一　采礦空間、空間數(shù)據(jù)、空間信息采礦空間實(shí)體

　　在采礦空間認(rèn)知模型中，空間實(shí)體是有相同屬性描述對象的集合。在G I s軟件工程中，空間實(shí)體是與空間位置有關(guān)、具有一定幾何形態(tài)的各種事物和現(xiàn)象。空間實(shí)體的最根本特征是任何一個(gè)實(shí)體都可按某種空間坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)對其定位、定性、定量以及拓?fù)潢P(guān)系的描述。采礦空間實(shí)體是抽象意義上的采礦生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的事物和現(xiàn)象。采礦空間信息分類就是對實(shí)體的本質(zhì)特征進(jìn)行分類。

　　采礦空間數(shù)據(jù)

　　空間實(shí)體的位置、屬性類型與級別的符號化表達(dá)是空間數(shù)據(jù)，是GIS操作與處理的對象。包含采礦空間定位數(shù)據(jù)與屬性描述數(shù)據(jù)�？臻g定位數(shù)據(jù)表現(xiàn)為空間地理坐標(biāo)系中點(diǎn)、線、面等實(shí)體類型離散化的空間坐標(biāo)或坐標(biāo)序列或用采區(qū)名、巷道編號等基于空間標(biāo)識符來間接實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體的定位。

　　屬性數(shù)據(jù)是空間實(shí)體的定性或定量特征的抽象。根據(jù)定性描述可區(qū)分實(shí)體的類型，通過定量數(shù)據(jù)可辨別同一實(shí)體不同的級別。從地理數(shù)據(jù)層面看，屬性數(shù)據(jù)的定性、定量描述是采礦空間信息分類編碼的依據(jù)。

　　采礦空間信息

　　采礦空間信息的分類編碼碼問題可表達(dá)為一個(gè)三元組（Z，R，s）。其中，x表示空間實(shí)體的結(jié)構(gòu)或語義知識，表示可能分類解的子集；R表示分類的一些規(guī)則，描述空間實(shí)體結(jié)構(gòu)間的關(guān)系；w表示分類的控制策略，代表分類規(guī)則選取的原則與策略。采礦空間信息以數(shù)據(jù)為載體，是對采礦空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的語義解釋。采礦空間信息內(nèi)含四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的特征：位置特征、空間關(guān)系、屬性和時(shí)間特征。位置特征由空間定位數(shù)據(jù)來表達(dá)，并通過對空間坐標(biāo)的分析運(yùn)算得到大部分空間關(guān)系。根據(jù)GIS的理論和技術(shù)，只要表示了空間位置，也就間接表示了空間關(guān)系。屬性特征的一個(gè)重要方面是它規(guī)定了空間實(shí)體的本質(zhì)特征與語義關(guān)系（空間關(guān)系之外的關(guān)系），包括實(shí)體的類型關(guān)系、成分關(guān)系等。這種采礦空間信息的語義內(nèi)涵是采礦空間信息的分類編碼的基本依據(jù)。

　　鑒于，目前GIS軟件還主要在二維平面上模擬、處理現(xiàn)實(shí)世界問題。采礦空間信息的分類編碼應(yīng)著重考慮采礦空間信息語義和屬性信息的分類分級與代碼化，而把空間關(guān)系的表達(dá)與運(yùn)算由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)完成。

　　二　屬性信息的表達(dá)

　　屬性數(shù)據(jù)的多專題屬性決定了一定采礦范圍內(nèi)的采礦空間信息必須用多專題數(shù)據(jù)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(dá)采礦空間。

　　礦山GIS系統(tǒng)之所以應(yīng)關(guān)注采礦空間信息的分類與編碼，是因?yàn)檫@些系統(tǒng)在技術(shù)上主要關(guān)注數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)分層組織、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)集成、分析以及數(shù)據(jù)共享等技術(shù)問題。采礦空間信息分類為GIS數(shù)據(jù)分層提供指導(dǎo)，屬性分類直接關(guān)系到GIS中的數(shù)據(jù)組織。建立現(xiàn)勢性好，精度高和可供共享的采礦空間框架數(shù)據(jù)，是礦山空間信息應(yīng)用系統(tǒng)的共同需求。

　　在GIS中空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)采用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫組織，屬性數(shù)據(jù)一般用關(guān)系型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理。一般而言，一個(gè)二維表與一個(gè)數(shù)據(jù)層相對應(yīng)；每個(gè)記錄與一個(gè)空間實(shí)體對應(yīng)，每個(gè)字段與一個(gè)屬性對應(yīng)，在每一行中相同的字段表示相同的屬性。

　　三　采礦空間信息分類

　　分類對象的形式表達(dá)

　　人們認(rèn)識和研究客觀世界一般有三種方法：邏輯推理法，實(shí)驗(yàn)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。建立模型決不能企圖將客觀世界的所有因素和屬性都包括進(jìn)去，只能根據(jù)系統(tǒng)的目的和要求，抓住本質(zhì)屬性和因素，準(zhǔn)確地描述。

　　采礦空間信息的基礎(chǔ)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�？臻g實(shí)體復(fù)雜空間關(guān)系的模型均依數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)。在文獻(xiàn)中，為了對礦山測量信息進(jìn)行抽象，以井工測量為例，對采礦測量對象進(jìn)行了形式化定義，并證明采礦空間測量信息的空間關(guān)系和邏輯關(guān)系是一種半序關(guān)系，并給出了下列命題。

　　命題：設(shè)x的論域?yàn)榫�下測量對象，t為控制或傳遞關(guān)系<，則（x，t）為半序空間。

　　我們將采礦空間信息的基礎(chǔ)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(chǔ)，包括分類對象的結(jié)構(gòu)、規(guī)則和策略等。

　　分類方法

　　傳統(tǒng)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(gè)屬性或特征，作為分類的劃分基礎(chǔ)，逐次地分成相應(yīng)的若干個(gè)層級的類目，并排成一個(gè)有層次的，逐級展開的分類體系。同位類類目之間是并列關(guān)系；下位類與上位類存在著隸屬關(guān)系；同位類不重復(fù)，不交叉。這利，分類方法層次性好，對應(yīng)數(shù)據(jù)模型中的層次模型，能較好地反映類目之問的邏輯關(guān)系；使用方便，既符合手工處理信息的傳統(tǒng)習(xí)慣，又便于電子計(jì)算機(jī)處理信息。其問題是結(jié)構(gòu)彈性較差，分類結(jié)構(gòu)經(jīng)確定，不易改動；效率較低，當(dāng)分類層次較多時(shí)，代碼位數(shù)較長。

　　面分類法。按分類對象的若干個(gè)屬性或特征視為若干個(gè)“面”，每個(gè)“面”中又可分成許多彼此獨(dú)立的若干個(gè)類目。使用時(shí)，可根據(jù)需要將這些“面”中類目組合在一起，形成一個(gè)復(fù)合類目。這種分類方法有較大彈性，對應(yīng)數(shù)據(jù)模型中的網(wǎng)絡(luò)模型。一個(gè)“面”內(nèi)類目改變，不影響其他“面”；適應(yīng)性強(qiáng)，可視需要組成任何類目；易于添加和修改類目。其問題是不能充分利用容量，可組配的類目很多，但有時(shí)實(shí)際應(yīng)用的類目不多，并且難干手工處理信息。

　　狀態(tài)空間法。鑒于采礦空間信息的復(fù)雜性、應(yīng)用的復(fù)雜性，在上述兩種方法的基礎(chǔ)上，用“狀態(tài)空間法”作為補(bǔ)充完善，以解決傳統(tǒng)方法無法解決而現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中碰到的問題。

　　狀態(tài)空間法是問題求解（problemsolving）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(gè)可能的解空間內(nèi)尋找一個(gè)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(tài)空間法，它通過以狀態(tài)和算符（operator）為基礎(chǔ)來表示和求解問題。

　　狀態(tài)（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(gè)變量Qx稱為狀態(tài)變量。

　　算符（operator）：把問題從一種狀態(tài)變換為另一種狀態(tài)的手段；

　　狀態(tài)空間（state space）：表示該問題的全部可能狀態(tài)及其關(guān)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(shù)據(jù)進(jìn)行組織、建庫，以便于數(shù)據(jù)的集成分析與數(shù)據(jù)共享利用。在礦山信息化界，長期以來未能形成統(tǒng)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(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，提供了個(gè)專題信息的分類方案，但沒有采礦空間信息分類方案，這個(gè)專題方案是否可作為我國制定采礦空間信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)的思路，還有待研究。