空间信息技术在矿区可持续开发与管理中的应用研究

发布时间：2017-04-21 12:10

  本文关键词：空间信息技术在矿区可持续开发与管理中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济的持续稳定高速发展，对矿产资源的消费总量和质量将持续增长和不断提高。但伴随着资源的开发，我国许多矿区在资源开发过程中，存在着一系列日趋严峻的问题，如资源浪费严重、生态环境破坏加剧、安全事故频繁；社会经济发展对矿产资源的需求增加,引起资源的短缺加大,从而影响社会经济的发展；而资源消耗、环境污染后,又使得环境容量降低,从而使资源、环境承载能力降低,导致矿区缓慢发展。因此，矿区可持续开发管理的研究当然就成为地球科学、资源环境科学、管理科学、信息科学等领域研究的前沿和焦点问题。虽然，关于矿区可持续发展和信息系统开发建设的研究成果不少，但目前应用空间信息技术、系统科学、管理科学、经济学等多学科融合来研究矿区可持续开发管理信息服务的成果并不多，且缺乏系统性和实用性。所以，对矿区可持续开发管理信息服务的研究还有待深入和拓展。 论文是在《四川省矿产资源信息化服务模式与机制研究》、《西南地区暗色岩套矿产数据库构建及技术经济评价》、《四川省矿产储量利用调查数据库建设项目》等项目研究成果的基础上，以系统科学、可持续发展理论、系统动力学、管理科学为理论方法，以攀西矿区、山东省龙口矿区等为研究对象，以3S技术为主的空间信息技术为手段，研究矿区可持续开发和管理过程中空间信息服务的技术和方法。研究成果对提高矿区可持续开发管理信息服务水平和能力具有重要的理论和实践意义。同时，为国家、地方政府、矿区企业制定可持续发展规划和产业发展战略提供重要的科学依据。论文的主要研究内容和取得的主要成果如下： （1）分析了矿区可持续开发管理的层次结构，针对矿区可持续开发和管理过程和内容等特点，运用管理信息系统的思想设计了矿区开发管理信息服务的立体概念模型，能够更深入地了解矿区可持续开发管理空间信息服务的内容与对象，能从不同的广度和深度理解矿区可持续发展对空间信息服务的需求，明确信息服务的目标。并对矿区可持续发展的空间特征和空间关系进行了分析，以达到利用空间信息处理与分析功能来提高决策分析能力的目的。 （2）在地理空间信息服务理论的框架下,应用SOA架构和Web Services技术，构建了矿区可持续发展空间信息服务系统的框架，按数据管理、图形管理、矿区可持续开发管理、应用模型设计了系统的功能结构，并较详细地阐述了系统实现的关键技术、方式，以及具体的应用技术方案。为矿区开发多层次、多功能、多用途的可持续发展空间信息服务系统提供帮助。 （3）在讨论了矿区可持续开发管理信息内容、类型与特征的基础上，分析目前的数据整合技术，重点研究了面向服务的矿区数据整合架构。其次，，阐述了数据库建设的工作流程、依据标准，通过需求分析，设计了矿区可持续开发管理数据库系统的结构，说明了数据库系统建设的具体内容。最后，介绍了基于UML和Geodatabase数据库模型构建的方法。研究成果为探索科学、合理地组织矿区海量、异质地理信息数据资源和整合方案提供思路。 （4）以系统科学和产业经济学为理论基础，以信息反馈控制为特点的系统动力学为方法，构建了矿区可持续发展规划决策模型。分别对矿区选择的依赖采掘业与粗加工业、实行产业创新战略两种产业发展模式进行了计算机模拟仿真，对矿区的五种产业园区演变产生的经济成效GDP进行了横向和纵向的比较，对其发展趋势进行了定性和定量分析，并将GIS用于模型的空间数据前处理和模拟结果的空间可视化表达。从而为矿区产业规划和产业结构调控提供依据，为实施可持续发展战略提供决策支持。将系统动力学和GIS整合应用于矿区可持续发展战略规划，丰富和拓展了矿区模拟的研究思路，在矿区规划的空间动态模拟方面建立了一套新的模式和方法。 研究表明：以矿产资源开发和加工为依托，带动相关产业发展的策略是不可持续的，还会导致矿区的经济体系在今后30-35年内突然衰退以至崩溃；通过采矿技术创新来优选矿藏、科学探矿的策略也是不可持续的，只能或多或少延缓该地区经济体系崩溃的时间；通过采矿副产品作为其他产业资源投入的循环经济体系，也不能保证该地区长期可持续发展，因为完全依赖采掘业产出的其他制造加工业不但会随着采掘业的萧条而逐渐丧失资源渠道。即矿区的资源开发是有限的，要尽早做长期发展规划。矿区要可持续发展必须要引入 资源深度加工业‖、 矿业技术咨询与技术服务业‖、 矿区生活服务业和相关制造业‖、 生态业‖等产业，并大力扶持。同时，要推进循环经济建设，重点是进行产业转移、产业结构调整和投资结构调整，使产业链向矿区外延拓。 （5）针对矿区可持续发展的特点和现状，研究了矿区可持续发展水平评价指标体系，介绍了可持续发展水平和发展能力的评价方法，并进行了实证分析。为指导矿区经济发展、生态环境保护、矿产资源开发管理、社会发展提供依据，为矿区的可持续发展和投资提供决策支持。
【关键词】：空间信息技术 矿区 可持续发展 信息服务 GIS
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：F426.1;P624
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-29
• 1.1 选题依据及意义13-16
• 1.1.1 选题的背景13-14
• 1.1.2 研究的作用意义14-15
• 1.1.3 科研项目的支撑15-16
• 1.2 空间信息技术在矿区开发中的应用现状及发展趋势16-24
• 1.2.1 空间信息技术发展概述16-20
• 1.2.2 空间信息技术在矿区开发管理中的研究和应用进展20-24
• 1.2.3 目前研究和应用存在的问题24
• 1.3 论文研究内容与结构框架24-27
• 1.3.1 研究内容24-26
• 1.3.2 研究的技术路线与论文结构26-27
• 1.4 论文主要成果与创新点27-29
• 第2章 矿区可持续开发管理的信息需求与空间分析29-47
• 2.1 矿区可持续发展面临的问题29-36
• 2.1.1 矿区资源开发中存在的问题30-32
• 2.1.2 矿区发展过程带来的环境破坏问题32-34
• 2.1.3 矿区的灾害和生产安全问题34-35
• 2.1.4 矿区发展的经济、产业、社会等问题35-36
• 2.2 矿区可持续开发管理与空间信息服务需求分析36-43
• 2.2.1 矿区可持续开发管理的层次结构36-38
• 2.2.2 矿区可持续开发管理空间信息服务的立体模型38-41
• 2.2.3 矿区可持续发展空间信息服务的目标41-42
• 2.2.4 空间信息技术在矿区可持续开发管理中应用的优势42-43
• 2.3 矿区可持续发展空间特征与空间关系43-47
• 2.3.1 矿区可持续发展的空间特征43-44
• 2.3.2 空间关系在矿区可持续开发管理空间分析中的作用44-47
• 第3章 矿区可持续发展空间信息服务系统研究47-63
• 3.1 SOA 架构与服务式 GIS 技术47-50
• 3.1.1 面向服务的 SOA 架构47-49
• 3.1.2 服务式 GIS 技术49-50
• 3.2 矿区可持续开发管理空间信息服务系统的结构50-53
• 3.2.1 系统的体系结构50-52
• 3.2.2 系统的分层设计52-53
• 3.3 矿区可持续发展空间信息服务系统功能设计53-56
• 3.3.1 数据管理子系统54
• 3.3.2 图形管理子系统54-55
• 3.3.3 矿区可持续开发管理子系统55-56
• 3.3.4 应用模型子系统56
• 3.4 系统实现的方式和关键技术56-63
• 3.4.1 Web service 技术56-58
• 3.4.2 Web service 方式实现矿区空间信息服务58-61
• 3.4.3 元数据技术61-62
• 3.4.4 空间数据库技术62-63
• 第4章 矿区开发管理空间数据整合与建库63-92
• 4.1 矿区可持续开发管理信息的内容与特征63-66
• 4.1.1 矿区开发管理信息的采集内容63-65
• 4.1.2 开发管理信息的类型65
• 4.1.3 矿区开发管理信息的特征65-66
• 4.2 面向服务的数据整合技术66-74
• 4.2.1 基于数据格式的整合技术67-70
• 4.2.2 面向服务的空间地理数据整合架构70-74
• 4.3 矿区可持续开发管理数据库建设流程与内容74-81
• 4.3.1 数据采集及数据库建立工作流程74-75
• 4.3.2 数据分类及编码依据的标准75-76
• 4.3.3 需求分析76-78
• 4.3.4 矿区可持续开发管理数据库系统的构成78-80
• 4.3.5 数据库建设的内容80-81
• 4.4 基于 UML 和 GEODATABASE 的空间数据库模型的建立81-92
• 4.4.1 Geodatabase 空间数据库模型概述82-84
• 4.4.2 基于 UML 的 Geodatabase 数据模型设计方法84-88
• 4.4.3 矿区可持续开发管理数据库的 UML 类图构建88-92
• 第5章 基于 SD 与 GIS 的矿区可持续发展规划决策模型与仿真92-114
• 5.1 系统动力学及其建模方法92-95
• 5.1.1 概述92-94
• 5.1.2 系统动力学的建模过程94-95
• 5.2 矿区可持续发展规划决策模型的建立95-105
• 5.2.1 模型构建的思路和视角95
• 5.2.2 系统动力学与地理信息系统结合的优势95-96
• 5.2.3 系统结构与子系统划分96-98
• 5.2.4 系统的因果关系图98-100
• 5.2.5 系统的结构流程图及主要方程100-105
• 5.3 矿区产业可持续发展规划模型的仿真与发展方案建议105-114
• 5.3.1 系统参数的确定与模型的有效性检验105-106
• 5.3.2 基本仿真（Base Simulation）——现有发展趋势结果及分析106-110
• 5.3.3 优化仿真（Optimization Simulation）——实行产业创新战略的仿真结果及分析110-114
• 第6章 矿区可持续发展水平评价114-133
• 6.1 矿区可持续发展评价的基本理论与思路114-116
• 6.1.1 矿区可持续发展评价的理论概述114-115
• 6.1.2 评价的基本思路115-116
• 6.2 矿区可持续发展评价指标体系构建116-121
• 6.2.1 评价原则116-118
• 6.2.2 矿区可持续发展评价指标体系的建立118-121
• 6.3 确定评价指标的方法121-127
• 6.3.1 确定评价指标权重的方法121-125
• 6.3.2 综合指标处理的方法125-127
• 6.4 基于 DEA 方法的矿区可持续发展能力评价与实证研究127-133
• 6.4.1 基于 DEA 的矿区可持续发展能力评价模型127-129
• 6.4.2 评价指标体系的构建思路129-130
• 6.4.3 实证分析与建议130-133
• 结论133-137
• 致谢137-138
• 参考文献138-147
• 攻读学位期间取得的学术成果147-148

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 钱铭杰;吴静;袁春;王巍;;矿区废弃地复垦为农用地潜力评价方法的比较[J];农业工程学报;2014年06期

2 吴霞;;浅要分析基于地理信息系统的测绘成果档案管理信息系统[J];中华民居(下旬刊);2014年06期

  本文关键词：空间信息技术在矿区可持续开发与管理中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：320314