GIS in mining: a comprehensive review and bibliometric analysis of applications, challenges, and future directions

Simple item page
dc.contributor.authorBatur, M. O.
dc.contributor.authorHovorukha, O. V.
dc.contributor.authorБатур, М. О.
dc.contributor.authorГоворуха, О. В.
dc.date.accessioned2026-09-10T09:07:31Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractMining is inherently spatial, requiring detailed knowledge of geology, topography, hydrology, and infrastructure for informed decision-making across the lifecycle. Geographic Information Systems (GIS) have become essential for managing spatial complexity, integrating multidimensional datasets, and supporting predictive analytics in mining engineering and management. This review adopts a structured approach to synthesize current knowledge on GIS applications across the mining lifecycle, drawing from peer-reviewed journals, conference proceedings, and technical reports published between 2000 and 2025. Literature was systematically analyzed and categorized according to exploration, mine planning, operation and production, environmental monitoring, and post-mining land use. In exploration, GIS facilitates mineral potential mapping by integrating geological, geophysical, and geochemical data with remote sensing imagery, using multi-criteria decision analysis and fuzzy logic to handle uncertainty. During mine planning, GIS supports site selection, pit design, infrastructure layout, and resource estimation, often linked with 3D modeling and specialized mine planning software. In operations, GIS dashboards combined with IoT and SCADA systems enable real-time monitoring of equipment, personnel, and environmental conditions, enhancing production efficiency and safety. GIS also underpins environmental monitoring and post-mining rehabilitation through pollution mapping, tailings dam assessment, land-use suitability analysis, and time-series remote sensing. Despite its versatility, GIS adoption faces challenges, including data availability, integration complexity, computational demands, and skill gaps. Emerging technologies such as AI, machine learning, IoT, cloud-based platforms, and Augmented Reality and Virtual Reality (AR/VR) offer opportunities to overcome these limitations and advance smart, sustainable mining. This review highlights GIS as a transformative tool for optimizing operations, mitigating risks, and supporting environmental stewardship, emphasizing the need for continued innovation, interdisciplinary collaboration, and standardized workflows to fully realize its potential.
dc.description.abstractГірнича справа за своєю природою є просторово орієнтованою, що вимагає детальних знань про геологію, топографію, гідрологію та інфраструктуру для прийняття обґрунтованих рішень на всіх етапах життєвого циклу. Геоінформаційні системи (ГІС) стали ключовим інструментом для управління просторовою складністю, інтеграції багатовимірних наборів даних і підтримки прогнозної аналітики у гірничій інженерії та менеджменті. Цей огляд побудований на системному підході до узагальнення сучасних знань про застосування ГІС на всіх етапах життєвого циклу гірничого виробництва, базуючись на аналізі рецензованих журналів, матеріалів конференцій і технічних звітів, опублікованих у 2000–2025 роках. Література була систематично проаналізована та класифікована за етапами: розвідка, планування родовищ, експлуатація та виробництво, екологічний моніторинг і після гірниче землекористування. На етапі розвідки ГІС сприяє створенню карт мінерального потенціалу шляхом інтеграції геологічних, геофізичних і геохімічних даних із дистанційними знімками, використовуючи методи багатокритеріального аналізу рішень та нечіткої логіки для врахування невизначеності. Під час планування ГІС підтримує вибір ділянки, проектування кар’єру, розташування інфраструктури та оцінку ресурсів, часто у поєднанні з 3D-моделюванням і спеціалізованим програмним забезпеченням для планування. На етапі експлуатації інтегровані ГІС-панелі з системами IoT і SCADA забезпечують моніторинг у реальному часі обладнання, персоналу та стану навколишнього середовища, підвищуючи ефективність виробництва та безпеку. ГІС також є основою екологічного моніторингу та після гірничої рекультивації, зокрема картування забруднення, оцінки стану хвостосховищ, аналізу придатності земель і моніторингу змін за допомогою часових рядів супутникових даних. Попри свою універсальність, впровадження ГІС стикається з низкою викликів – обмеженою доступністю даних, складністю інтеграції, високими обчислювальними вимогами та нестачею кваліфікованих кадрів. Новітні технології, такі як штучний інтелект (AI), машинне навчання, Інтернет речей (IoT), хмарні платформи та AR/VR, відкривають нові можливості для подолання цих обмежень і розвитку розумного, сталого гірничого виробництва. Цей огляд підкреслює, що ГІС є трансформаційним інструментом для оптимізації операцій, зниження ризиків і підтримки екологічної відповідальності, акцентуючи на необхідності подальших інновацій, міждисциплінарної співпраці та стандартизації робочих процесів для повного розкриття її потенціалу.
dc.identifier.citationBatur M. O., Hovorukha O. GIS in mining: a comprehensive review and bibliometric analysis of applications, challenges, and future directions. Geo-Technical Mechanics. 2026. Iss. 176. P. 80-104. DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2026.176.080
dc.identifier.citation Batur, M. O., Hovorukha, O. (2026). GIS in mining: a comprehensive review and bibliometric analysis of applications, challenges, and future directions. Geo-Technical Mechanics, 176, 80-104. doi: https://doi.org/10.15407/geotm2026.176.080
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.15407/geotm2026.176.080
dc.identifier.issn3083-6271
dc.identifier.issn3083-628X
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9284-8858
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0009-0001-8574-8717
dc.identifier.urihttps://dspace.mipolytech.education/handle/mip/3922
dc.language.isoen
dc.publisherІнститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
dc.subjectGIS
dc.subjectmining lifecycle
dc.subjectspatial analysis
dc.subjectremote sensing
dc.subjectsustainable mining
dc.subjectbibliometric analysis
dc.subjectГІС
dc.subjectжиттєвий цикл гірничого виробництва
dc.subjectпросторовий аналіз
dc.subjectдистанційне зондування
dc.subjectсталий розвиток гірничої справи
dc.subjectбібліометричний аналіз
dc.titleGIS in mining: a comprehensive review and bibliometric analysis of applications, challenges, and future directions
dc.title.alternativeГІС у гірничій справі: всеохопний огляд та бібліометричний аналіз застосувань, викликів та напрямів майбутнього
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
GIS in mining a comprehensive review and bibliometric analysis of applications, challenges, and future directions.pdf
Size:
2.9 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download

Collections

Кафедра гірничої справи (ГС)