Digitization of mining maps in the Polish underground hard coal mines

This paper presents a compendious study on methods of vectorization of maps (mining maps in particular). The introduction contains a compiled encyclopedic definition of a map (from Latin mappa = tablecloth) and explains the subject of digitization from the mining geology point of view. The types of mining maps occurring in archives of surveyor-geological divisions of hard coal mines were distinguished and briefly characterized. The methods (manual digitization with a digitizer, manual digitization from the screen, automatic vectorization) and advantages of digitization of mining maps (convenience, easy access to data collected on maps, easy modification and updating of maps) were presented. “Environments” of vectorization were described and compared (with determination what for and where to digitalize, which system should be used and what should be chosen?). The author of this paper made a review of methodologies, in the meaning of the existing, on the domestic market, main GIS (Geographic Information System) and CAD (Computer Aided Design, Computer Assisted Drafting) tools, and indicated the differences between them, their advantages and disadvantages. In the similar way traditional and digital methods of drawing mining maps were compared. The author presented the current level of digitization of documents and briefly described the types of mining maps which are at the mines’ disposal (analog maps, “hybrids” – semi-digital maps, digital maps). It was determined that nowadays the most frequently occurring types of mining maps are the “hybrid” maps, linking together the elements of raster and vector maps. The design of “hybrid” maps often uses connections of several computer programs. The most frequent solution is to combine the Surfer and AutoCAD software, which fulfills the needs of the whole surveyor-geological divisions, i.e. requirements of mining surveyors (AutoCAD) and geologists (Surfer). This combination enables a fusion of scalability (freedom to choose a scale/format) of maps and proper selection of mining-geological details (from the AutoCAD software) with different methods of drawing isolines (from the Surfer software). The paper outlined a method of cooperation of the said software and their advantages and possibilities. It was determined that superposition of several parameters of isolines in one seam on the maps allows to look for an interdependence of changes of different parameters values in the coal seam/deposit. The superposition of maps of one parameter of isolines in several seams allows to search tendencies of changes of the particular parameters` values on depth of the coal seam/deposit. Furthermore, the superposition allows to draw a map of coal types according to the Polish Standard PN–82/G–97002 and observe changes to the borders of the area of occurrence of particular coal type in the deposit. In the conclusion, the author discussed a question whether digitization should comprise only maps or whether one should aim for a comprehensive numerical documentation of the deposit, which will totally eliminate working on documents in their traditional (analog, paper) form.

Artykuł przedstawia zwięzłe studium poświęcone metodom wektoryzacji map (w szczególności map górniczych). Na wstępie zestawiono encyklopedyczną definicję mapy (z łac. mappa = „obrus”) z ujęciem przedmiotu cyfrowania z punktu widzenia geologii górniczej. Wyróżniono i krótko scharakteryzowano rodzaje map górniczych występujących w archiwach działów mierniczo-geologicznych zakładów górniczych wydobywających węgiel kamienny. Przedstawiono metody (digitalizacja ręczna za pomocą digitizera, digitalizacja ręczna z ekranu, digitalizacja automatyczna) i zalety cyfrowania map górniczych (dogodność przechowywania zapisu, łatwy dostęp do zgromadzonych na mapach danych, łatwy sposób ich modyfikacji i uzupełniania). Omówiono i porównano z sobą “środowiska” wektoryzacji (z określeniem po co i w czym cyfrować, jakim systemem się posługiwać, co wybrać?). Dokonano przeglądu warsztatu pracy, w rozumieniu istniejących na krajowym rynku głównych narzędzi GIS (Geographic Information System) i CAD (Computer Aided Design, Computer Assisted Drafting) oraz wskazano różnice, wady i zalety. W analogiczny sposób porównano ze sobą tradycyjną i cyfrową metodę kreślenia map górniczych. Zaprezentowano aktualny stopień cyfryzacji materiałów dokumentacyjnych oraz krótko opisano jakimi rodzajami map górniczych dysponują zakłady górnicze (mapy analogowe, „hybrydy” – mapy półcyfrowe, mapy cyfrowe). Stwierdzono, że najczęściej spotykaną obecnie formą map górniczych są „hybrydy” łączące ze sobą elementy mapy rastrowej i mapy wektorowej. Do konstrukcji map „hybrydowych” nierzadko wykorzystuje się połączenia kilku programów komputerowych. Najczęściej jest to kombinacja programów Surfer i AutoCAD łącząca potrzeby całego działu mierniczo-geologicznego, tj.: wymagania mierniczych górniczych (AutoCAD) i geologów (Surfer). Kombinacja taka pozwala bowiem na zespolenie skalowalności (czyli dowolnego doboru skali/formatu) map i odpowiedniego doboru detali górniczo-geologicznych (z programu AutoCAD) z różnymi metodami kreślenia map izolinii (z programu Surfer). Zwięźle omówiono metodę współdziałania tych programów oraz jej zalety i możliwości. Stwierdzono, że superpozycja map izolinii kilku parametrów w jednym pokładzie umożliwia poszukiwanie współzależności zmian wartości różnych parametrów w pokładzie/złożu węgla. Superpozycja map izolinii jednego parametru w kilku pokładach pozwala natomiast poszukiwać tendencji zmian wartości danego parametru od głębokości zalegania pokładu/złoża węgla. Superpozycja pozwala również na wykreślenie mapy typów węgla wg PN–82/G–97002 i obserwowanie zmian granic obszaru występowania danego typu węgla w złożu. W konkluzji poddano rozważaniom zagadnienie czy cyfryzacja obejmować ma jedynie mapy, czy też należy dążyć do pełnej numerycznej dokumentacji geologicznej złoża, pozwalającej na całkowite wyeliminowanie prac na mapach w ich tradycyjnej (analogowej, papierowej) formie.