矿井水文动态监测信息可视化系统实验报告

在前期建设的基础上，对水情变化的可视化工作也进行了部分探索工作，但由于在具 体硬件与实际实施条件的限制，研究工作有待进一步深入进行，进行水文动态监测信息可 视化。本次实验将在数据采集的基础上，根据水情的实际情况，研究并开发集水文、巷道、 井筒、矿井系统、生产工作面等相关信息于一体的集成三维可视化管理信息系统，从而在 宏观与微观上达到对相关信息进行快速获取与快速决策的目的，为数字化、信息化矿井的 建设提供技术支持，具有重大的社会效益和经济效益。 3 系统分析
5 系统实现及功能 系统主界面：
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a) 文件管理：打开、添加（添加图层、添加数据）、退出
点击“添加数据”，在弹出的窗口内完成选择文件、数据表导入及表结构映射设置。
b) 视图控制：工具栏、图层视图、状态栏 c) 地图控制：平移、放大、缩小、漫游、飞行
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d) 地图查询：点查询、属性查询 、属性结果信息点击“属性查询”，在弹出的窗口内 完成图层的选择、确定要查询的字段、设置要查询的字段要求。
数据结构：（HeleInfo、MineWarnLevelInfo、MonitorInfo 表之间通过字段
SimID 进行连接。） 表名
意义
主码
HeleInfo MineWarnLevelInfo MonitorInfo UserInfo
钻孔信息数据 主要警报水位数据 水位监控数据 用户登录数据
SimID SimID ID UserID
矿井水文动态监测信息系统的系统数据库应该包括如下数据类型： ① 主要警报水位数据（部分监控点的警报水位数据）：矿井编号、矿井名
称、矿井预警水位；
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② 钻孔信息数据（对钻孔信息数据进行增删改查等管理）：矿井编号、矿 井名称、斜率、线长(传感器的长度)、孔口标高、钻孔深度、含水层名
称、初始水位标高、探头在水下的深度、采样间隔、传感器的斜率参数、
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4.2.3 过程设计 1) 文件管理功能 包括：三维场景数据添加、矿井水位检测数据导入。
2) 视图控制功能包括图像的放大、缩小、平移、漫游、飞行等功能。这些 功能在系统实 施的时候有自带的控件，所以不用编写代码，直接使用软件自带控件形 成的对应图标。
3) 地图查询功能包括点查询、属性信息查询、属性查询结果。此功能是在文 件管理阶段， 添加文件之后才能够实现的，所以流程中默认已实现文件数据添加功能。
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能够熟练的应用 ArcGIS 的组件式开发技术和可视化集成开发环境进行软件系统的设计 和开发，并能将其应用在具体的矿山水文监测中。 2 实验背景及意义
某些矿山在先期水文动态监测系统的建设上已经对水文相关参数的监测进行了较好 的实施，并取得了很好的水文数据采集效果，通过相关监测点建设，数据获取效率获得了 本质提高，并在某种程度上实现了数据报表等方面的自动化工作。
3.2 数据需求分析 ① 三维场景数据：矿井的三维数据 ② 水文监测数据：监测点的数据
3.3 技术可行性分析 ① AE 的组件式开发技术 ② access 数据库 ③ ARCGIS 软件了解 ④ 矿井相关知识了解
4 系统设计 4.1 总体设计 4.1.1 功能设计矿井水文监测管理系统功能主要分为：文件管理功能、视图控 制功能、地 图查询功能、空间分析功能、钻孔管理功能。下面从各个功能模块分类延伸。 ① 文件管理功能：三维场景文件打开、数据文件添加、矿井水检测数据导入 ② 视图控制功能：三维模型显示、成果图显示、地图基本操作 ③ 地图查询功能：点击查询、属性表查询、属性条件查询 ④ 空间分析功能：矿井水位预警、出水点报表 ⑤ 钻孔管理功能：钻孔信息查询、添加钻孔信息、删除钻孔信息
我们根据提供的视频内容，完成了矿井水文动态监测信息可视化系统的构建与开发，
依据某矿山构建好的三维场景模型和水文监测数据，实现了该系统的各项功能。
我们的系统具备地图属性查询、三维地图控制、空间分析、数据输出等功能，满
足有关矿井水文信息的集成化、三维可视化的要求。
7 建议及体会
建议：此次试验所要实现的系统功能都是基于三维场景数据的，我们 没有学习过这方面的知识，之前只学过 AE 二维方面的开发。所以做起 来比较困难，所以希望老师以后可以给一些学习资料，方便我们自 己钻 研。
基于 GIS 的矿井水文动态监测信息可视化系统是实现水文信息网络化的重要步骤，是 为了满足煤矿生产中各级部门对水文监测数据查询和监测的需要。该信息系统不仅具有一般 信息系统的特点，还具有其自身的特点：
（1） 用户主要是煤矿生产企业管理单位的人员。矿井水文信息可视化系统属于专业性 强的系统，主要是面向煤矿生产企业单位的工作人员。为了方便用户的日常维护管理工 作，系统对于监测信息的分析统计功能、实时性和准确性要求较高。（2） 管理内容丰 富，信息量大。矿井水文的图形数据量大，数据庞杂，除了观测孔监测到的水文信息各属 性数据外，还有矿井生产企业管理部门日常工作相关的数据。另外，还有对出水点的报表 信息以及水位警报信息等。数据库信息的建立至关重要。 3.1 功能需求分析 对于功能需求分析，包括以下几个方面：场景显示与控制、空间分析、数据查询、数据的 输入与输出。
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g) 数据输出：输出图片、打印、输出视频
h) 系统管理：用户管理、系统参数
i) 帮助：帮助、关于矿井水文动态监测信息系统
6 小结
本次实验主要从四个方向展开，包括系统的分析与设计；在.net 平台中结合
ArcEngine 开发包进行界面的设计与开发；根据设计好的数据库进行数据库的连接；
相关功能的具体实现（三维场景的显示、浏览、信息查询、水文分析、数据输出等）。
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4) 空间分析功能主要功能是输出出水点警报图表，由之前输入的数据，分 析得到超过警 戒水位的监测点，然后由监测点的水位数据得到警报水位图表。
5) 钻孔管理功能包括钻孔信息查询 和添加功能。 钻孔查询：点击钻孔编号可以实现主窗口该钻孔高亮，在属性表中添加 钻孔，可以在主窗口中同步显示。89
6) 输入输出功能本系统中作用到的输入数据有图形文件数据和表文件数 据，输出数据有 图表文件数据、图形文件数据、表文件数据，所以以在系统实施时按照 输入输出文件格式添加相应的接口方法。
心得体会：实验就是理论与实践相结合，将课堂上学过的东西运用到 实践中。但 是更多的是自主学习，特别是本次试验的内容关于三维的知 识并没有系统学习过。通过这次试验，我们感觉到收获颇丰：第一，我 们通过独立思考完成试验，加强了实际 工程分析能力和动手能力；第 二，我们小组统一思想，群策群力发挥团队作用，充分 发挥每个人各方 面的特长，培养了团队精神；第三，通过本次实验我们查阅了大量的 资 料，认真总结和学习了课上所学的知识，巩固了本学科的基础知识，了 解到很多系统
传感器初始读值、矿井编号；
③ 水位监测数据（实现数据的主要警报水位数据输入，将水位数据实时输
入系统，实现水位的实施监控）：矿井编号、矿井名称、采样时问、温
度、水位标高、电池电压、水压。
④ 用户登录数据（实现系统的保密性，只有有权限的用户才能登录系统，
查看监测点的水位信息。）：用户名、密码。
4.2 详细设计 4.2.1 接口设计 1) 用户接口：用户通过界面接口输入相应的数据进入相应的界面，然后根据
需要使用相应的功能完成相应的任务。
2) 内部接口： 顶层模块 数据模块
界面模块
二级模块 数据操作模块 用户操作模块 界面模块 缓冲区模块
接口 数据集中使用查询语句 对应数据库相关表操作 生成结果 批处理
3) 软件接口：本系统程序所使用的数据库来源于 Access 数据库， DBC （databaseconnection）实现数据库和程序的链接。
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实施设计的行业规范，编程能力有所提高。 8 参考文献
[1] 黎华,李存荣,吴] 李鑫,秋兴国.基于 WebGIS 的矿井水文监测信息发布系统. [3] 张金存,董咏梅,狄成斌,郭宝红. 地下水位自动监测系统在水资源管理中的应用. [4] 李鑫.矿井水文监测数据可视化网络发布系统研究.
4.2.2 界面设计用户界面设计原则：界面直观，对用户透明即用户接触软件后对界
面上对应的功能一目了然。 界面一致性：在系统界面设计中应保持界面的一 致性，包括显示信息一致标准和布局合理化原则两点。
美观合理的界面设计可以使用户有更好的体验，本系统在遵循界面设计 原则的基础上设计界面：
登录界面、主界面、数据加载界面、属性信息查询界面、点查询界面、 出水点警报信息界面、出水点图表输出界面、出水点报表界面、钻孔信息管理 界面。
学 号： 01214********
学生实验报告
题目 课程 学院 专业 班级 姓名 指导教师
矿井水文动态监测信息可视化系统 矿山 GIS
资源与环境工程学院
地理信息 地理 1401
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2017 年 6 月 14 日
矿井水文动态监测信息可视化系统
1 实验目的 通过一个矿山水文动态监测系统的构建，了解矿山 GIS 软件工程的基本原理和方法；
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总体功能设计图：
4.1.2 数据库设计 信息系统的很大部分工作是存储、管理和检索大量的数据，使用户能够方
便和有效地访问系统中的数据。因此，高效的数据库结构其能使整个系统迅
速、方便、准确为用户提供所需的数据。
本次项目所涉及的数据库是用于动态监测水位的，主要包括水位监控数据，
用户登录数据，钻孔信息数据，主要警报水位数据。
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① 场景显示与控制：该功能主要为添加三维数据后的显示界面，以及对图像进行平 移、放大、缩小等操作，完成对场景的显示与设计。
② 空间分析：该功能主要为矿井出现水位预警的钻孔信息查询，以及出水点报表信 息的统计的显示，绘制出相应的折线图以供工作人员查看。
③ 数据的输入与输出：该功能主要实现三维数据的加载、表格信息的导入，以及出 水点报表等信息的输出。
完成后可点击“属性结果查询”来查看需要查询的基本信息。