煤矿精准定位的技术升级对GIS平台带来哪些挑战？

随着煤矿三大系统升级方案的拟定，新年工作计划也该提上日程。升级方案中提出要求煤矿人员定位系统不再以人员分站方式组织，要具备精准定位能力。我们根据人员的精准定位进行扩展，如果井下人员、车辆、安全监控传感器、采煤机、掘进机等等，可以说井下所有设备如果都能做到精准定位，这对于安全监管意义重大。那么对于精准定位的实现来说，地图展现自然是首当其冲。经过这几年公司产品的演进，公司领导对GIS在重点产品的应用尤为关注，探水、融合平台等重点产品更是有意将GIS作为整个生产活动、安全过程管理的核心入口及手段，融合到应用产品中。这对我们GIS平台是一个激动人心的挑战，公司对GIS的需求正逐渐从展示演变到应用分析，要适应公司的快速发展满足产品升级要求，我认为以下几点需要重点考虑。

煤矿精准定位与GIS结合，首先要求GIS平台能提供一套高精、完整、更新及时、且有空间逻辑的基础地图数据。

• 高精：煤矿场景宏大，但对于精准定位的应用，往往只体现在巷道中。工作面相对煤矿整体场景来说是极小的微观组成，却在此集中了煤矿最多比重的人员、钻场、以及安全监控设备，这些是精准定位的核心对象。因此，地测用图1:1000的比例尚不能满足需求，需要比例至少在1:100左右，最好能够无极缩放。
• 完整：基于精准定位要实现多系统融合，煤矿整体的宏观情况必不可少。完整的煤矿地图不光体现在生成规模完整，还应在于地质结构、煤层分布、采空区、陷落柱、积水区等空间要素的完整。
• 更新及时：更新及时自不必说，理论上煤矿有生产工作必须更新矿图。拿着去年的地图定位今天的设备，明显不真实。
• 有空间逻辑：空间逻辑是指在有空间关系的基础上，对巷道、断层、陷落柱、工作面等空间要素经过拓扑检查，最终处理得到的可用于空间判断网络分析的基础地图数据。

其次要有更完善的GIS服务平台

GIServer从.NET平台迁移到Java开发平台是公司战略要求。我们的迁移战略是要优先满足新对接系统，如探水、瓦斯、精准定位。对于新的服务平台，我们要首先具备以下能力：

• 空间数据标准的优化与精简：目前我们草拟的煤矿空间数据标准初具规模，但还不够完善。同时对于其他厂家对接来说，也有一定难度。后续应在标准方面做更多优化，使得与其他厂家对接更方便，这样我们的产品才能用起来。
• 提供基于空间数据标准的满足应用需求的数据服务：注意两个定语，第一是要基于煤矿空间数据标准，第二是要满足应用需求。这个在三维场景中尤为重要，比如三维场景要求能够分煤层显示巷道、工作面、积水区、陷落柱、采空区等地理要素，那么我们的数据服务就要有煤层控制能力，服务是基于标准的，标准中有没有煤层控制属性呢？这就要我们在工作过程中不断去反思，去碰撞，才能形成更完善的标准和产品。
• 提供数据同步校验工具：因为我们的数据是通过对接而来，所以针对对接的数据，一定要做完整性校验，才能入库使用。
• 提供完善的网络分析、空间分析方法：国家对于标准的升级，会带动煤矿监管方式的升级，精准定位首先要定位精准，我们的平台要在基础地图上将设备精准定位在巷道是第一步，对三维来说，巷道的结构已不再是一条线，可能还要把设备定位在巷道中的一个具体位置，这是对精度的要求。这些都要求我们能够在线性参考的基础上加以扩展。另外基于精准定位，针对应急救援或紧急避险，要提供救灾路线逃生路线等，也就要求我们平台要有完善的网络分析和空间分析能力。

最后要具备基于WebGL的三维展现能力

煤矿地质条件复杂，工作场所往往在地下几十米到几百米之间，纵深高达百米。传统的二维展现不能很好满足地层表达要求，只有专注于研究三维技术表达，才能更真实地反映煤矿场景。我们已经在三维表达方面积累了一定能力，但还不够，需要在以下几个方面加强：

• 模型展示优化：模型上显示文字，显示界面要主次分明。不同颜色区分不同巷道，对巷道进行分类：主巷、大巷、运输巷、采空区巷道。展示要能够分层，能够按照煤层进行划分，方便展示单一煤层。
• 模型生成方式优化：现在我们的模型是基于空间数据标准，经过软件建模生成模型文件，再加载到三维场景进行展示。后续我们应重点考虑根据空间数据标准动态生成三维模型，直接加载到三维场景。当然这一定会面临许多问题，比如巷道连接的地方如何处理，数据量偏大时如何处理，如何解决加载数据繁多带来的性能问题等等，但也并非没有解决办法，需要我们不断地探索研究。任何一项伟大的发明，技术的进步，都离不开自身的努力。
• 对接重点产品的应用数据：公司（探水、瓦斯抽采等）AI钻场产品和融合平台是明年重点产品。这两个产品对三维GIS的期望极高。我们的产品既要具备对接两大产品作业数据的展示与管理的能力，也要熟悉业务，参与项目，完成业务系统的应用实现。

以上是本人对新平台的改进建议，针对性的技术实现要靠大家群策群力共同探索，每一个改进建议都有必要作为一个专题进行技术研究。2020年我们任重道远，希望新的一年大家都能统一目标，共同进步！