字段，為圖層增加調(diào)查字段并定義取值范圍，將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)圖層發(fā)布為專題要素服務(wù)；

②管理員登錄礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用平臺，將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與影像底圖、行政區(qū)劃、路網(wǎng)數(shù)據(jù)、地表高程的數(shù)據(jù)疊加，根據(jù)調(diào)查難度和分布范圍為每位外業(yè)調(diào)查人員下發(fā)調(diào)查任務(wù)，再將平臺中的遙感影像、路網(wǎng)數(shù)據(jù)按需切片，制作成移動底圖包；

③外業(yè)調(diào)查人員將基于android系統(tǒng)開發(fā)的移動端外業(yè)調(diào)查軟件下載、安裝至手機(jī)中，并下載移動底圖包，接收管理員下發(fā)的外業(yè)調(diào)查任務(wù)；

④開展外業(yè)調(diào)查工作時，調(diào)查人員利用移動端外業(yè)調(diào)查軟件的導(dǎo)航與定位功能，導(dǎo)航至災(zāi)害點(diǎn)附近，找到對應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，實(shí)地填寫需要調(diào)查的屬性信息，并拍攝地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)現(xiàn)場照片，保存之后將調(diào)查結(jié)果在線發(fā)送至云平臺之上，平臺會自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，存儲至對應(yīng)的專題數(shù)據(jù)庫中；

⑤管理員通過平臺對外業(yè)調(diào)查成果進(jìn)行審核，不合格的數(shù)據(jù)及時通知外業(yè)調(diào)查人員修改、補(bǔ)充；

（3）地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①首先根據(jù)遙感解譯成果和外業(yè)實(shí)際調(diào)查成果，確定出需要重點(diǎn)監(jiān)測的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，根據(jù)不同地質(zhì)災(zāi)害類型和所需要采集的數(shù)據(jù)種類，在實(shí)地架設(shè)傳感器；

②通過多種傳感器的搭建，形成覆蓋整個礦山地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測傳感器網(wǎng)，傳感器網(wǎng)24小時不間斷的將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過GPRS、北斗衛(wèi)星、移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的通信方式傳輸?shù)狡脚_地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警模塊中，平臺自動接收數(shù)據(jù)并存儲于對應(yīng)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫中；

③與此同時，平臺監(jiān)測預(yù)警模塊對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計(jì)分析，采用專業(yè)預(yù)警模型，計(jì)算出地質(zhì)災(zāi)害的形變量、形變速率并預(yù)估變化趨勢，如果變化量超出預(yù)警模型中預(yù)設(shè)的閾值，則發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警；平臺監(jiān)測界面彈出警告信息，同時發(fā)送災(zāi)害預(yù)警短信至預(yù)設(shè)手機(jī)中；

（4）綠色礦山功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①建立三維場景，通過平臺自帶的三維場景功能，選擇對應(yīng)的矢量或柵格圖層做底圖，地上疊加傾斜攝影模型以及BIM數(shù)據(jù)，直觀還原煤礦地上區(qū)域的真實(shí)場景；

②將收集來的煤礦鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用C/S端數(shù)據(jù)處理軟件，對鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸，生成鉆孔柱狀圖，再進(jìn)行插值計(jì)算，模擬出該區(qū)域地質(zhì)體的形狀及走勢，經(jīng)過人工精修之后將地質(zhì)體模型疊加至三維場景之中；

③利用煤礦生產(chǎn)專題數(shù)據(jù)，在地質(zhì)體模型中開挖出巷道、采空區(qū)，放置井下儀器設(shè)備三維模型，模擬煤礦生產(chǎn)的真實(shí)情況；

④在平臺中集成綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)建成的三維場景直觀地反映出地下地層、煤層、采空區(qū)、水、氣之間的地質(zhì)關(guān)系。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查領(lǐng)域，具體為礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前礦山地質(zhì)環(huán)境管理方式，大體分為兩種，一種是采用人員野外普查的方式，利用手持GPS定位，手機(jī)拍攝現(xiàn)場照片，得到大量分散的數(shù)據(jù)資料，經(jīng)人工整理后，利用現(xiàn)有GIS軟件進(jìn)行繪圖并打印展示，圖件及資料均為紙質(zhì)由專人管理，該方式存在數(shù)據(jù)采集費(fèi)時費(fèi)力精度低，調(diào)查結(jié)果整理工作量大，專題圖繪制操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)成果展示方式單一，不易長期保存等問題。

另一種方式是開發(fā)基于C/S（客戶端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)的專用地理信息系統(tǒng)軟件，軟件包含桌面端應(yīng)用及數(shù)據(jù)庫兩部分，整理好的數(shù)據(jù)可以分類入庫，便于數(shù)據(jù)的長期保存和管理，定制化桌面端軟件的操作界面和系統(tǒng)功能，能簡化礦山地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)的繪制成圖與數(shù)據(jù)管理工作。但數(shù)據(jù)采集與整理的工作量并沒有減輕，同時C/S結(jié)構(gòu)的軟件需要在計(jì)算機(jī)上安裝后才能使用，這就對計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)、硬件配置等方面提出了要求，軟件更新需要逐臺計(jì)算機(jī)升級。最終的數(shù)據(jù)成果也僅能在安裝有桌面端軟件的計(jì)算機(jī)上展示。

綜上所述，目前的礦山地質(zhì)環(huán)境管理應(yīng)用方式，存在數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、管理、成圖展示方面的問題且功能分散，系統(tǒng)集成度低。同時隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動通信（5G）和地理信息技術(shù)的發(fā)展，提出了對地質(zhì)災(zāi)害的安全隱患點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測預(yù)警、對礦山地質(zhì)災(zāi)害情況動態(tài)展示以及輔助綠色礦山建設(shè)的需求，傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)環(huán)境管理方式均無法實(shí)現(xiàn)。因此需要提出一種對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合管理的系統(tǒng)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中礦山地質(zhì)環(huán)境管理的上述多種問題，提供了一種礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)，所述綜合應(yīng)用系統(tǒng)包括基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)采集與處理層、數(shù)據(jù)管理和組織層、數(shù)據(jù)服務(wù)層以及數(shù)據(jù)應(yīng)用層，所述基礎(chǔ)支撐層包括傳感器網(wǎng)絡(luò)和云平臺，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)采用衛(wèi)星、無人機(jī)以及多種傳感器來支撐，所述云平臺上包含有平臺硬件資源以及平臺軟件系統(tǒng)，所述平臺硬件資源以及平臺軟件系統(tǒng)相互結(jié)合來實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用功能。所述數(shù)據(jù)采集與處理層包括數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊自動解譯遙感影像，并監(jiān)測傳感器實(shí)時傳回來的大數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理模塊對于采集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、清洗和規(guī)范化，并將其輸入數(shù)據(jù)管理和組織層。所述數(shù)據(jù)管理和組織層將基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、遙感解譯數(shù)據(jù)、災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)以及實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)整合入礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合數(shù)據(jù)庫。所述數(shù)據(jù)服務(wù)層包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)模塊以及數(shù)據(jù)分析服務(wù)模塊，來自于不同組織的用戶依據(jù)權(quán)限對數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，并使用平臺現(xiàn)有分析功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所述數(shù)據(jù)應(yīng)用層是用來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的四種功能專題模塊，包括地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警及綠色礦山。

本發(fā)明所提出的一種礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)為基于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，用戶可以直接通過電腦瀏覽器或者手機(jī)進(jìn)行訪問；平臺整合了礦山地質(zhì)環(huán)境管理全流程的各項(xiàng)功能，從地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯、數(shù)據(jù)采集、標(biāo)準(zhǔn)化入庫、災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、服務(wù)發(fā)布、數(shù)據(jù)在線展示、輔助決策均可以通過該系統(tǒng)完成，主要是為了實(shí)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警及綠色礦山這四個功能，這四個功能是通過基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)采集與處理層、數(shù)據(jù)管理和組織層、數(shù)據(jù)服務(wù)層以及數(shù)據(jù)應(yīng)用層這五個層級來實(shí)現(xiàn)的?；A(chǔ)支撐層起到數(shù)據(jù)采集和基本軟硬件支撐的作用，包括基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也包括計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、磁盤陣列、移動設(shè)備等硬件資源，各基礎(chǔ)設(shè)施通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問、調(diào)用，歸結(jié)為包括傳感器網(wǎng)絡(luò)和云平臺，傳感器網(wǎng)絡(luò)采用衛(wèi)星、無人機(jī)以及多種傳感器，用來采集數(shù)據(jù)，云平臺上包含有平臺硬件資源以及平臺軟件系統(tǒng)，平臺硬件資源與平臺軟件系統(tǒng)相互結(jié)合來實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用功能。數(shù)據(jù)采集與處理層包括數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)采集與處理層，采集模塊主要是遙感影像自動解譯和傳感器實(shí)施大數(shù)據(jù)監(jiān)測，處理模塊則是將采集到的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化整理，將數(shù)據(jù)按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行存儲和使用，并將其輸入至數(shù)據(jù)管理和組織層，而數(shù)據(jù)管理和組織層將基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、遙感解譯數(shù)據(jù)、災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)以及實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)整合入礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)服務(wù)層的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)模塊與數(shù)據(jù)分析服務(wù)模塊，來自于不同組織的用戶可以依據(jù)權(quán)限對數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，并可以使用平臺現(xiàn)有分析功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)應(yīng)用層是用來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的多種功能，包括地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警及綠色礦山，而這多個功能的實(shí)現(xiàn)分別通過各自不同的流程來實(shí)現(xiàn)，具體如下：

（1）地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①前期準(zhǔn)備工作：利用前期獲取到的不同時空尺度的多源遙感影像，對典型地物和地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行人工識別，建立符合礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測的專題樣本庫；

②利用訓(xùn)練好的樣本庫對所監(jiān)測礦區(qū)范圍內(nèi)的遙感影像進(jìn)行基于人工智能AI的自動解譯，自動提取出礦山地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的位置以及范圍，并分圖層自動錄入坐標(biāo)、面積屬性信息以及元數(shù)據(jù)信息；

③人工對自動識別結(jié)果進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢結(jié)果根據(jù)圖層存儲至對應(yīng)年份、礦區(qū)、災(zāi)害類別的數(shù)據(jù)庫中，并發(fā)布為要素服務(wù)；

④利用html+css+javascript開發(fā)出礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測WebGIS應(yīng)用程序，在程序中利用數(shù)據(jù)加載功能，加載不同時期的遙感解譯成果，再通過疊加分析功能，識別出地質(zhì)災(zāi)害的變化范圍，并自動統(tǒng)計(jì)出變化面積、生成變化范圍；

⑤利用javascript的Swipe widget方法編寫出的卷簾工具，對兩個時期的遙感影像及解譯成果進(jìn)行對比，直觀了解地質(zhì)災(zāi)害的變化情況，或者利用javascript的Time sliderwidget方法編寫出的時間滑塊工具，對多個不同時期的遙感影像及解譯成果，按照圖層的時間屬性建立時間軸，并按時間瀏覽，來了解地質(zhì)災(zāi)害的變化趨勢與走向。

平臺地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測功能，利用各類傳感器將采集到的地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時顯示在平臺中，并實(shí)時進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用專業(yè)預(yù)警模型，對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，改變原有人工日常監(jiān)測的方式，對地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)地區(qū)24小時不間斷監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)細(xì)小變化，提前進(jìn)行預(yù)警。

（2）礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①前期準(zhǔn)備工作：根據(jù)前期遙感解譯成果，得到礦山地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)圖層，圖層中每個地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)都包含的災(zāi)害類別、坐標(biāo)、面積、解譯年份、歸屬等基本屬性信息，然后根據(jù)礦山地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查所需的屬性字段，為圖層增加調(diào)查字段并定義取值范圍，將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)圖層發(fā)布為專題要素服務(wù)；

②管理員登錄礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用平臺，將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與影像底圖、行政區(qū)劃、路網(wǎng)數(shù)據(jù)、地表高程的數(shù)據(jù)疊加，根據(jù)調(diào)查難度和分布范圍為每位外業(yè)調(diào)查人員下發(fā)調(diào)查任務(wù)，再將平臺中的遙感影像、路網(wǎng)數(shù)據(jù)按需切片，制作成移動底圖包；

③外業(yè)調(diào)查人員將基于android系統(tǒng)開發(fā)的移動端外業(yè)調(diào)查軟件下載、安裝至手機(jī)中，并下載移動底圖包，接收管理員下發(fā)的外業(yè)調(diào)查任務(wù)；

④開展外業(yè)調(diào)查工作時，調(diào)查人員利用移動端外業(yè)調(diào)查軟件的導(dǎo)航與定位功能，導(dǎo)航至災(zāi)害點(diǎn)附近，找到對應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，實(shí)地填寫需要調(diào)查的屬性信息，并拍攝地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)現(xiàn)場照片，保存之后將調(diào)查結(jié)果在線發(fā)送至云平臺之上，平臺會自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，存儲至對應(yīng)的專題數(shù)據(jù)庫中；

⑤管理員通過平臺對外業(yè)調(diào)查成果進(jìn)行審核，不合格的數(shù)據(jù)及時通知外業(yè)調(diào)查人員修改、補(bǔ)充。

平臺地質(zhì)環(huán)境調(diào)查功能，通過遙感影像前期識別與移動外業(yè)調(diào)查App輔助調(diào)查相結(jié)合的方式，可以避免傳統(tǒng)方法大量安排外業(yè)人員到野外普查費(fèi)時費(fèi)力、調(diào)查內(nèi)容遺漏的情況，讓野外調(diào)查更有針對性。利用外業(yè)調(diào)查App可以簡化外業(yè)人員的工作流程，提高調(diào)查速度,同時按規(guī)定字段調(diào)查填寫屬性值也能夠便于數(shù)據(jù)整理以及分類入庫。

（3）地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①首先根據(jù)遙感解譯成果和外業(yè)實(shí)際調(diào)查成果，確定出需要重點(diǎn)監(jiān)測的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，根據(jù)不同地質(zhì)災(zāi)害類型和所需要采集的數(shù)據(jù)種類，在實(shí)地架設(shè)傳感器，例如，針對地裂縫，可以架設(shè)一體化裂縫監(jiān)測站，可對裂縫的空間位移進(jìn)行智能采集；針對滑坡，可以架設(shè)邊坡監(jiān)測雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用地基重軌干涉SAR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度形變測量；

②通過多種傳感器的搭建，形成覆蓋整個礦山地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測傳感器網(wǎng)，傳感器網(wǎng)24小時不間斷的將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過GPRS、北斗衛(wèi)星、移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等通信方式傳輸?shù)狡脚_地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警模塊中，平臺自動接收數(shù)據(jù)并存儲于對應(yīng)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫中；

③與此同時，平臺監(jiān)測預(yù)警模塊對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計(jì)分析，采用專業(yè)預(yù)警模型，計(jì)算出地質(zhì)災(zāi)害的形變量、形變速率并預(yù)估變化趨勢，如果變化量超出預(yù)警模型中預(yù)設(shè)的閾值，則發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警；平臺監(jiān)測界面彈出警告信息，同時發(fā)送災(zāi)害預(yù)警短信至預(yù)設(shè)手機(jī)中。

（4）綠色礦山功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①建立三維場景，通過平臺自帶的三維場景功能，選擇對應(yīng)的矢量或柵格圖層做底圖，地上疊加傾斜攝影模型以及BIM數(shù)據(jù)，直觀還原煤礦地上區(qū)域的真實(shí)場景；

②將收集來的煤礦鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用C/S端數(shù)據(jù)處理軟件，對鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸，生成鉆孔柱狀圖，再進(jìn)行插值計(jì)算，模擬出該區(qū)域地質(zhì)體的形狀及走勢，經(jīng)過人工精修之后將地質(zhì)體模型疊加至三維場景之中；

③利用煤礦生產(chǎn)專題數(shù)據(jù)，在地質(zhì)體模型中開挖出巷道、采空區(qū)等，放置井下儀器設(shè)備三維模型，模擬煤礦生產(chǎn)的真實(shí)情況；

④在平臺中集成綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)建成的三維場景直觀地反映出地下地層、煤層、采空區(qū)、水、氣之間的地質(zhì)關(guān)系。

綠色礦山功能之所以被稱為“綠色礦山”，是因?yàn)槠洳粌H從環(huán)保出發(fā)，還可以直觀地反映出地下地層、煤層、采空區(qū)、水、氣之間的地質(zhì)關(guān)系，更好了解礦山地質(zhì)災(zāi)害的成因，為綠色礦山的建設(shè)提供參考依據(jù)與規(guī)劃基礎(chǔ)，在煤礦的生產(chǎn)建設(shè)的同時，形成符合生態(tài)文明建設(shè)要求的礦業(yè)發(fā)展新模式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明所提供的一種礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)，整合了礦山地質(zhì)環(huán)境管理全流程的各項(xiàng)功能，從地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯、數(shù)據(jù)采集、標(biāo)準(zhǔn)化入庫、服務(wù)發(fā)布、災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、數(shù)據(jù)在線展示、輔助決策均可以通過平臺完成，提高了礦山地質(zhì)環(huán)境綜合管理的效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)的流程圖。

圖3為礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查功能的實(shí)現(xiàn)的流程圖。

圖4為地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)的流程圖。

圖5為綠色礦山功能的實(shí)現(xiàn)的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用系統(tǒng)，所述綜合應(yīng)用系統(tǒng)包括基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)采集與處理層、數(shù)據(jù)管理和組織層、數(shù)據(jù)服務(wù)層以及數(shù)據(jù)應(yīng)用層，所述基礎(chǔ)支撐層包括傳感器網(wǎng)絡(luò)和云平臺，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)采用衛(wèi)星、無人機(jī)以及多種傳感器來支撐，所述云平臺上包含有平臺硬件資源以及平臺軟件系統(tǒng)，所述平臺硬件資源以及平臺軟件系統(tǒng)相互結(jié)合來實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用功能。所述數(shù)據(jù)采集與處理層包括數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊自動解譯遙感影像，并監(jiān)測傳感器實(shí)時傳回來的大數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理模塊對于采集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、清洗和規(guī)范化，并將其輸入數(shù)據(jù)管理和組織層。所述數(shù)據(jù)管理和組織層將基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、遙感解譯數(shù)據(jù)、災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)以及實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)整合入礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合數(shù)據(jù)庫。所述數(shù)據(jù)服務(wù)層包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)模塊以及數(shù)據(jù)分析服務(wù)模塊，來自于不同組織的用戶依據(jù)權(quán)限對數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，并使用平臺現(xiàn)有分析功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所述數(shù)據(jù)應(yīng)用層是用來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的四種功能專題模塊，包括地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警及綠色礦山。

地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警及綠色礦山，而這多個功能的實(shí)現(xiàn)分別通過各自不同的流程來實(shí)現(xiàn)，具體如下：

（1）地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①前期準(zhǔn)備工作：利用前期獲取到的不同時空尺度的多源遙感影像，對典型地物和地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行人工識別，建立符合礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測的專題樣本庫；

②利用訓(xùn)練好的樣本庫對所監(jiān)測礦區(qū)范圍內(nèi)的遙感影像進(jìn)行基于人工智能AI的自動解譯，自動提取出礦山地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的位置以及范圍，并分圖層自動錄入坐標(biāo)、面積屬性信息以及元數(shù)據(jù)信息；

③人工對自動識別結(jié)果進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢結(jié)果根據(jù)圖層存儲至對應(yīng)年份、礦區(qū)、災(zāi)害類別的數(shù)據(jù)庫中，并發(fā)布為要素服務(wù)；

④利用html+css+javascript開發(fā)出礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測WebGIS應(yīng)用程序，在程序中利用數(shù)據(jù)加載功能，加載不同時期的遙感解譯成果，再通過疊加分析功能，識別出地質(zhì)災(zāi)害的變化范圍，并自動統(tǒng)計(jì)出變化面積、生成變化范圍；

⑤利用javascript的Swipe widget方法編寫出的卷簾工具，對兩個時期的遙感影像及解譯成果進(jìn)行對比，直觀了解地質(zhì)災(zāi)害的變化情況，或者利用javascript的Time sliderwidget方法編寫出的時間滑塊工具，對多個不同時期的遙感影像及解譯成果，按照圖層的時間屬性建立時間軸，并按時間瀏覽，來了解地質(zhì)災(zāi)害的變化趨勢與走向。

（2）礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①前期準(zhǔn)備工作：根據(jù)前期遙感解譯成果，得到礦山地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)圖層，圖層中每個地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)都包含的災(zāi)害類別、坐標(biāo)、面積、解譯年份、歸屬等基本屬性信息，然后根據(jù)礦山地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查所需的屬性字段，為圖層增加調(diào)查字段并定義取值范圍，將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)圖層發(fā)布為專題要素服務(wù)；

②管理員登錄礦山地質(zhì)環(huán)境管理綜合應(yīng)用平臺，將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與影像底圖、行政區(qū)劃、路網(wǎng)數(shù)據(jù)、地表高程的數(shù)據(jù)疊加，根據(jù)調(diào)查難度和分布范圍為每位外業(yè)調(diào)查人員下發(fā)調(diào)查任務(wù)，再將平臺中的遙感影像、路網(wǎng)數(shù)據(jù)按需切片，制作成移動底圖包；

③外業(yè)調(diào)查人員將基于android系統(tǒng)開發(fā)的移動端外業(yè)調(diào)查軟件下載、安裝至手機(jī)中，并下載移動底圖包，接收管理員下發(fā)的外業(yè)調(diào)查任務(wù)；

④開展外業(yè)調(diào)查工作時，調(diào)查人員利用移動端外業(yè)調(diào)查軟件的導(dǎo)航與定位功能，導(dǎo)航至災(zāi)害點(diǎn)附近，找到對應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，實(shí)地填寫需要調(diào)查的屬性信息，并拍攝地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)現(xiàn)場照片，保存之后將調(diào)查結(jié)果在線發(fā)送至云平臺之上，平臺會自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，存儲至對應(yīng)的專題數(shù)據(jù)庫中；

⑤管理員通過平臺對外業(yè)調(diào)查成果進(jìn)行審核，不合格的數(shù)據(jù)及時通知外業(yè)調(diào)查人員修改、補(bǔ)充。

（3）地質(zhì)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①首先根據(jù)遙感解譯成果和外業(yè)實(shí)際調(diào)查成果，確定出需要重點(diǎn)監(jiān)測的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，根據(jù)不同地質(zhì)災(zāi)害類型和所需要采集的數(shù)據(jù)種類，在實(shí)地架設(shè)傳感器，例如，針對地裂縫，可以架設(shè)一體化裂縫監(jiān)測站，可對裂縫的空間位移進(jìn)行智能采集；針對滑坡，可以架設(shè)邊坡監(jiān)測雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用地基重軌干涉SAR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度形變測量；

②通過多種傳感器的搭建，形成覆蓋整個礦山地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測傳感器網(wǎng)，傳感器網(wǎng)24小時不間斷的將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過GPRS、北斗衛(wèi)星、移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等通信方式傳輸?shù)狡脚_地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警模塊中，平臺自動接收數(shù)據(jù)并存儲于對應(yīng)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫中；

③與此同時，平臺監(jiān)測預(yù)警模塊對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計(jì)分析，采用專業(yè)預(yù)警模型，計(jì)算出地質(zhì)災(zāi)害的形變量、形變速率并預(yù)估變化趨勢，如果變化量超出預(yù)警模型中預(yù)設(shè)的閾值，則發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警；平臺監(jiān)測界面彈出警告信息，同時發(fā)送災(zāi)害預(yù)警短信至預(yù)設(shè)手機(jī)中。

（4）綠色礦山功能的實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

①建立三維場景，通過平臺自帶的三維場景功能，選擇對應(yīng)的矢量或柵格圖層做底圖，地上疊加傾斜攝影模型以及BIM數(shù)據(jù)，直觀還原煤礦地上區(qū)域的真實(shí)場景；

②將收集來的煤礦鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用C/S端數(shù)據(jù)處理軟件，對鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸，生成鉆孔柱狀圖，再進(jìn)行插值計(jì)算，模擬出該區(qū)域地質(zhì)體的形狀及走勢，經(jīng)過人工精修之后將地質(zhì)體模型疊加至三維場景之中；

③利用煤礦生產(chǎn)專題數(shù)據(jù)，在地質(zhì)體模型中開挖出巷道、采空區(qū)等，放置井下儀器設(shè)備三維模型，模擬煤礦生產(chǎn)的真實(shí)情況；

④在平臺中集成綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)建成的三維場景直觀地反映出地下地層、煤層、采空區(qū)、水、氣之間的地質(zhì)關(guān)系。

上述多個功能均通過軟件編程以及數(shù)據(jù)庫的支持來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明要求保護(hù)的范圍不限于以上具體實(shí)施方式，而且對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有多種變形和更改，凡在本發(fā)明的構(gòu)思與原則之內(nèi)所作的任何修改、改進(jìn)和等同替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。