采礦空間信息分類編碼

　　采礦空間信息分類編碼

　　摘要：面向采礦空間的信息分類編碼是在概念水平上解決采礦空間信息分層組織與屬性數據庫設計的重要方法。

　　本文從采礦空間、數據與信息概念出發，探討采礦空間信息分類編碼對象的本質;設計了采礦空間信息分類對象的形式表達模型，提出了采礦空間信息分類的狀態空間法思想;并對采礦空間信息分類編碼尚待進一步研究的問題進行了分析。

　　關鍵詞：采礦空間信息;分類;狀態空間法;編碼方法

　　一、采礦空間、空間數據、空間信息采礦空間實體

　　在采礦空間認知模型中，空間實體是有相同屬性描述對象的集合。

　　在GIs軟件工程中，空間實體是與空間位置有關、具有一定幾何形態的各種事物和現象。

　　空間實體的最根本特征是任何一個實體都可按某種空間坐標進行數字化表達，并實現對其定位、定性、定量以及拓撲關系的描述。

　　采礦空間實體是抽象意義上的采礦生產管理系統中的事物和現象。

　　采礦空間信息分類就是對實體的本質特征進行分類。

　　1、采礦空間數據。

　　空間實體的位置、屬性類型與級別的符號化表達是空間數據，是GIS操作與處理的對象。

　　包含采礦空間定位數據與屬性描述數據。

　　空間定位數據表現為空間地理坐標系中點、線、面等實體類型離散化的空間坐標或坐標序列或用采區名、巷道編號等基于空間標識符來間接實現空間實體的定位。

　　2、采礦空間信息。

　　采礦空間信息的分類編碼碼問題可表達為一個三元組(Z，R，s)。

　　其中，x表示空間實體的結構或語義知識，表示可能分類解的子集;R表示分類的一些規則，描述空間實體結構間的關系;w表示分類的控制策略，代表分類規則選取的原則與策略。

　　采礦空間信息以數據為載體，是對采礦空間數據與屬性數據的語義解釋。

　　采礦空間信息內含四個相互關聯的特征：位置特征、空間關系、屬性和時間特征。

　　位置特征由空間定位數據來表達，并通過對空間坐標的分析運算得到大部分空間關系。

　　二、屬性信息的表達

　　屬性數據的多專題屬性決定了一定采礦范圍內的采礦空間信息必須用多專題數據層的組合來表示，用地形層、地層、開拓層、煤層等才能較完整地表達采礦空間。

　　礦山GIS系統之所以應關注采礦空間信息的分類與編碼，是因為這些系統在技術上主要關注數據的采集、數據分層組織、數據精度、數據量、數據存貯、數據集成、分析以及數據共享等技術問題。

　　采礦空間信息分類為GIS數據分層提供指導，屬性分類直接關系到GIS中的數據組織。

　　建立現勢性好，精度高和可供共享的采礦空間框架數據，是礦山空間信息應用系統的共同需求。

　　三、采礦空間信息分類

　　1、分類對象的形式表達。

　　人們認識和研究客觀世界一般有三種方法：邏輯推理法，實驗法和模型法。

　　模型法是我們了解和探索客觀世界最方便、最有效的方法。

　　建立模型絕不能企圖將客觀世界的所有因素和屬性都包括進去，只能根據系統的目的和要求，抓住本質屬性和因素，準確地描述。

　　采礦空間信息的基礎是礦山測量信息，因此，礦山測量信息的分類問題解決了，“采礦空間信息分類與編碼”的主要問題就解決了。

　　空間實體復雜空間關系的模型均依數學理論為基礎。

　　在文獻中，為了對礦山測量信息進行抽象，以井工測量為例，對采礦測量對象進行了形式化定義，并證明采礦空間測量信息的空間關系和邏輯關系是一種半序關系，并給出了下列命題。

　　命題：設x的論域為井下測量對象，t為控制或傳遞關系<，則(x，t)為半序空間。

　　我們將采礦空間信息的基礎空間信息分類問題抽象為分析或求解問題(x，t，s)，則可將上述命題作為采礦空間信息分類問題(x，t，s)的理論基礎，包括分類對象的結構、規則和策略等。

　　2、分類方法。

　　傳統的信息分類的基本方法有兩種：線分類法(也稱為層級分類法)和面分類法。

　　線分類法。

　　將分類對象按所選定的若干個屬性或特征，作為分類的劃分基礎，逐次地分成相應的若干個層級的類目，并排成一個有層次的，逐級展開的分類體系。

　　同位類類目之間是并列關系;下位類與上位類存在著隸屬關系;同位類不重復，不交叉。

　　這利，分類方法層次性好，對應數據模型中的層次模型，能較好地反映類目之問的邏輯關系;使用方便，既符合手工處理信息的傳統習慣，又便于電子計算機處理信息。

　　其問題是結構彈性較差，分類結構經確定，不易改動;效率較低，當分類層次較多時，代碼位數較長。

　　狀態空間法。

　　鑒于采礦空間信息的復雜性、應用的復雜性，在上述兩種方法的基礎上，用“狀態空間法”作為補充完善，以解決傳統方法無法解決而現實應用中碰到的問題。

　　狀態空間法是問題求解(problem solving)問題，許多問題求解方法采用試探搜索方法。

　　也就是說，這些方法是通過在某個可能的解空間內尋找一個解來求解問題。

　　這種基于解答空間的問題表示和求解方法就是狀態空間法，它通過以狀態和算符(operator)為基礎來表示和求解問題。

　　狀態(srate)：描述某類不同事物間的差別而引入的一組最少變量的有序集合，Q中的每個變量Qx稱為狀態變量。

　　算符(operator)：把問題從一種狀態變換為另一種狀態的手段;狀態空間(state space)：表示該問題的全部可能狀態及其關系圖。

　　問題與討論采礦空間信息分類編碼的目的是用于對采礦數據進行組織、建庫，以便于數據的集成分析與數據共享利用。

　　在礦山信息化界，長期以來未能形成統一的采礦空間信息分類編碼體系，有客觀與主觀上的原因。

　　ISO/TC211在制定元數據標準時，提供了個專題信息的分類方案，但沒有采礦空間信息分類方案，這個專題方案是否可作為我國制定采礦空間信息分類編碼標準的思路，還有待研究。

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