從上世紀(jì)80年代以來，GIS經(jīng)過40多年的發(fā)展，地理信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來了蓬勃發(fā)展的階段。但是在不同的行業(yè)間，GIS技術(shù)的應(yīng)用程度又差異巨大，智慧城市領(lǐng)域的國土規(guī)劃、市政設(shè)施管理是兩個最先將GIS技術(shù)融入到政府行業(yè)管理的，TO C領(lǐng)域的百度地圖、高德地圖則早已飛入尋常百姓家，成為公眾出行、生活必不可少的基本工具。

但是在有些事關(guān)民生的行業(yè)，GIS技術(shù)理應(yīng)被廣泛且深入應(yīng)用，但由于種種原因，仍然未被廣泛使用。比如能源行業(yè)中的礦山行業(yè)，在2020年國家提出礦山智能化的新要求以來，這個問題顯得尤其重要且緊迫。

一、路徑共識：“人類活動所產(chǎn)生的信息80%以上與地理空間位置有關(guān)”簡單來講是什么意思？

聯(lián)合國教科文組織的有關(guān)文獻曾表明，人類活動所產(chǎn)生的信息80%以上與地理空間位置有關(guān)，類似信息被廣為傳頌，但是很少有人去思考這句話帶給行業(yè)信息化從業(yè)者的結(jié)論究竟是什么？

今天我們可以把這句話的后半句補充完整：人類活動所產(chǎn)生的信息80%以上與地理空間位置有關(guān)，因此，GIS是組織信息最高效的方式，是信息組織途徑眾多“條條大路通羅馬”中那萬千種選擇里的最短路徑、最優(yōu)路徑，也是綜合數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、社會科學(xué)全面衡量驗證后組織數(shù)據(jù)途徑的“最大公約數(shù)”。

再翻譯得更直白一點兒就是：通過GIS技術(shù)來組織數(shù)據(jù)，能讓更多的人能一看就懂（理解難度?。稽c就透（掌握成本低）。

二、礦山智能化為什么必須且只能走GIS線路？

很不幸的是，礦山行業(yè)作為關(guān)乎能源行業(yè)的根基，理應(yīng)早該在礦山的設(shè)計、生產(chǎn)、監(jiān)管、經(jīng)營過程中將GIS這個工具運用的爐火純青。但殘酷的現(xiàn)實是：在礦山的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，CAD仍然是妥妥的頂梁柱。礦山尤其是井工礦，屬于灰色地理信息系統(tǒng)，其內(nèi)涵不確定，外延確定。

（礦山地質(zhì)保障系統(tǒng)效果圖）

內(nèi)涵不確定是指，在現(xiàn)實世界中那些真實存在，而且其空間形態(tài)等參數(shù)不會發(fā)生變化，但由于探測手段或認(rèn)知缺陷，造成我們并不完全掌握的各類礦體空間數(shù)據(jù)，以及潛在的瓦斯、水文等分布形態(tài)等，因而造成我們的開采過程要面臨不確定災(zāi)害風(fēng)險，我們只能通過開采推進動態(tài)修正地質(zhì)參數(shù)來實現(xiàn)安全生產(chǎn)。外延確定的含義就是要盡量安全的完成礦產(chǎn)開采這個目標(biāo)是明確的?；疑乩硇畔⑾到y(tǒng)帶有一般控制系統(tǒng)自適應(yīng)和動態(tài)調(diào)節(jié)的特征，越是這種空間形態(tài)不確定且需要實時動態(tài)修正的生產(chǎn)系統(tǒng)，越是離不開地理信息系統(tǒng)這個工具的支持。

這個本質(zhì)就決定了礦山智能化，要達成目標(biāo)必須使用GIS這個工具。

(智慧礦山綜合管控一張圖總體架構(gòu))

在礦山智能化的基礎(chǔ)支撐層面，GIS可以作為數(shù)字化、智慧化的“操作系統(tǒng)”和作戰(zhàn)指揮地圖。

在礦山智能化的數(shù)據(jù)平臺層面，GIS具有基于空間整合各類關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的天然優(yōu)勢，便于數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。

在礦山智能化的應(yīng)用平臺層面，GIS能夠作為整個礦山各類數(shù)據(jù)融合展示的圖形底座，能夠支撐礦山開展精準(zhǔn)采掘業(yè)務(wù)地質(zhì)保障，能夠?qū)崿F(xiàn)各種設(shè)備的智能控制。

三、礦山GIS不僅僅是可視化？

很多人把GIS簡單理解為可視化，尤其是三維地理信息系統(tǒng)出現(xiàn)后，很多人把可視化看做GIS，把可視化看成GIS的全部，它們是對等關(guān)系么？

從解決問題“看管控”三個維度看，可視化只是GIS具備的最基礎(chǔ)能力，其核心能力是解決了“容易看”的問題，除此之外，GIS還具備“高效管”、“智能控”的能力。

據(jù)了解，目前市場上常見的實現(xiàn)礦山可視化的三種途徑：組態(tài)軟件、GIS技術(shù)和游戲引擎（u3d、UE）。這3種方式均在一定程度上實現(xiàn)了礦山部分內(nèi)容的可視化。

那么，什么是GIS具有的強大優(yōu)勢但其它實現(xiàn)方式卻不具備的呢？

在此，空間維特耿懷民認(rèn)為，核心在于兩點：空間數(shù)據(jù)管理能力和行業(yè)深入分析、預(yù)測能力。

空間數(shù)據(jù)的管理能力很容易理解，從空間數(shù)據(jù)采集、空間數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)入庫、空間數(shù)據(jù)運維、空間數(shù)據(jù)更新等各方面，GIS是有一整套標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)工具來實現(xiàn)和保障的。而反觀游戲引擎，大部分還停留在數(shù)據(jù)不入庫、數(shù)據(jù)難管理、數(shù)據(jù)更新難等一系列問題，尤其考慮到礦山行業(yè)采掘過程中作業(yè)場景的不斷變化，對數(shù)據(jù)更新的頻率和更新質(zhì)量要求較高，所以在礦山可視化方面還是“里外兩張皮”。

而行業(yè)的分析和預(yù)測能力，則是本輪礦山智能化的核心目標(biāo)，尤其要實現(xiàn)高級智能化，就要做到自主智能化，甚至要到實現(xiàn)無人采礦的程度。行業(yè)分析和預(yù)測能力，一是要有對應(yīng)顆粒度的空間數(shù)據(jù)支持，二是要有各類行業(yè)模型、行業(yè)算法的支持，這些正是GIS這40多年來在各行業(yè)沉淀的核心。比如礦山應(yīng)用中的事故應(yīng)急、避災(zāi)路線規(guī)劃、風(fēng)網(wǎng)解算等，對游戲引擎來說，目前實現(xiàn)起來還有一定難度。

(礦山三維一張圖避災(zāi)路線的自動規(guī)劃)

當(dāng)然，GIS在可視化領(lǐng)域相比游戲引擎也存在短板，GIS平臺渲染引擎的效果與靠場景取勝的游戲引擎還存在一些差距。我們可以看到GIS廠商也在努力彌補這個差距，解決思路是“GIS引擎來算”+“游戲引擎來炫”。比如空間維特自主產(chǎn)權(quán)的“時空GIS云平臺”，借鑒和結(jié)合了游戲引擎UE來提升平臺的高精度渲染問題，同時在“時空GIS云平臺”的基礎(chǔ)上擴展物理引擎能力，使平臺可以具備重力、碰撞、反彈等現(xiàn)實世界的基本物理能力，旨在解決氣體、流體等礦山災(zāi)害模型在巷道內(nèi)的仿真和實時擴展推演問題。

四、礦山GIS一張圖在礦山智能化規(guī)劃中的位置：總抓手和第一入口！

基于圖形化可視化工具的運用，大大降低了作業(yè)的門檻，提升了監(jiān)管的效率，已經(jīng)是不爭的事實。

(礦山智能風(fēng)網(wǎng)解算仿真效果)

礦山在采掘機運通各環(huán)節(jié)中，作業(yè)人員對應(yīng)礦山工作環(huán)境第一認(rèn)知是基于空間位置，就是可視化的。因此，基于礦山GIS一張圖的解決方案，礦山安全業(yè)務(wù)、生產(chǎn)業(yè)務(wù)、經(jīng)營業(yè)務(wù)都基于GIS一張圖來展開，本身就是最合理的選擇。因此，礦山GIS一張圖處于礦山應(yīng)用層解決方案的第一入口：在GIS一張圖上可以看到礦山所有子系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，可以進行所有的生產(chǎn)、安全、經(jīng)營等業(yè)務(wù)的管理及控制。

(礦山地上地下GIS一張圖)

從這個意義上說，礦山GIS一張圖是礦山智能化業(yè)務(wù)的總抓手。

作為智慧礦山解決方案提供商，北京空間維特以自主知識產(chǎn)權(quán)的時空GIS云平臺為基礎(chǔ)，融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生等先進技術(shù)，為礦山綜合管控、地質(zhì)保障、數(shù)據(jù)治理、園區(qū)和經(jīng)營管理提供整體管控解決方案。目前，空間維特GIS一張圖的可視化智慧礦山解決方案已經(jīng)被多家礦山采用，空間維特耿懷民稱：在礦山數(shù)據(jù)綜合管控方面，我們其實可以步子再大一些，直接基于三維礦山GIS一張圖來實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入、業(yè)務(wù)接入和決策支撐。

（本篇圖文為原創(chuàng)文章，首發(fā)于微信公眾號“智慧礦山5G”，轉(zhuǎn)載請注明來源。）