数字城市和数字矿山材料.doc

第一部分 数字城市一、数字城市定义“数字城市”是集数字化、网络化和信息化等多种高新技术为一体的现代化计算机管理和应用系统，以三维建模技术为依托，结合GIS、RS、GPS、计算机网络及虚拟仿真技术，再现全市的各种资源分布状态，通过各种信息的交流、融合和挖掘，促进城市不同部门、不同层次之间的信息共享、交流和综合，通过政府的组织行为，用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市，使城市建设和发展提高到一个新的水平。进而对城市的所有信息进行整体的综合处理和研究，为各种资源在空间上的优化配置、在时间上的合理利用，宏观、全局地制定城市整体规划和发展战略，减少资源浪费和功能重叠，实现可持续发展提供科学决策的现代化数字平台。二、数字化建设现状21世纪，整个社会的信息化工程日益突显，特别是如何利用现有的基础设施和地理空间数据资源，结合数字城市、电子政务等实现地理空间基础数据与应用信息的结合，更好地为用户及商业活动服务，已成为当前数字信息化工作的重点研究内容。北京、上海、重庆、深圳、广州等多个城市都相继提出了数字城市建设规划的方案，并开始进行试点建设。各地都把建设数字省市作为推进本地区信息化的重大战略措施。但是这些 “数字城市”建设均采用平面地图，无法适应复杂的数字化城市建设需要。三、数字城市核心技术发展与应用前景分析1、国内外技术状况与发展趋势预测分析目前在国内外“数字城市”开发技术都停留在二维GIS开发技术上，如：google等。这些软件的核心技术对地表、地下形状至今仍停留在线框、块体以及面线体建模阶段，难以描述出复杂现实世界。国外发达国家先后开发推出多种仿真软件系统，但只能作为演示动画制作工具。2、技术发展的比较我公司经过十多年的研究终于突破了业界公认的三维实体建模技术难题，率先推出“雕刻法”三维实体建摸技术，真正实现了真三维数字化城市。这与市场上现有的二维产品和演示动画是完全不同的，如google、动画等产品。通过我公司核心技术建立的实体三维模型让用户领略数字世界带来的新奇体验；在逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟城市环境或自然环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉。在这个逼真的环境中您会看到以纯三维的形式展现现实世界的每个地物元素，如建筑物、树木、花草、道路、街道、路灯、民宅、街道、商场等，应有仅有。更神奇的是实体三维模型上每个地物都可以剖切，让您能360旋转查看物体内部的构造，如：可以剖切查看您住宅的格局部署、地下管网信息等。同时结合特大型的现实世界的属性数据库，在数字模型上每个物体的属性特征信息都可以查到，例如：在每个住户的家庭成员、姓名、年龄、房产信息、身份证号码等相关信息都可以查到；同样也可以查到商场、企业、工厂、医院等其它信息。以上这些特性在传统的二维产品或动画演示产品中是无法实现的。四、数字城市应用数字城市的广泛应用，对城市的繁荣稳定及可持续发展都有着巨大的促进和推动作用。以实体三维建模技术为基础，主要应用如下：1城市交通的智能管理与控制；2城市资源的监测与可持续利用；3城市灾害的防治；4. 安全生产监控管理；5城市环境治理与保护；6城市通讯的建设与管理；7城市人口、经济、环境的可持续发展决策制定；8城市生活的网络化和智能化；9虚拟仿真城市；10数字安防；11矿产资源综合管理；12国土资源管理；13五、初步经济效益分析当前，国内的各大城市已开始进入对传统化管理进行大规模信息化、数字化改造时期，对大型实体三维“数字城市”建设需求日益增大。从目前公司进行的市场调查情况来看，绝大部分接受调查的城市都有强烈的建设愿望。全国共有县级以上（包括县级市）城市661座，每个城市平均投资12亿元计算，总投资可达600亿元到1200亿元左右，这是个巨大的市场。六、社会效益分析“数字城市”建设可以整合城市信息资源，以市政管理、社区管理、社会保障、综合治理和公共服务领域为切入点，建立统一受理、指挥调度、监管督察、业绩评价体系，以网络单元为中心实现城市管理的信息化、精细化、标准化和动态化，建立沟通快捷、分工明确、责任到位、反应快速、处置及时、运转高效的城市管理和监督长效机制，最终实现“城市市政环境”、“城市社会环境”、“城市经济环境”的多目标的综合管理和协调发展、从而可以大大提高城市综合管理效率，非常适应当前城市数字化建设的需要。城市数字化建设后提高综合管理效率创造的效益是无法用金钱来衡量的。另外，该系统还可以推进无纸化办公，把城市综合管理技术人员从繁杂的绘图、计算等工作中解脱出来，同时也给初会大众提供了更加方便、更加安全的生活空间。其给社会效益是非常显著的。第一部分 数字矿山一、数字矿山定义数字化矿山建设是一个典型的多学科技术交叉的新领域，它涵盖了矿山企业生产经营的全过程。由于矿山企业普遍具有生产对象（资源）的不确定性、生产过程的动态性、生产环境的恶劣性，因此，数字化矿山既不是GIS概念的简单延伸，也不是一般加工企业ERP概念的简单复制，而是一个包含多者特征的崭新的概念。所谓数字化矿山是采用现代信息技术、数据库技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术，在矿山企业生产活动的三维尺度范围内，对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理，从而将企业的安全生产与经营管理业务流程数字化并加工成新的信息资源，及时准确地提供给各层次的管理者及时掌握动态业务中的一切信息，以做出有利于生产要素组合优化的决策，使企业资源合理配置，从而使企业能够适应瞬息万变的市场经济竞争环境，求得最大的经济效益。二、国内数字矿山建设现状国内大多数矿山都有几十年的开采历史，在近几年数字化矿山建设浪潮中都在不同层次上已经建立了一些面向不同业务或管理需求的计算机系统。例如，在生产过程控制层上建设了工作面生产监测、瓦斯监测、矿压监测、视频监控等自动化系统，在经营管理层建立了许多面向不同业务的应用软件系统，如GIS系统、设备管理系统、物资管理系统、人力资源管理系统、运销管理系统、财务管理系统等。这些系统对于企业的安全生产与经营管理的正常运营起到了一定的支撑作用。但是这些系统建设相对分散、各自为战，系统之间存在信息无法共享、业务流程与管理流程不连贯等问题。如果信息系统与业务流程和管理流程达不到完整统一、系统之间数据传递不一致，往往会形成众多的“信息孤岛”，从而使信息系统无法实现一个真正全面共享的有机体，无法与企业这样一个连续运转的整体协调一致。分散的信息资源势必影响领导决策的效率与准确性，矿山企业对在安全生产中的存在的问题难以得到及时、准确、有效解决。近几年中国矿业与矿业城市（如辽宁阜新、抚顺）遇到了空前的生存与发展困境，出现了矿竭城衰、减产限产、低位运行、大量失业等。矿产资源利用水平不高，全国矿产资源总回收率为3050%，比发达国家低1020%，中国矿山作为一类典型的传统采矿业，已经面临信息技术的挑战和洗礼。三、数字矿山建设方案人类生存的空间是有限的，而生存的过程是无限。如何合理开发与利用有限空间中的有限矿山资源来满足人类社会在无限时间中的可持续发展需求，已成为人类社会的共同主题。采矿业是以自然资源为生产对象的古老产业，绝大多数矿山企业还处在劳动密集性阶段，信息化程度很低。综观历史，采矿业曾受到大大小小技术进步的巨大冲击。如今，数字地球（DigitalEarth,DE）和数字中国（DigitalChina,DC）的钟声，已经和正在惊醒一代采矿人。辽阳聚进科技有限公司以其独特的设计理念设计了和规范了数字化矿山建设标准。辽阳聚进科技有限公司研发的具有自主知识产权的 “三维虚拟采矿系统”（“3DM”）是建设“数字化矿山”的核心技术。三维虚拟采矿系统可在统一的时、空框架下，对多种手段获取的海量、四维矿山信息进行科学有序地组织、管理和维护；三维虚拟采矿系统可贯穿于矿山规划、生产、经营与管理的全过程，保障矿山的科学决策与现代管理；三维虚拟采矿系统可实现矿山生产过程的可视、可控和可调。三维虚拟采矿系统就如同宝马汽车发动机，可实现用户想不到的各种功能，有了它可提升矿山采矿管理水平，可优化采矿设计、实现矿产资源的有利用，提高资源的利用率延长矿山寿命。三维虚拟采矿系统”（“3DM”）在矿体建模理论与实践、地质地形图形处理与剖切、采掘计划编制、采矿工艺管理以及报表生成与查询等方面，取得了令人瞩目的成绩。三维虚拟露天采矿系统不但可实现采矿自动化与智能化，而且还可实现数据资源共享，实现生产、成本等主要经济技术指标进行动态管理。同时三维露天虚拟采矿系统为信息管理系统、安全评价系统、设备智能点检系统、数据采集系统均预留接口。三维虚拟露天采矿系统具有三维地形地表仿真系统、三维实体矿床建模、质量建模、测量模块、地质数据库模块、计划管理模块、计划执行率评估模块、虚拟回放功能、数码刀剖切技术、数字地质探针技术、断层显示功能、任意体积计算功能、钻孔柱状图显示与查询功能、水平分层图解释功能、矿体模型修改功能、质量模型修改功能、中和配矿功能、剖面图解释功能、爆破设计与管理模块、数据导入模块、数据查询模块8个模块39项功能。其独创的三维地形地表仿真系统所采用的数字模型克服了同类软件所采用的线框模型、网格模型、三角网格模型等固有的缺陷，将根据矿床地质体特征，利用采矿学、勘探地质学、计算机图形学、数学地质学、GIS、地质统计学、矿产经济学等边缘交叉学科的原理和方法进行回归分析、趋势面分析，并结合各种地质构造、断层的图形处理技术，利用独创的“雕刻法”建模技术，实现地形地表和采场三维实体仿真。由于该项技术所建立的三维地形地表仿真模型是实体模型，具有无限的扩展空间，可再数字城市、军事等领域应用。该系统所构建的实体模型是一劳永益的即一次建成终身受益，局部发生变化的部位依据测量模块对变化的部位进行修改。真正展现采矿时间与空间分布关系。三维虚拟采矿系统就如同宝马汽车发动机，通过它可以扩展以下子系统。矿山数据具有复杂性、海量性、异质性、不确定性和动态性，多源、多精度、多时相和多尺度特点，为统一管理和共享数据，但国内矿山均处在管理落后，没有实现数据共享，而聚进科技研发的三维虚拟采矿系统与设备智能点检系统、GPS卡调系统、人员定位系统的有机结合真正实现矿山数据共享，它改变矿山传统管理模式，使生产各个环节实现“闭环”管理，使矿山生产数据实现“不落地”，最大限度地排除人为干扰。矿山真正实现信息共享，最大限度地挖掘和发挥矿山数据的潜能和作用，真正实现数字矿山建设。四、数字化矿山建设的社会效益通过弓长岭矿业公司露天铁矿、井下铁矿应用三维虚拟采矿系统对结果看以前，技术人员一般是在上午上采场（或下井），下午回来处理数据，在整理完大量的数据后再进行手工绘图。现在，技术人员在井下测完数据后，直接将数据输入到计算机里，用相关软件一处理，不但工作强度减轻了，而且因为自动化程度高，速度快了，效率上来了，效益也就上来了。过去，技术人员手工绘制一张矿图很费劲，一旦进行修改就会更加麻烦。现在，技术人员所做的不过是在计算机上进行一些数据的修改，新的矿图随之形成。成本降低了，效率提高了。过去，技术人员绘制的矿图只是平面的，没有立体