（矿产普查与勘探专业论文）矿山数据库管理系统的建立及应用.pdf

比明理j ：大学硕十学位论文 摘要 摘要 随着“数字地球”的提出及相应技术的发展，“数字矿山”的基本概 念和整体框架体系等已被一些专家提到日程上来，而“数字矿山”的基 础是“矿山企业数字化管理”。 在地质领域，一个矿山的数据从开始到现在，经过几代人的不断积 累，地质资料数掘( 包括文献资料、图件、工程数据) 已经达到一个庞 大的量。随着数字化时代的来临，使得矿山企业信息系统已经成为矿山 管理的重要工具，而地学信息的标准化、数字化、集成化、网络化等工 作随之变得尤为迫切，数据库的建设也成为地学研究的重点之一。据此， 利用计算机技术来管理地质资料，不但保证了地质数据资料管理工作的 高效及正确性，从另外一个方面来说，也提高了管理人员的工作效率， 减少了工作量。从这个角度来说，建立针对矿山目常资料管理的数据库 系统，实现矿山企业信息系统管理的一部分，是本论文研究的依据，也 是论文的同的所在。 本论文利用计算机可视化的编程原理，以软件工程理论开发为指导， 采用目前流行的开发工具编程软件d e l p h i6 0 强大的系统开发功能，以 及结构化查询语言s o l 。强大的数据操作功能，开发具有普遍性( 即任何 矿山都能使用) ，适合中国人使用的，具有中文界面、易学易操作，并且 无需很专业的计算机基础也能快速掌握的矿山基础数据库管理系统。该 系统界面友好，功能实现起来容易，操作简单，运行可靠。 此外，该系统还借助w in d o w sh e l pd e s i g n e l - 3 0 强大的开发帮助 系统的功能，完成了该矿山数据库管理系统帮助文档的实现，便于用户 随时对在使用该系统过程中遇到的疑难问题进行解答。 同时，该管理系统已被应用到广西大厂、云南个旧这两个世界级大 矿山中，并取得了较好的成效。 关键词：矿山数据库管理系统：地质资料数据；数字地球：数字矿山： d e lp h i6 0 ；s o l ：m ic 1 0 s o f ta c c e s s 比明理r 人学硕十学位论文 摘要 a b s t r a c t a l o n gw i t h t h ec o n c e p tc o m i n gf o r t ho f d i g i t a le a r t h a n dt h e d e v e l o p m e n to fc o r r e s p o n d i n gt e c h n o l o g y ，t h ec o n c e p ta n dt h ew h o l ef r a m e s y s t e mo f “d i g i t a lm i n e ”j a a v eb e e np u tf or w a r db ys o m ee x p e r t s t h eb a s e o f “d i g i t a lm i n e i s “t h ed i g i t a lm a n a g e m e n to fm i n ee n t e r p r i s e ” i nt h ed o m a i no fg e o l o g y ，o n em i n e s g e o l o g i cd a t a ( i n c l u d i n g 1i t e r a t u r e 、c h a r ta n de n g i n e e r i n gd a t a ) h a v eanenor m o u sa m o u n tb yt h e a c c u m u l a t i n go fs e v e r a lg e n e r a t i o nf r o mb e g i n i n gt on o w a l o n gw i t ht h e c o m i n go fd i g i t a le p o c h ，t h e i n f o r m a t i o ns y s t e mo fm i n ee n t e r p r i s eh a s b e c o m et h ei m p o r t a n ti m p l e m e n to ft h em i n em a n a g e m e n t a tt h es a m e t i m e ，t h e s t a n d a r d i z a t i o na n d d i g i t a l i z a t i o n a n d i n t e g r a t i o n a n d n e t w o r k i z a t i o no fg e o l o g yi n f o r m a t i o nh a v eb e c o m ev e r yi m p o r t a n t w o r k t h ec o n s t r u c t i n go fd a t a b a s eh a sb e c o m eoneo ft h ee m p h a s e so f g e o l o g yr e s e a r c h t h e r e f o r e ，m a k i n gu s eo fc o m p u t e rt e c h n o l o g ym a n a g e r g e o l o g yd a t an o to n l ye n s u r i n gt h eh i g h - p o w e r e da n dc o r r e c t n c s so fg e o l o g y d a t am a n a g e m e n tw o r k ，b u ta l s oi m p r o v i n gt h ew o r ke f f i c i e n c yo fw o r k m e n a n dl e s s e n i n gw o r km a s s a c c o r d i n gt ot h e s e ，c o n s t r u c t i n gt h ed a t a b a s e s y s t e ma i m e da td a i l yd a t am a n a g e m e n to fm i n ea n dr e a l i z i n go n ep a r tt h e i n f o r m a t i o ns y s t e mm a n a g e m e n to ft h em i n ee n t e r p r is e ，a r et h eb a s e sa n dt h e p u r p o s eo ft h i s p a p e rr e s e a r c h i nt h i s p a p e r ，u t i l i z i n g v i s u a l p r o g r a m m i n gt h e o r y o f c o m p u t e r ，a d o p t i n gp o w e r f u ld e v e l o p i n gf u n c t i o no ft h ep o p u l a rd e v e l o p i n g t o o l ：d e l p h i6 0a n do p e r a t ef u n c t i o no fs t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g es q l ，h a v e d e v e l o p e dt h eb a s e d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e mo fm i n et h a tp o s s e s s e s c a t h o l i c h e s sa n df i t t i n gc h i n e s eu s i n ga n dp o s s e ss i n gc h i n e s ei n t e r f a c ea n d e a s y i n gs t u d y i n ga n de a s y i n gu s i n g ，a l s oc a nm a s t e rr a p i d l y t h es y s t e mh a s af r i e n d l yi n t e r f a c e ，a n dr e a l i z ee a s i l ys o m ef u n c t i o n s a tt h es a m et i m e ，i ti s s i m p l e n e s sh a n d l i n g ，a n ds t e a d yr u n n i n g f u r t h e r m o r e ，t h i ss y s t e mr e a l i z e st h eh e l p i n gf i l e so ft h em i n e d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，b ym e a n so fr e c u r i n gt o t h ep o w e r f u l d e v e l o p i n gf u n c t i o n o fw i n d o w sh e l p d e s i g n e r 3 o t h eh e l p i n gs y s t e m l i 址明理，人学硕士学位论文 摘要 c o n v e n i e n tf o rt h eu s e rs o l v i n gs o m ed i f f i c u l t yp r o b l e m sd u r i n gu s i n gi t a tt h es a m et i m e ，t h es y s t e mh a v eb e e na p p l l e dt od a c h a n go fg u a n g x i p r o v i n c ea n dg e j i uo fy u n n a np r o v i n c et h a t t h e ya r ea l lw o r l d c l a s s m i n e ，a n dh a v ea c q u i r e dv e r yg o o de f f e c t k e y w o r d s ：t h em i n ed a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ；g e o l o g i cd a t a ；d i g i t a l e a r t h ；d i g i t a lm i n e ；d e l p h i6 0 ；s q l ；m i c r o s o f ta c c e s s 1 l i - y 6 6 9 3 0 6 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下( 或 我个人) 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内 容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：与娲 日 期：劢口年p 月f 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以果用影印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 铋签名：垒丝黻储签名与地 日 期：塑! i 生! 兰 月f旦 昆明理i 。人学硕士学位论文第一章前言 第一章前言 1 1 选题的依据及意义 随着“数字地球”的提出及相应技术的发展，各部门、单位、用户 等对地理信息的应用，己要求g i s 的运行环境逐步走向网络化。而数据 的收集、存储、处理与传播也必须从集中式走向分布式，从封闭式走向 开放式。然而，矿山企业由于其专业的特殊性和空间数据的复杂性导致 了矿山地理信息系统的研究与应用相对滞后。同时，由于信息的采集与 处理基本围绕以不同部门的信息化为中心，因而难以实现信息的共享与 交流，造成资源浪费、功能重叠和重复建设等现象。因此，“数字矿山” 的基本概念和整体框架体系及其实现的关键技术体系便被一些专家提到 日程上来，而“数字矿山”的基础是“矿山企业数字化管理”。矿山企业 数字化管理是以矿山企业发展战略为方向，针对矿山企业的自然资源、 产业资源、人力资源、技术资源、市场资源设置及运作现状，在分析、 重组、确认它们的科学性、规范性、可行性的基础上，以计算机网络技 术为基础、以管理应用软件”发为核心，建立矿i 企业的管理信息系统。 在地质领域，其数据量大、复杂、非结构化数据多等，是地质数据 的显著特征。一个矿山的数据从开始到现在，经过几代人的不断积累， 地质资料数据( 包括文献资料、图件、工程数据) 已经达到一个庞大的 量。并且，这些资料具有阶段性、专业性、种类多、格式复杂的特点。 它们分散在很多部门，各单位资料数据的完整性、连续性、继承性差， 不仅查询、利用起来非常困难，而且丢失、损毁非常严重。 随着数字化时代的来临，使得矿山企业信息系统已经成为矿山管理 的重要工具，而地学信息的标准化、数字化、集成化、网络化等工作随 之变得尤为迫切，数据库的建设也成为地学研究的重点之一。据此，利 用计算机技术来管理地质资料，不但保证了地质数据资料管理工作的高 效及f 确性从另外一个方面来说，也提高了管理人员的工作效率，减 少了工作量。从这个角度来说，建立针对矿山日常资料管理的数据库系 统，实现矿山企业信息系统管理的一部分，是本论文研究的依据，也是 论文的目的所在。 昆明理l 。人学硕十学位论文 第一章前言 另外，在我国辅助矿山经营管理领域，计算机信息系统的应用不算 太成功。总结矿山信息系统研制和应用中的经验教训，达不到预期效果 的主要原因是：信息系统的规划和设计缺乏矿山战略规划的指导，信息 系统的开发忽略了与矿山组织结构、人员、知识结构等的关系，并且开 发出的信息系统缺乏弹性，难以适应业务过程重组的需要。 其次，虽然国内外也有不少关于数据库系统的软件，功能也很强大， 但却不是专门针对矿山部门的，况且大部分是英文版本，学习起来比较 困难，不易掌握，所以使用时不方便。针对以上所提出的问题，开发具 有普遍性( 即任何矿山都能使用) ，适合中国人使用的，具有中文界面、 易学易操作，并且无需很专业的计算机基础也能快速掌握的矿山基础数 据库管理系统，便是本论文研究的最重要意义所在。 1 2 研究与实验设计的过程及工作量 由于矿山是一个庞大的生产单位，根据其实际情况，则矿山企业数 字化管理系统理应是一个包括许多子系统的巨系统。因此，该论文中所 涉及的实验只是许多子系统中的一个，即矿山数据库管理系统。研究矿 山数据库管理系统的过程，也即是完成本论文所经历的几个阶段。可分 为以下几个阶段来进行，下面分别阐述之： 第一阶段：准备工作。 作者曾先后在云南省科技情报所、昆明理工大学图书馆、昆明理工 大学国土资源工程学院资料室查询，收集有关“数字地球”、“数字矿山”、 “矿山企业数字化管理系统”、d e l p h i 语言、数据库理论等方面的国内外 相关书籍、科研报告和论文等，并对这些资料进行综合分析和评述，在 此基础上制定了详细的研究计划。 第二阶段：野外踏勘、矿区原始数据收集。 作者曾先后两次到广西柳州、广西大厂等地出差，收集论文所需的 一些数据、文献、图件等资料。另外，其它一些文献资料、图件以及工 程资料是导师及其他师兄多次出野外长期积累的结果。 第三阶段：矿山数据库管理系统开发。基于d e l p h i6 0 编程语言与 m i cr o s o f ta c c ess 的优点，作者选择它们作为该系统的开发：1 ：具，进而进 行数据库管理系统的开发设计工作。 第四阶段：建立数据库。把收集来的资料分门别类地一一输入数掘 2 6 明理i 。人学硕十学位论文 第一章 前言 库，建立一个庞大的矿山基础数据库。该阶段的工作量很大，因为任何 一个数据库管理系统的数据录入阶段都是很繁重的，常常比开发阶段要 耗时耗力的多。为了解决这一问题，作者设计了。个工程数据转换程序， 比较方便地进行数据的录入工作。 第五阶段：论文编写。 将研究成果进行全面系统的分析整理，编写硕士学位论文，并制作 程序安装盘。 1 3 取得的主要成果 本系统是运用d e l p h i 编程语言，利用数据库系统开发的原则和方法， 结合计算机，在w i n d o w s2 0 0 0 操作系统下开发出来的( 经实验证明，可 以在w i n d o w s9 8 及w i n d o w s2 0 0 0 、w i n d o w sm e 等操作系统下运行) 。 其取得的主要成果如下： ( 1 ) 矿山数据库管理系统的建立。 本系统是在w 1 n 2 0 0 0 环境下用d e l p h i6 0 开发工具实现，它能方 便地管理数值、文字、图形、图像等多种多媒体数据，满足了现阶段矿 j j 日常生产工作当中资料管理的问题。 ( 2 ) 建立个旧、大厂两个矿山的基础原始资料数据库。其中包括文 献资料、图件、工程数据等( 其中，文献资料7 4 篇，图件6 1 4 幅，工程 基本信息4 7 8 9 行，工程测斜信息6 9 3 6 行，工程化验信息l3 7 9 8 2 行) ， 方便了j ：作人员的管理与查询。 ( 3 ) 取得具体应用。把该矿山数据库管理系统应用到云南个旧、广 西大厂两个| 廿界级大矿山中。经过检验，取得了较好的成效。 1 4 存在的问题 本论文只是针对矿山部门的资料管理工作，并结合矿山工作人员素 质而开发设计出的一套具有中文界面且简单易用的系统。除此之外，并 没有作更深入的研究，这是该系统的不足之处。相信在以后，随着计算 机技术的不断发展，以及矿山管理的新要求，该系统将会不断完善和逐 步升级，更加周到具体。 昆明理1 人学硕士学位论文 第二章系统理论及研究动态 第二章系统理论及研究动态 2 1 矿山企业数字化管理简介 2 1 1 矿山企业数字化管理的概念 矿山企业数字化管理是以矿山企业发展战略为方向，针对矿山企业 的自然资源、产业资源、人力资源、技术资源、市场资源设置及运作现 状，在分析、重组、确认它们的科学性、规范性、可行性的基础上，以 计算机网络技术为基础、以管理应用软件开发为核心，建立矿山企业的 管理信息系统。数字化管理的技术手段有利于扁平化、网络化企业组织， 充分实现企业信息的服务与共享。对于矿山联合企业而言，数字化管理 是“管理创新”的重要内涵和先进手段，是在整合现有企业信息系统的 基础上，进一步地理顺供应链的物流、资金流，对保证企业持续、稳定 地发展有着重要的意义。 2 1 2 矿山企业数字化管理的特点 数字化管理是指利用计算机、通信、网络、人工智能等技术，量化 管理对象与管理行为，实现计划、组织、协调、服务、创新等职能的管 理活动和管理方法的总称。数字化管理有两层基本含义：一是企业管理 活动的实现是基于网络的，即企业的知识资源、信息资源和资产可数字 化；二是运用量化管理技术来解决企业的管理问题，即管理的可计算性。 数字化管理的前提是在计算机软硬件和网络技术的支持下，为了获 取、存储、检索、分析和显示空间数据及其相关的属性数据而建立起来 的地理信息系统( g e o g r a p h ici n f o r m a t i o ns ys te m g i s ) 。地理信息系 统研究计算机技术和空间地理分布数据的结合，通过一系列空间操作和 分析方法，为地球科学、环境科学和工程设计，乃至企业管理提供对规 划、管理和决策有用的信息，并回答用户所提出的有关问题。 2 2 矿山企业数字化管理的现状 2 21 国外矿山企业的应用现状 昆明理工人学硕士学位论文第一二章系统理论及研究动态 进入2 0 世纪9 0 年代以来，国外的许多矿山企业意识到企业的数字 化管理与企业的生产和决策有着密切的关系，因此，开始利用g i s 技术 对矿山企业信息资源进行管理。国际卜的一些大型露天矿山已可在办公 室里生成矿床模型、矿山采掘计划，并与企业的其它数据库集成，对矿 产资源、各类设备、管网和用地等生产资源进行统一管理，形成动态管 理与遥控指挥系统，使企业生产资源等方面的管理水平得到了明显的提 高。此外，专家系统、神经网络、模糊逻辑、自适应模式识别、遗传算 法等人工智能技术、g p s 技术、并行计算技术、刺频识别技术以及面向岩 石力学问题的全局优化方法、遥感技术等已在智能矿山地质勘探调查与 测量、智能矿山设计、智能矿山开采、计划与控制、矿山灾害遥感预报 等研究领域得到应用。 2 2 2 国内矿山企业的应用现状 我国矿山信息化建设的现状是总体水平不高，没有形成企业信息化 决策和矿业信息产业化发展的规模优势，信息基础设施落后，可共享的 信息量少，信息流向单一日无序。虽然，近年来我国矿山信息化建设取 得了一定规模的应用，但在矿山勘查、规划、设计、生产、管理、全过 程监控等信息化“软”领域，与发达国家的差距还较大。这主要是因为 重视程度不够，没有把信息资源当作矿山的重要战略资源之一加以统筹 开发和综合利用；没有形成系统性能稳定、信息资源充足的矿山信息基 础设施；没有理解“企业信息化战略与企业发展战略匹配”的真正内涵 是需要企业管理者参与到整个系统的设计和实施中去，将管理思想与i t 技术充分结合。 。 矿山企业数字化管理是一个以“管理为主、i t 为辅”的企业重组改 制的系统工程，要把提升管理水平作为贯彻实施的根本。正如一位专家 所说：“管理出题，i t 应答，i t 的成功应用再推动管理向前发展”。只有 这种互动式推进的过程才能整体提升企业管理水平。 吴立新、殷作如等专家在2 0 0 0 ，v 0 1 2 5 ，n o 4 的煤炭学报上发表了 一篇论文论2 1 世纪的矿山一一数字矿山，指明了我国矿山企业信息 化建设大体处在以下3 个层次上( 以下摘自原文，稍作改动。) ： ( 1 ) 第l 层次一一“无路无车”。这是比喻在市场经济和不正当竞争的 冲击下，一部分矿山企业面临困境，企业为维持职工的就业和自身的简 比明理i ：人学硕十学位论文第二章 系统理论及研究动态 单再生产已十分艰难，所以不可能对有关的技术创新与信息化建设有太 多的投入。其次，由于企业领导对信息和企业信息化的重要性以及信息 技术革命对社会和经济的积极促进作用认识不足，因而对于如何运用信 息技术促进企业发展和提高企业的市场竞争力缺乏统筹规划。另外，由 于受传统计划经济思想和急功近利的小农意识左右面缺乏战略考虑，企 业不愿对信息化建设进行投入。除此之外，由于惧怕变革，企业员工安 于现状，习惯于现存的组织状态和工作方式，而企业决策者又墨守成规， 对不适应信息时代要求的原有管理体制、管理方式和技术分工不愿进行 变革。以上种种原因，导致了处于这个层次上的矿山企业既没有起码的 计算机网络设施，又没有可共享的“硅质信息资源”。因此，也就使得这 类矿山企业在激烈变化的市场竞争中和在以信息为主导的知识经济面前 无所适从。 ( 2 ) 第2 层次一一“有路无车”。一些经济效益较好、现代化程度较高、 基础管理较好的矿山企业，近几年来已开始进行了信息化建设。其建设 内容包括计算机办公设备的购置、通讯网络的改造、局域网的建设等。 其中，局域网的网络带宽、速度和结构等指标都是比较高的。然而，由 于资金投入的方向与比例没有掌握恰当，单一地只注重硬件方面的投资 ( 个别高达16 0 2 5 0 万元) ，却忽视了应用软件和信息资源的开发、应用 和管理，导致没有根据奉企业的实际情况来建设软件体系。此外，企业 基础信息的采集、整理、处理与利用工作做的很不够，没有建立本企业 统一的大型基础数据库( 数据仓库) ，网络上可共享的数据也寥寥无几， 结果造成资源的极大浪费，信息建设的投入也见不到实效，从而影响了 企业决策者继续进行信息化建设的兴趣和信心。 ( 3 ) 第3 层次一一“车货不一”。这个比喻形象地说明了+ 些经济效益 较好的矿山企业近几年来在进行信息工程建设时，比较合理地处理了资 会投入比例。但由于缺少全局性的统筹规划，各矿山企业在软件选型和 数据格式方面各自为战，出现了“车”型不一、“货”规不同的局面。各 企业的信息化水平是提高了，但全局的整体信息化水平并没有得到大的 提升。因为在事实上，全局的情形仍然是矿矿隔离和局矿分离，企业基 础信息无法实现网络共享和局矿之间的互操作。 2 3 国内外数字化管理技术的发展动态 昆明理 ：人学硕士学位论文第章系统理论及研究动态 2 3 1 国际动态 国际上，加拿大已制订出一项拟在2 0 5 0 年实现的远景规划。即，将 加拿大北部边远地区的一个矿山实现为无人矿井，从萨得伯里通过卫星 操纵矿山的所有设备，实现机械自动破碎和i h 动切割采矿。芬兰采矿工 业于19 9 2 年宣瓶了自己的智能采矿技术方案，涉及采矿实时过程控制、 资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制等2 8 个专题。 瑞典制定了向矿山自动化进军的“g r o u n te c k n ik2 0 0 0 ”战略计划。中国 矿业大学等单位也相继丌展了采矿机器人( m r ) 、矿山地理信息系统 ( m g ls ) 、三维地学模拟( 3 d g m ) 、矿山虚拟现实( m v r ) 、矿山g p s 定位等方 而的技术开发与应用研究。随着实时矿山测量、g p s 实时导航与遥控、g is 管理与辅助决策和3 d g m 的应用，国际上些大型露天矿山( 包括我国的 平朔、霍林河矿区) 已可在办公室里生成矿床模型、矿山采掘计划，并与 采场设备相联系，形成动态管理与遥控指挥系统。此外，专家系统、神 经网络、模糊逻辑、自适应模式识别、遗传算法等人工智能技术、g p s 技术、并行汁算技术、射频识别技术以及面向岩石力学问题的全局优化 方法、遥感技术等已在智能矿山地质勘探调查与测量、智能矿山设计、 智能矿山开采、计划与控制、矿山灾害遥感预报等研究领域得到应用。 2 3 2 我国矿山面临的机遇和挑战 建国以来，我国矿业经过半个世纪的快速发展，已建成国有矿山近 万座，集体矿山和其他非国有矿山2 0 多力座，年开采矿石量超过5 0 亿t ， 从业人员2 l o o 万，带动了3 0 0 座以采矿和矿产品加工为支柱产业的矿业 城市的兴起。乡及乡以上的矿产采选业产值占g d p 的6 2 7 ( 19 9 7 年) ； 全国固体矿产产值占世界产值的16 5 ( 1 9 9 6 年) ，居世界第2 位，能源 矿产产值占世界的9 1 ( 1 9 9 6 年) ，居世界第3 位。我国已由一个矿业弱 国跃入世界矿业大国的行列。 但近几年来，中国矿业与矿业城市遇到了前所未有的生存与发展困 境，如矿竭城衰、减产限产、低位运行、大量失业等。其主要原因是： 矿业投入不足，后备储量缺乏，技术装备普遍落后于国外15 2 0 年。 矿产资源利用水平不高，全国矿产资源总回收率为3 0 5 0 ，比发达 国家低10 9 6 2 0 。矿业丌发过程中生态环境问题只趋突出，采选所造 昆明理l ：人学硕十学位论文 第二章 系统理论及研究动态 成的环境污染严重，来自环境的压力与日俱增。此外，来自国际市场的 高产、高效、高质量、低成本的矿产品的竞争，以及来自非法掠夺式开 采和国内市场的非t f 当竞争，也是一个不可忽视的重要方面。按照我国 目前的经济发展速度和战略目标，参照发达国家的矿产品消耗经验，2 1 世纪上半叶的中国将处在矿产品消耗的高峰期。届时，我国的矿业要满 足国民经济的发展要求，其科技含量与生产方式必须有一个根本性的改 变，其中信息技术便是这一变革中最重要的。所以，我国的矿山企业必 须抓住机遇，努力依靠科技创新，广泛使用信息技术来提升和改造矿业 这一传统产业。 十五期间，国家信息化战略和规划思路”中明确指出：一十 五期间，能源产业继续在生产或经营方面提高自动化水平，增加信息 含量，要逐步向管理和主要业务数字化、网络化的目标迈进。大 中型企业普遍建成与生产、经营、服务、研究开发、管理密切结合的内 部网，广泛利用信息技术来提高生产和服务的自动化、智能化、数字化、 网络化水平，大幅度降低每单位国民生产总值的能耗和物耗。”国家的这 一宏观战略规划和思路，无疑是我国矿业在2 1 世纪大发展、大改造、大 提升的机遇。如何抓住机遇，迎接挑战，是当务之急。 2 4 矿山企业数字化管理的当前任务 据文献定义，“数字矿山( 9 i g i t a lm i i l e ，d m ) 是对真实矿山整体及 其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个硅质矿山，是数字矿区 和数字中国( d i g i t a lc h i n a ，o c ) 的一个重要组成部分”。“d m 的核心 是在统一的时问坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将 海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。d m 的任 务是在矿业信息数据仓库的基础上，充分利用现代空间分析、数据采矿、 知识挖掘、虚拟现实、可视化、网络、多媒体和科学计算技术，为矿产 资源评估、矿山规划、开拓设计、生产安全和决策管理等进行模拟、仿 真和过程分析提供新的技术平台和强大工具。”矿山企业不同于其它企 业，其生产作业场所既有地下，也有地面，而且地下与地面工程互相联 系、动态变化。因此，d m 建设是一项复杂、庞大和长期的系统工程，必 须分阶段逐步建设。在建设初期，首先是要开发矿业地理信息系统 ( m ir l in gg e o g r a t p h ic a l in f o r m a t i0 ns y s t e m ，m g i s ) ，并围绕矿山的重 比明理l 。火学硕十学位论文 第二章系统理论及研究动态 大技术需求和关键问题进行专业模块开发和应用。有专家认为，d m 和m g i s 开发、建设与应用的当前任务应包括以下4 方面： ( 1 ) 建立企业级共享的m g i s 办公系统。在分析矿l i j 企业目前的现状、 功能的基础上，剖析矿山企业在办公过程中的信息与数据流向，以及数 据在流动过程中的各环节所起的作用，进而为矿山数据的组织与管理设 计出合适的数据结构和数据模型。其次，建立企业( 集团公司) 级中心数 据库，统一管理全企业的基础数据和各矿山的重要生产数据，并确定数 据在流动共享过程中的访问与使用权限。充分结合矿山特点和办公需求， 开发便于矿山工程技术与管理人员使用的业务化办公m g i s系统，提供 多种功能模块，满足矿ij 1 日常生产和办公决策的需求。另外，进行人员 培训，提高各级使用m g i s 进行办公自动化的人员的素质，使m g i s 真正 成为矿山企业日常办公的必备工具。最后，加强m g i s 系统的维护和管理， 及时进行数据的更新，确保数据的时效性能满足矿山生产与工程要求。 ( 2 ) 进行矿产储量动态化管理。矿山企业的生存基础是矿产资源储备， 而对于矿山资源的有效管理是充分利用资源和经济有效地使用资源的前 提。山于矿山的生产条件复杂、地质环境多变，为及时、准确地掌握矿 i 【i 可采资源的动态状况带来困难，特别是在目前仍然是以手工处理为主 的情况下就更为困难。利用m g i s 中管理的大量原始数据( 包括历史的和 现时的) ，输入变化了的条件，通过合适的储量管理模型和计算模块的运 算分析，就可以在计算机屏幕上快速圈定新的储量边界，并准确计算出 变化了的各级、各类储量，必要时还可以制图输出和打印统计报表。 ( 3 ) 提高矿山安全管理自动化水平。在矿山开采过程中，随着开采和 掘进工作面的推进，v 采场、顶底板、围岩、地表等都在发生相应变化， 矿山压力、矿井瓦斯、矿井水等也在发生相应变化。目前对于这种变化 的反应，是通过手工计算采集到的数据，再在有关图纸上填绘出来，因 此数据的时效性大大降低，甚至会延误重大事故的预防和提前处理。借 助于m g is 及其耦合的各类专业模型( 如通风网络解算、矿井涌水分析、 火灾蔓延模拟等) ，则可以通过数据整合和系统自动分析，迅速及时地将 上述变化在计算机屏幕上反映出来，并把矿山生产及其对周边的影响模 拟再现出来，必要时可以制图输出或输出相应的统计报表。 ( 4 ) 实现投入产出分析的业务化。利用m g i s 所管理的矿山企业的基础 数据与生产数据，输入相应矿山工程项目的有关参数和需求，通过系统 昆明理：人学硕十学位论文 第二章系统理论及研究动态 内部的专业模型的运算和综合分析，呵以对项目进行投入产出分析。通 过修改和调整输入参数与边界条件，可以随时根据变化了的市场情况和 地质采矿条件，重新对项目的投入产出进行评估，进而确定优先方案或 修改方案。 总之，我国是一个矿业大国，科技含量和管理水平与世界发达矿业 国家相比还存在着相当大的差距。面对知识经济与d e 和d c 战略的挑战， 我国矿山的出路只有一条：勇敢地迎接挑战，抓住d e 和d c 战略带来的 矿山企业改造与发展机遇，果断投入，将d m 建设与整个矿山企业的技术 创新、管理改革相结合。 当然，数字建设涉及到企业的方方面面，首先是人的思想观念与思 维方式的转变，然后是企业管理体制与管理模式的变革。企业决策者、 管理者和广大：= 程技术人员要共同参与和积极配合，大步提升，才能创 造矿山企业辉煌。此外，我国政府也应高度重视和配套投入，实现我国 矿业生产的跨越式发展，使我国的矿山和矿区逐步走向可持续发展之路。 昆明理i ：大学硕十学位论文第二章用户需求及数据现状分析 第三章用户需求及数据现状分析 每个矿山，其管理方式、运作模式、组织形式、工作习惯、经营策 略都不相同。反映在信息系统建设上，郎软硬件产品选择、系统环境构 造、用户界面形式、数据库要求及程序编i t i 0 都不一样。并随着社会的变 革、矿山的发展和技术的进步，不仅要求信息系统具有较强的适应性， 而且要求其能够对自身进行改进、扩充和完善，同时不影响矿山j 下常运 转，对矿山1 i 会造成风险。 本论文所涉及的是矿山信息系统中应用软件部分的数据库系统类。 从设计的角度出发，它包含两个组成部分：( i ) 内部功能实现部分；( 2 ) 外 部界面部分。这两个基本部分 _ 1 更为具体的组成成分及组成成分之间的 关系构成。其中功能实现部分包括数据、算法和程序控制：界面部分包 括界面形式、输入输出格式、界面导航和键盘定义等。 界面部分是应用系统中相对变化较多的部分，主要由用户对界面形 式要求的变化引起。功能实现部分中，相对来说，处理的数据变化较少， 而程序的算法和控制结构的变化较多，这主要是由用户对应用系统功能 需求的变化和对界面形式要求的变化引起的。 因此，作者在进行本系统的设计时，首先要对用户需求和现有的数 据现状进行分析。 3 1 用户需求分析 作者就读硕士学位期问，曾先后到矿山进行调研。发现矿山管理部 门存在的主要问题表现在：大量信息没有得到有效的利用，而又有大量 用户找不到相关的信息。这也是我国大部分矿山单位存在的突出问题。 另外，虽然有些地矿行业已建立起一批数据库，但不少信息系统除项目 人员外只有主管领导和主管部门的个别同志知其存在，在信息与用户之 间缺乏有效的沟通渠道。信息系统利用效率低的直接原因是信息系统的 易用性和信息的易获取性较差，而其根本原因是，存系统开发过程中， 向用户需求标准方面靠得较少。 在充分听取了矿山工作人员的意见和建议后，作者认为，各种数字 昆明理工人学硕士学位论文第三章瑚户需求及数据现状分析 化信息源，包括文献资料、地质图件、工程数据( 含钻孔数据、坑道取 样数据、岩性数据等) 等数据库的建立是本系统建设的一项重要基础工 作。文献资料包括公开发表的地学论文、出版的地学书籍等；图件包括 同常生产和工作、科研过程中积累的地质图、地形图、遥感图等；工程 数据就如上面提到的一些地学数据等。这是该系统建立数据库表的根本。 另外，用户提出在使用该系统时，必须是中文界面，且友好、操作 简单、易学易用、便于维护和管理等要求。在系统功能方面，必须提供 支持多种数据格式的输入、输出、查询、管理等功能并且具有密码管理 的数据库系统。 3 2 数据现状分析 根据用户需求，总结出目前系统所应包含的数据形式有三类：即文 献资料、图件、工程数据。对于目前拥有的地质数据，不论是钻孔数据、 坑道取样数据还是岩性数据等，都是采用a s c i i 码文本的数据文件。这 种数据文件有两种格式：固定格式和自由格式，通常采用自由格式，其 格式如下所示： 2 0 6 9 0l0 i 5 8 2 5 0 8 4 51 2 5 2 5 9 0 4l7 3 9 5 22 0 7 56 56 5 02 0 86 4 5 l0 02 0 76 4 5 15 02 0 7 56 4 5 2 0 02 0 7 56 4 5 2 5 0 2 0 88 4 5 。 2 6 72 0 7 56 4 o1 2 3 5l 一9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 12 3 51 3 3 61o 0 30 2 9 9 9 9 9 一9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 13 3 61 4 3 610 0 30 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 1 4 3 6l5 3 6l0 0 30 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 15 3 61 6 1 610 0 30 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 - 9 9 9 9 9 1 6 1 617 1 610 0 30 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 l7 161 8 1 6 l0 030 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 1 8 16l9 16l0 0 30 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 j2 比明理大学硕十学位论文第三章 川户需求及数据现状分析 1 9 1 62 0 1 6l0 0 30 2 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 2 4 8 6 52 5 0l 一9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 2 5 0 2 6 71 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 e n d 其中：2 0 6 9 0 1 0 1 是某个钻孔，即是工程名称。 第二行依次为：孔口的x 坐标( 5 8 2 5 0 8 4 5 米) y 坐标( 1 2 5 2 5 9 0 4 米) z 坐标( 17 3 9 5 2 米) 方位角( 2 0 7 5 ) 倾角( 6 5 ) 测斜数( 6 ) 第三行至第八行每行依次为6 个测斜每个测斜的： 深度( 5 0 米) 方位角( 2 0 8 ) 倾角( 6 4 5 ) 第九行以后依次为不同间隔上的岩性代码和化验值，依次为： 样品的起始位置( 相对于孔口) ：1 2 3 5 米13 3 6 米 岩性代码：l 金属1 的品位化验值：0 0 3 金属2 的品位化验值：o 2 会属3 的品位化验值：一9 9 9 9 9 ( 为未知待估值) 金属4 的品位化验值：一9 9 9 9 9 ( 为未知待估值) 金属5 的品位化验值：一9 9 9 9 9 ( 为未知待估值) 以后各行同第九行， 最后一行的e n d 为一个工程结束的标志。 因此，该数据库表的建立可由以下六个表及数据项组成： 用户密码表：i d 、p a s s w d 。 文献资料表：文献号、文件名、书名或文章题目、作者名、刊物 或出版社名称、路径。 图件表：图号、图名、地区、类型、路径。 比明理j ：人学硕+ 学位论文 第三章用户需求及数据现状分析 工程基本信息表：项目名称、工程名称、测斜数、x 坐标、y 坐 标、z 坐标。 工程测斜信息表：项目名称、工程名称、深度、方位角、倾角。 工程化验信息表：项目名称、工程名称、起始值、终止值、岩性 代码、品位1 、品位2 、品位3 、品位4 、品位5 。 昆明理丁人学硕+ 学位论文第四章矿山数据库管理系统计 第四章矿山数据库管理系统设计 4 1 d e10 hi 及数据库系统简介 4 1 1d eo hi 简介 d e l p h i 是b o r l a n d 公司开发的一种基于客户服务器体系的w i n d o w s 快速应用开发l ：具r a d ( r a p i da p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t ) 。自从推出之 _ = 1 起，就一直受到广大编程人员的青睐。它是一种面向对象的可视化编 程工具，即根据d e l p h i 的f q 视性，又结合o b j e c tp a s c a l 语言的编程技巧， 可以开发出功能强大的w i n d o w s 应用程序和数据库应用程序。 d e l p h i 结合了可视化技术、面向对象技术、数据库技术以及网络技 术等多种先进软件编程技术和思想，并使用了世界上最快的编译器，使 其成为创建功能丰富、界面友好的w i n d o w s 应用软件之一。d e l p h i 的先 进技术体现在它的超快速编译器上。d e l p h i 提供的本机代码编译器将直 接生成程序的原生机器代码，而不是像v b 那样的解释代码。原生机器代 码的执行速度在原理l 将超过解释代码的1 0 至2 0 倍，因此，d e l p h i 的 应用程序将会执行的更快。并且，由于d e l p h i 的编译器采用了诸多的先 进技术，使得其应用程序的执行速度超过了用c 或c + + 编写的应用程序。 另外，d e l p h i 是一个运行在w i n d 0 w s 环境下的可视化应用程序开发 工具软件。它可以使开发者用最少的程序量来得到更高的开发