基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及安全监控技术，为通过全国地图上能够可视化某个尾矿库周边地理信息，设计应急救援方案，演示溃坝效果，本发明专利技术，基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理系统和方法，包括批量数据导入模块，信息动态查询模块，基于ArcGIS尾矿库的周边信息模型构建模块，基于ArcGIS的尾矿库周边信息可视化展示模块，切换尾矿库具体位置详情模块，基于ArcGIS应急救援和逃生路线模块，基于ArcGIS动态展示溃坝效果模块；批量数据导入模块用于：所述基于ArcGIS尾矿库周边信息模型构建模块用于：下载ArcGIS基础地图的底图，通过ArcMap发布地图服务。本发明专利技术主要应用于矿场安全监控场合。

Visualization and Safety Management System and Method of Tailings Reservoir Based on ArcGIS

The present invention relates to safety monitoring technology. In order to visualize the geographic information around a tailings reservoir on the national map, design emergency rescue plan and demonstrate the effect of dam break, the present invention provides a visualization and safety management system and method based on ArcGIS tailings reservoir, including batch data import module, information dynamic query module, and building a model based on ArcGIS tailings reservoir's peripheral information model. Block, based on ArcGIS tailings reservoir peripheral information visualization display module, switching tailings reservoir specific location details module, based on ArcGIS emergency rescue and escape route module, based on ArcGIS dynamic display dam-break effect module; batch data import module for: the construction module based on ArcGIS tailings reservoir peripheral information model for: download the base map of ArcGIS, through ArcMap Publish map service. The invention is mainly applied to the occasion of mine safety monitoring.

【技术实现步骤摘要】
基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理系统和方法
本专利技术涉及互联网
，具体涉及基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理系统和方法。
技术介绍
尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事，容易造成重特大事故。在全国各地分布着很多尾矿库，针对尾矿库(渣)的安全管理，为了预防和减少尾矿库生产安全事故，保障人民群众生命和财产安全。国内外很多针对尾矿库安全管理很多监测系统。如online-SME，Mine-TRs，MAS等尾矿库监测系统，它们包括水位监测，坝体浸润监测，坝体位移监测，渗漏量监测等等通过传感器，超声波位仪，锚索测力计等方式对单个尾矿库进行物理上的监测。但是由于尾矿库废渣都周边人和生物会带有很大的影响，却没有考虑到对尾矿库周边进行详细方案，如尾矿库周边的村庄，医院等进行数据的可视化。ArcGIS是组织创建，管理，共享和分析空间数据的平台。在GIS发展的早期，专业人士主要关注于数据编辑或者集中于应用工程，以及主要把精力花费在创建GIS数据库并构造地理信息和知识。GIS从传统的观念(收集数据集，分析数据，创建地图和分析模型)随着Internet发展，以及编程语言的更新，GIS软件可以在服务器端，web端和移动端进行开发和部署，充分利用ArcGISforJavaScript在web端应用的特点。WebGL由KhronosGroup公开发布，是一个免授权费且跨平台的3D绘图标准，它提供了一个第三方库Three.js，Three.js是一款运行在浏览器中的3D引擎，Three.js图形库除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外，还提供复杂的三维物体以及复杂曲线和曲面绘制函数，光照、材质、相机、渲染器的设置也十分的方便。WebGL和ArcGIS有效结合让尾矿库可视化展示。将ArcGIS与WebGL结合，利用ArcGISforjavaScriptapi等对尾矿库周边地理环境创建模型，模拟尾矿库溃坝过程，设计最优逃生路线算法，分析尾矿库的可视化运行状态。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术旨在通过全国地图上能够可视化某个尾矿库周边地理信息，设计应急救援方案，演示溃坝效果。为此，本专利技术采取的技术方案是，基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理系统，包括批量数据导入模块，信息动态查询模块，基于ArcGIS尾矿库的周边信息模型构建模块，基于ArcGIS的尾矿库周边信息可视化展示模块，切换尾矿库具体位置详情模块，基于ArcGIS应急救援和逃生路线模块，基于ArcGIS动态展示溃坝效果模块；批量数据导入模块用于：尾矿库基本信息导入，企业基本信息导入，以及尾矿库相关信息导入，包括视频，图片和文件的存储；信息动态查询模块用于尾矿库和企业信息动态查询；所述基于ArcGIS尾矿库周边信息模型构建模块用于：下载ArcGIS基础地图的底图，通过ArcMap发布地图服务，通过加载发布的服务来进行离线ArcGIS地图加载；所述切换尾矿库具体位置详情模块用于：根据尾矿库基本信息中的经度和纬度数据，在ArcGIS地图中通过显眼图标在展示在全国地图上每个尾矿库的地理位置，点击图标切换到尾矿库具体位置；所述基于ArcGIS尾矿库周边信息可视化展示模块用于展示学校村庄和道路线网；所述基于ArcGIS动态展示溃坝效果模块用于：在尾矿库的详细位置上通过WebGL加载库的具体模型，同时通过水材质，通过three.js中水流动模拟尾矿库溃坝模型，判断溃坝影响效果，Three.js是一款运行在浏览器中的3D引擎；基于ArcGIS应急救援和逃生路线模块用于：设计实时方案，根据溃坝影响范围和效果，以及ArcGIS中尾矿库周边模型设计和展示，通过道路，仓库，设计出最佳救援信息和逃生线路。基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理方法，步骤如下：批量数据导入：尾矿库基本信息导入，企业基本信息导入，以及尾矿库相关信息导入，包括视频，图片和文件的存储；信息动态查询，进行尾矿库和企业信息动态查询；尾矿库周边信息模型构建：下载ArcGIS基础地图的底图，通过ArcMap发布地图服务，通过加载发布的服务来进行离线ArcGIS地图加载；切换尾矿库具体位置详情：根据尾矿库基本信息中的经度和纬度数据，在ArcGIS地图中通过显眼图标在展示在全国地图上每个尾矿库的地理位置，点击图标切换到尾矿库具体位置；尾矿库周边信息可视化展示模块：展示学校村庄和道路线网；动态展示溃坝效果：在尾矿库的详细位置上通过WebGL加载库的具体模型，同时通过水材质，通过three.js中水流动模拟尾矿库溃坝模型，判断溃坝影响效果，Three.js是一款运行在浏览器中的3D引擎；应急救援和逃生路线设计：设计实时方案，根据溃坝影响范围和效果，以及ArcGIS中尾矿库周边模型设计和展示，通过道路，仓库，设计出最佳救援信息和逃生线路。展示溃坝影响范围和效果、设计出最佳逃生线路涉及空间距离的计算和空间面积计算，具体步骤如下：1)空间距离计算方法：根据经纬度，以及地球半径R，其中Wa，Wb为A、B两给点的经度的弧度制，Ja、Jb为A、B两点的纬度的弧度制，将A、B两点转换成球体三维坐标：xa＝R*cos(wa)*cos(ja)ya＝R*cos(wa)*sin(ja)za＝R*sin(wa)xb＝R*cos(wb)*cos(jb)yb＝R*cos(wb)*sin(jb)zb＝R*sin(wb)求出A、B的三维距离和∠AOB(0为圆心)的余弦AB2＝2R2[1-cos(WA-WB)+cos(WA)*cos(WB)-cos(JA-JB)*cos(WA)*cos(WB)]则最后的距离为：2)空间多变形面积计算方法：根据R3球面面积计算算法：其中Radi为∠Ai-1AiAi+1，R为地球半径，S为该多边形面积，n为多边形的边数；首先需要将点的经维度角度左边转换为弧度坐标，计算方法为：其次计算出∠Ai-1AiAi+1中AiAi+1该经纬度单位向量(Aix，Aiy，Aiz)公式为：Aix＝coslaii*coslongtiiAiy＝coslaii*sinlongtiiAiz＝sinlaii分别Ai-1、Ai+1的单位向量(Ai-1x，Ai-1y，Ai-1z)、(Ai+1x，Ai+1y，Ai+1z)，接着计算出AiAi-1的向量(A1，B1，C1)，向量AiAi+1(A2，B2，C2)依据向量计算出向量AiAi-1和向量AiAi+1的夹角∠Ai-1AiAi+1为继而求出因此能够估算出球面面积为：设计出最佳逃生线路的步骤具体采用迪杰斯特拉算法：1、初始化道路网的无向图连接的n*n矩阵w，w[u，v]表示点u，v之间的长度，初始化源点s，初始化dist数组，dist[s]＝0，其他的点距离设置无穷大；2、找出与源点中距离最小的点u，加入dist数组中，对于每个与u相邻的点v，如果w[u，v]+dist[u]＜dist[v]则将dist[v]更新为w[u，v]+dist[u]，且u为到达点v的最短路径上的前一节点；3、重复步骤2，直到所有dist中包含所有顶点；4、根据三维地图中道路计算公式计算出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理系统，其特征是，包括批量数据导入模块，信息动态查询模块，基于ArcGIS尾矿库的周边信息模型构建模块，基于ArcGIS的尾矿库周边信息可视化展示模块，切换尾矿库具体位置详情模块，基于ArcGIS应急救援和逃生路线模块，基于ArcGIS动态展示溃坝效果模块；批量数据导入模块用于：尾矿库基本信息导入，企业基本信息导入，以及尾矿库相关信息导入，包括视频，图片和文件的存储；信息动态查询模块用于尾矿库和企业信息动态查询；所述基于ArcGIS尾矿库周边信息模型构建模块用于：下载ArcGIS基础地图的底图，通过ArcMap发布地图服务，通过加载发布的服务来进行离线ArcGIS地图加载；所述切换尾矿库具体位置详情模块用于：根据尾矿库基本信息中的经度和纬度数据，在ArcGIS地图中通过显眼图标在展示在全国地图上每个尾矿库的地理位置，点击图标切换到尾矿库具体位置；所述基于ArcGIS尾矿库周边信息可视化展示模块用于展示学校村庄和道路线网；所述基于ArcGIS动态展示溃坝效果模块用于：在尾矿库的详细位置上通过WebGL加载库的具体模型，同时通过水材质，通过three.js中水流动模拟尾矿库溃坝模型，判断溃坝影响效果，Three.js是一款运行在浏览器中的3D引擎；基于ArcGIS应急救援和逃生路线模块用于：设计实时方案，根据溃坝影响范围和效果，以及ArcGIS中尾矿库周边模型设计和展示，通过道路，仓库，设计出最佳救援信息和逃生线路。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理系统，其特征是，包括批量数据导入模块，信息动态查询模块，基于ArcGIS尾矿库的周边信息模型构建模块，基于ArcGIS的尾矿库周边信息可视化展示模块，切换尾矿库具体位置详情模块，基于ArcGIS应急救援和逃生路线模块，基于ArcGIS动态展示溃坝效果模块；批量数据导入模块用于：尾矿库基本信息导入，企业基本信息导入，以及尾矿库相关信息导入，包括视频，图片和文件的存储；信息动态查询模块用于尾矿库和企业信息动态查询；所述基于ArcGIS尾矿库周边信息模型构建模块用于：下载ArcGIS基础地图的底图，通过ArcMap发布地图服务，通过加载发布的服务来进行离线ArcGIS地图加载；所述切换尾矿库具体位置详情模块用于：根据尾矿库基本信息中的经度和纬度数据，在ArcGIS地图中通过显眼图标在展示在全国地图上每个尾矿库的地理位置，点击图标切换到尾矿库具体位置；所述基于ArcGIS尾矿库周边信息可视化展示模块用于展示学校村庄和道路线网；所述基于ArcGIS动态展示溃坝效果模块用于：在尾矿库的详细位置上通过WebGL加载库的具体模型，同时通过水材质，通过three.js中水流动模拟尾矿库溃坝模型，判断溃坝影响效果，Three.js是一款运行在浏览器中的3D引擎；基于ArcGIS应急救援和逃生路线模块用于：设计实时方案，根据溃坝影响范围和效果，以及ArcGIS中尾矿库周边模型设计和展示，通过道路，仓库，设计出最佳救援信息和逃生线路。2.一种基于ArcGIS尾矿库的可视化与安全管理方法，其特征是，步骤如下：批量数据导入：尾矿库基本信息导入，企业基本信息导入，以及尾矿库相关信息导入，包括视频，图片和文件的存储；信息动态查询，进行尾矿库和企业信息动态查询；尾矿库周边信息模型构建：下载ArcGIS基础地图的底图，通过ArcMap发布地图服务，通过加载发布的服务来进行离线ArcGIS地图加载；切换尾矿库具体位置详情：根据尾矿库基本信息中的经度和纬度数据，在ArcGIS地图中通过显眼图标在展示在全国地图上每个尾矿库的地理位置，点击图标切换到尾矿库具体位置；尾矿库周边信息可视化展示模块：展示学校村庄和道路线网；动态展示溃坝效果：在尾矿库的详细位置上通过WebGL加载库的具体模型，同时通过水材质，通过three.js中水流动模拟尾矿库溃坝模型，判断溃坝影响效果，Three.js是一款运行在浏览器中的3D引擎；应急救援和逃生路线设计：设计实时方案，根据溃坝影响范围和效果，以及ArcGIS...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，许林英，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12