GIS 在地质灾害的应用 地理信息系统（ Geographic Information System ，简称 GIS ）是 一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下， 运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的 地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理 信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。 它诞生于 20 世纪 系统已被广泛应用于军事、资源、环境、地质、农林、水利电力、铁路 公路、城乡规划、宏观决策等众多领域，为人类的生产生活带来了诸多 便利。 地理信息系统概述 GIS 与地质 GIS 在地质上也有很多方面的 应用，许多单位用它来绘制地质剖 面图、预测与评价矿产资源、分析 石油地质、监测环境信息、应对自 然灾害等。 GIS 具有强大的空间分析和数 据组织能力。实践证明，将 GIS 应 用于地质学方面，减轻了地质工作 量，提高了地质工作效率，解决了 量，提高了地质工作效率，解决了 地质学的很多难题。为地质学的发 展提供了更为广阔的空间。 矿产资源 预测与评价 石油地质 地质剖面绘图 地质灾害 环境应用 三维数据模型在地质 矿山中的应用 GIS 在地质中 的应用 地质灾害 地质灾害是指因自然因素或者人为活动引发的、危害人民生命和财 产安全的、与地质作用有关的灾害。我国地质灾害种类繁多 , 分布广泛 , 活动频繁 ,

P1 地质灾害监测预警管理 平台按照地质灾害防治业务 工作的调查、 监测、 预警、 治理、处置等业务流程闭 环 管 理 。 利 用 感 知 层 获 取 滑坡 体变形量，通过 4G 无 线组网 传至预警中心， 根 据预警模 型预判， 提前发 现隐患科学 避 险 。 为 “ 人 防 ” 为 主 向 “人防 + 技防”结 合的转变奠 定基础。 地质灾害防治信息化总体架构 P2 P2 信息化助力地质灾害防治”人防“ +” 技防”结合转变 基础地理信息数据 地质灾害物联网监测数据 地质灾害防治 综合数据中心 地质灾害群测群 防系统 地质灾害监测预 警系统 地质灾害综合 防治一张图 人防 技防 地质灾害防治专题数据 P3 建成支持地质灾害防 治的综合数据中心 地质灾害防治数据中心建设了全面的、规范、唯一的地质灾害数据库，包含了 基础地理数据 基础地理数据库、航拍影像数据库、三维倾斜摄影数据库、地质灾害调查数据库、 地质灾害防治专题数据库、专业监测数据库等。 地质灾害防治数据中心 P4 DEM 数 据 影像数据 矢量数据 数字高程模型 倾斜摄影模型 坐标系： CGCS2000 国家大地坐标系 分 辨率：全市 0.5 米影像数据 整合周边影 像和隐患点采集影像数据制作 完整的影 像地图 坐标系： CGCS2000 国家大地坐标系

50 8 煤层自燃 倾向 — 不易自燃 100 0.05 自燃 80 容易自燃 60 9 瓦斯等级 — 低瓦斯 100 0.10 高瓦斯 80 煤与瓦斯突出 60 10 矿井水文地质 条件 — 简单 100 0.10 中等 80 复杂 60 极复杂 40 11 冲击倾向 — 无冲击 100 0.02 弱冲击 80 强冲击 60 12 煤尘爆炸 危险性 — 处不符 合扣 1 分 3 （二）地质保障系统 1.必备指标 （1）具备完善的地质探测技术与装备，地质数据、工程 数据实现数据化存储与应用。 （2）建有地质信息数据库，能够为煤矿其他业务系统提 供地理信息服务。 2.评分指标 按表 1-3-2 评分，满分为 100 分。按照检查存在不符合要 求的项目进行扣分，各小项分数扣完为止。 表 1-3-2 智能地质保障系统评分指标 项目名称 基本要求 器及设备，能最大程度降低人工作业量；地质探测 设备能够进行数据的自动采集、上传与智能分析 现场查验，1 处不符 合扣 4 分 20 能够对井巷工程、回采工作面等的煤系地层的岩性 结构、地质构造、富水性、煤层厚度（含变薄带、 无煤区）、陷落柱、顶底板岩性及顶板离层情况等 地质现象进行精准探测，并形成标准化资料成果 现场查验，1 处不符 合扣 3 分 15 地质模型构建 与应用 （55 分） 地质数据的共享服务：具备地质空间数据库，能够

............ 26 第四章 我国煤矿智能化科技攻关方向与重点任务 ............ 28 （一）信息基础设施向网络综合承载与数据融合应用发展 .... 28 （二）地质保障向精准探测与隐蔽致灾精准防控方向发展 .... 29 （三）掘进系统向数智少人化方向发展 .................... 30 （四）综采智能化向高阶数智开采方向发展 .... 年，工业和信息化部、应急管理部、国家矿山安全监察局等 17 部门 联合发布《“机器人+”应用行动实施方案》，要求推动研制矿山机 器人产品，推进智能采掘、灾害防治、巡检值守、井下救援、智能清 理、无人化运输、地质探测、危险作业等矿山场景应用。2024 年，应 急管理部、工业和信息化部联合印发了《关于加快应急机器人发展的 指导意见》，要求加强煤矿等重点场景安全生产、应急处置机器人研 制与应用，重点研制针 余处。单矿建设方面，形成 了包括采掘机运通、经营管理、井下地面全流程智能化的大型现代化 煤矿智能化建设模式，智能防灾系统优先、其他系统同步建设的灾害 严重煤矿智能化建设模式，以及重实用、求实效的地质条件复杂中小 型煤矿智能化建设模式。矿井群智能化建设方面，神东煤炭集团探索 出矿区整体规划、群矿一体化推进的智能化建设模式。宁夏煤业公司 依托国家能源集团与中国煤炭科工集团煤矿智能化协同创新中心，优

......................................44 3.3 高精度透明化三维动态地质模型和巷道建模...............................................................48 3.3.1 矿井三维地质模型的自动构建................................................. .................................................................................52 3.3.3 高精度透明化三维地质模型的动态生成............................................................53 3.4 面向多部门管理与信息共享应用的管理模型..... ...........................................................................234 5.5.3 煤矿安全生产三维仿真培训与地质构造透明化 3D 环幕显示系统................234 5.5.4 综合布线工程...................................................

立空间规划体系并监督实施，履行全民所 有各类自然资源资产所有者职责，统一调 查和确权登记，建立自然资源有偿使用制 度，负责测绘和地质勘查行业管理等。 P3 2019 年 11 月，自然资源部公布了《自 然 资源部信息化建设总体方案》。 《方案》提出，立足已有基础，统筹整合 土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息 的信息化资源，运用移动互联网、云计算、 大数据、物联网、人工智能等新一代信息 技术，通过完善、优化和创新，建设自然 监管决策、政务服务等业务应用 提供技术支撑。 推进大数据处理服务等云基础服务设施建设，构建统一的分布式数据库资源池和大数据 服务平台，提供统一的数据存储和大数据分析处理服务。 建成覆盖土地、地质矿产、测 绘、海洋等多节点的分布式自然资源云数据中心运行体系。 31 处 P4 分布式 GIS(Distributed GIS) 新 一 代 三 维 GIS (Three Dimension 名胜区 / 自然遗产 / 地 质公园等 遥感测绘数据 基础 地理 /DEM/ 地理国 情 / 遥感影像 地质数据 地质调查／矿山地质环境 ／地质灾害 地理国情普查 地表形 态／地表履盖／重 要地 理国情要素 土地利用现状 土地利 用现 状 ／耕地后 备 资源 ／耕地质量评价 矿产资源 矿产资源量／ 矿产资源潜 力评价／矿 产地 三区三线数据 城镇空间 农业空间 生 态空

制自动化、安全本质化、管理信息化、业务协同化、知识模型化、 决策智能化的目标进行相应的业务模块应用设计，实现煤矿地质 勘探、巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风、排水、供液、供 电、安全防控、经营管理等各业务系统的数据融合与智能联动控 制。 2.生产煤矿智能化建设技术路径 生产煤矿应根据矿井的地质条件、建设基础、建设目标制定 科学合理的智能化升级改造方案，可以按照“基础系统高容量—采 5 掘系 中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，通过大 数据、人工智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集 成，实现基于智能化综合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建煤矿智能化建设技术路径 根据矿井的地质条件与建设目标，按照“基础系统全兼容—业 务系统全关联—装备系统高可靠—数据应用多场景”的思路，在矿 井设计中对煤矿智能化进行专题设计，按照高起点、高标准、高 水平进行智能化煤矿建设，应涵盖信息基础设施、智能化生产系 能联动控制，井 上下各系统实现“监测、控制、管理”的一体化及智能联动控制。 （2）智能地质保障系统 基于“数据驱动”“数字采矿”的理念，将地质数据与工程数据进 行深度融合，采用地质数据推演、地质数据多元复用、地质数据 智能更新等方法，研究建立实时更新的地质与工程数据高精度融 合模型，实现矿井地质信息的透明化。推广智能采掘工作面的随 采智能探测、随掘智能探测与监测的技术装备，鼓励积极研发应

保护修复工程，建设生态海堤，提升抵御台风、风暴潮等海洋灾害能力；实 施地震易发区房屋设施加固工程，提高抗震防灾能力；实施防汛抗旱水利提升工程，完善防洪抗旱工程体系；实施地质灾害综合治理和避险移民搬迁工 程，落实好“十三五”地质灾害避险搬迁任务；实施应急救援中心建设工程，建设若干区域性应急救援中心；实施自然灾害监测预警信息化工程，提高多 灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力；实施自 抗旱 总指 挥部 农业 部 国家 林业 局 国家 森林 防火 指挥 部 整合 职能 职责 消防 管理 职责 应急 管理 职责 震灾 应急 救援 职责 职责 救灾 职责 职责 地质 灾害 防治 相关 职责 水旱 灾害 防治 相关 职责 职责 草原 防火 相关 职责 森林 防火 相关 职责 职责 新职 能 综合 监管 行业 监管 消防 管理 应急 管理 救灾管理 自然灾害防治 （灾害监测预警） 行业背景 方案 02 数据治理需求 汛旱风 森林 火灾 草原 火灾 城市 火灾 安全 生产 监督 管理 监测 预警 指挥 救援 决策 支持 地质 灾害 空间数据 感知数据 业务数据 多媒体数据 人口经济 医疗卫生 交通 教育 社会保障 城乡水务 自然资源 …… 网络需求 感知网 应急通信网 自然灾害 城市安全监测

AR/VR 等技术形成人机混合增强智能。 2021 年 4 月 自然资源部 《智能矿山建设规范》（报批稿 ） 对金属、非金属矿山、煤矿等矿产资源确立了智能矿山建设的一 般原则 ，规定了在地质与测量、矿产资源储量、矿产资源开采、 选矿、资源节约与综合利用、生态环境保护、智能协同管控等方 面实现智能化做了基本要求。 2021 年 6 月 能源局、矿山安 监局 《煤矿智能化建设指南（ 煤矿智能化体系。 体系，实现开拓设计、地质保 障、采掘（剥）、运输、通风、 洗选物流等系统的智能化决策 和自动化协同运行，井下重点 岗位机器人作业，露天煤矿实 现智能连续作业和无人化运输。 2021 年 智能化示范煤矿建设 ：建成 多种类型、不同模式的智能 化示范煤矿 ，初步形成煤矿 开拓设计、地质保障、生产、 安全等主要环节的信息化传 播、自动化运行技术体系， 资料来源：公开资料、亿欧智库 10 1.3.3 新动能：智能化是实现安全、绿色低碳矿山的重要手段 u 矿山一直是安全生产重点行业领域 ，但由于矿山数量众多 ，地质条件和开采技术条件等具有较高复杂性 ，安全管理是矿区管理难题之一。智能 矿山通过灾害预警、事故仿真研究、实时监控等技术和方式 ，大大减少危险隐患。 u 在“双碳” 目标下 ，低碳、绿色成为矿山发展的新动能

AR/VR 等技术形成人机混合增强智能。 2021 年 4 月 自然资源部 《智能矿山建设规范》（报批稿 ） 对金属、非金属矿山、煤矿等矿产资源确立了智能矿山建设的一 般原则 ，规定了在地质与测量、矿产资源储量、矿产资源开采、 选矿、资源节约与综合利用、生态环境保护、智能协同管控等方 面实现智能化做了基本要求。 2021 年 6 月 能源局、矿山安 监局 《煤矿智能化建设指南（ 煤矿智能化体系。 体系，实现开拓设计、地质保 障、采掘（剥）、运输、通风、 洗选物流等系统的智能化决策 和自动化协同运行，井下重点 岗位机器人作业，露天煤矿实 现智能连续作业和无人化运输。 2021 年 智能化示范煤矿建设 ：建成 多种类型、不同模式的智能 化示范煤矿 ，初步形成煤矿 开拓设计、地质保障、生产、 安全等主要环节的信息化传 播、自动化运行技术体系， 资料来源：公开资料、亿欧智库 10 1.3.3 新动能：智能化是实现安全、绿色低碳矿山的重要手段 u 矿山一直是安全生产重点行业领域 ，但由于矿山数量众多 ，地质条件和开采技术条件等具有较高复杂性 ，安全管理是矿区管理难题之一。智能 矿山通过灾害预警、事故仿真研究、实时监控等技术和方式 ，大大减少危险隐患。 u 在“双碳” 目标下 ，低碳、绿色成为矿山发展的新动能