關(guān)于數(shù)字礦山背景下礦山測(cè)量發(fā)展的思考

姜濤

(萊鋼集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司,山東臨沂 276400)

關(guān)于數(shù)字礦山背景下礦山測(cè)量發(fā)展的思考

姜濤

(萊鋼集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司,山東臨沂 276400)

數(shù)字礦山是一個(gè)系統(tǒng)的工程,最終要建立礦山從勘探、設(shè)計(jì)、采礦、充填、選礦、運(yùn)輸?shù)热鞒痰臄?shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),作為數(shù)據(jù)采集的礦山測(cè)量專(zhuān)業(yè)更是首先需要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。本文綜合分析了數(shù)字礦山及其特征的基礎(chǔ)上,歸納了數(shù)字礦山測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)。

數(shù)字礦山 礦山測(cè)量 數(shù)字化 發(fā)展

近年來(lái)，隨著數(shù)字化技術(shù)的普及，現(xiàn)代高新技術(shù)科技為礦山企業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)礦業(yè)正邁向一個(gè)信息化、自動(dòng)化、智能化的發(fā)展領(lǐng)域，使得采礦業(yè)在采礦工藝、生產(chǎn)管理、組織結(jié)構(gòu)、工程決策、防災(zāi)減災(zāi)、災(zāi)害處理、環(huán)境整治等方面發(fā)生了深刻的變革[1]。作為給采礦業(yè)提供空間定位技術(shù)支撐的礦山測(cè)量首當(dāng)其沖的迎來(lái)了新的變革。

1 數(shù)字礦山的特點(diǎn)

“數(shù)字礦山”(簡(jiǎn)寫(xiě)為DM)是一個(gè)科學(xué)、總體的概念，也是一種動(dòng)態(tài)持續(xù)的過(guò)程。它是采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和過(guò)程智能化控制技術(shù)，在礦山企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的范圍內(nèi)，對(duì)礦山設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、集成化和科學(xué)化管理，從而將企業(yè)的安全生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)管理，及時(shí)準(zhǔn)確的提供給各級(jí)管理者，使之掌握動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，做出有利于生產(chǎn)要素組合優(yōu)化的決策，從而使企業(yè)資源合理配置，以求得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

DM集GIS、CAD、MIS和三維可視化于一體，功能覆蓋礦山地質(zhì)、測(cè)量和采礦管理三大專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。專(zhuān)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)在礦山應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的支持下，實(shí)現(xiàn)礦井安全安全生產(chǎn)管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備管理、礦圖管理以及地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算、突發(fā)事件處理輔助決策、三維礦井虛擬等子系統(tǒng)[2]。

DM具有以下五大特征[3]：(1)應(yīng)具備完善的企業(yè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

(2)具備完整的礦業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)及礦業(yè)應(yīng)用模型，數(shù)字礦山的核心就是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、礦業(yè)應(yīng)用模型等核心系統(tǒng)能夠管理著礦山地物的幾何信息、拓?fù)湫畔⒑蛯傩孕畔?，管理著設(shè)計(jì)、礦山工程、生產(chǎn)、決策服務(wù)等重要環(huán)節(jié)，如儲(chǔ)量計(jì)算、礦山開(kāi)采沉陷設(shè)計(jì)、污風(fēng)流向等。(3)以測(cè)量(包括數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、GPS、大地測(cè)量及井下常規(guī)測(cè)量)、遙感技術(shù)為綜合手段來(lái)建立精確、全面的礦山綜合信息數(shù)據(jù)采集與更新系統(tǒng)。(4)以采礦CAD、科學(xué)計(jì)算、仿真、可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)、辦公自動(dòng)化等多技術(shù)高度集成。它不僅能夠?qū)ΦV山井上下的地質(zhì)、地層分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬分析，還可以通過(guò)具體事例提高員工的安全意識(shí)和工作效率。(5)建立完善的礦山GIS系統(tǒng)，MGIS作為現(xiàn)代礦山信息化辦公與決策的公共平臺(tái)，在礦山業(yè)務(wù)的全過(guò)程中起著決定性作用。面向21世紀(jì)DM的MGIS系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)能為采礦業(yè)提供礦山信息組織管理、采礦模擬、空間分析與可視決策支持的真三維GIS系統(tǒng)。

2 數(shù)字礦山對(duì)礦山測(cè)量的挑戰(zhàn)

建立數(shù)字礦山對(duì)礦山測(cè)量來(lái)說(shuō)是很大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，應(yīng)具有前瞻性、時(shí)代性、緊迫性，是測(cè)量學(xué)科和企業(yè)發(fā)展的體現(xiàn)：(1)已經(jīng)突破了在傳統(tǒng)測(cè)繪工程領(lǐng)域技術(shù)，將三維空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化成常規(guī)二維空間問(wèn)題來(lái)進(jìn)行處理的思維方式。(2)現(xiàn)代化數(shù)字礦山的生產(chǎn)管理對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求越來(lái)越高，從數(shù)據(jù)采集到處理信息化技術(shù)的掌握和運(yùn)用上有了更高的要求，告別了必須以紙質(zhì)形式進(jìn)行辦公和管理的模式。(3)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的的普及，使礦山測(cè)繪與生產(chǎn)管理領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到平臺(tái)化階段。(4)測(cè)繪儀器的現(xiàn)代化也使礦山測(cè)量的數(shù)據(jù)收集和處理更注重?cái)?shù)字化。

3 礦山測(cè)量專(zhuān)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)

在數(shù)字礦山的背景下，礦山測(cè)量可以從學(xué)科、應(yīng)用方面進(jìn)行全新的發(fā)展，知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代礦山測(cè)量必須充分利用現(xiàn)代高新科技，不斷拓寬生存空間和應(yīng)用領(lǐng)域，服務(wù)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[4]。郭達(dá)志教授提出“礦山空間信息工程”作為新形勢(shì)下礦山測(cè)繪研究的發(fā)展方向，數(shù)字礦區(qū)的建立無(wú)疑可為礦山測(cè)量學(xué)科的發(fā)展提供平臺(tái)，使其在更高層次上展現(xiàn)出礦山測(cè)量學(xué)科所具有的優(yōu)勢(shì)。

3.1 現(xiàn)代高新科技在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

結(jié)合數(shù)字礦區(qū)建立的要求，特別是突出現(xiàn)代高分辨率衛(wèi)星遙感、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等技術(shù)，這些現(xiàn)代高新科技通過(guò)多種渠道應(yīng)用到礦山測(cè)量中來(lái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科發(fā)展，也為數(shù)字礦區(qū)的建立奠定基礎(chǔ)。

3.2 多個(gè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)部門(mén)的有機(jī)結(jié)合

在現(xiàn)行運(yùn)營(yíng)模式下，礦山測(cè)量的主要服務(wù)對(duì)象是礦山，且城市、區(qū)域的多源信息由不同部門(mén)管理，缺乏共享與互用，而數(shù)字礦區(qū)的建立要求礦山測(cè)量信息與區(qū)域其他有用信息有機(jī)結(jié)合，因此，建立完善的信息共享、更新及應(yīng)用體系，是組建數(shù)字礦區(qū)的基礎(chǔ)。

3.3 拓寬生存空間與應(yīng)用領(lǐng)域

傳統(tǒng)的礦山測(cè)量局限于服務(wù)礦山，是礦山生產(chǎn)的一項(xiàng)附屬工作，發(fā)展前景局限，極大地影響了專(zhuān)業(yè)的進(jìn)步，數(shù)字礦區(qū)的建立，使礦山測(cè)量的生存空間得到極大地拓寬，從單純面向礦山的應(yīng)用拓寬到服務(wù)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展上以及礦山測(cè)量信息共享與多領(lǐng)域應(yīng)用。

3.4 礦山測(cè)量的自動(dòng)化

數(shù)字礦區(qū)的建立要求礦山測(cè)量實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、自動(dòng)化、數(shù)字化，與飛速發(fā)展的現(xiàn)代測(cè)繪科技和空間技術(shù)相比，礦山測(cè)量的自動(dòng)化程度明顯滯后，在建立數(shù)字礦區(qū)的工程中，可以實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量信息的自動(dòng)獲取、自動(dòng)處理、可視化多媒體表達(dá)、智能分析與應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量工作的全面信息化。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，并還將進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)字礦山是新一代礦山企業(yè)的必經(jīng)之路，只有對(duì)傳統(tǒng)的采礦業(yè)在采礦工藝、生產(chǎn)管理、組織結(jié)構(gòu)、工程決策等方面進(jìn)行調(diào)整，才會(huì)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，尤其是提供空間定位平臺(tái)的礦山測(cè)量專(zhuān)業(yè)更應(yīng)率先完成轉(zhuǎn)變，從而為數(shù)字礦山的建設(shè)和推廣打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

[1]吳立新.數(shù)字地球、數(shù)字中國(guó)與數(shù)字礦區(qū)[J].礦山測(cè)量,2000(1):6-9.

[2]王李管,曾慶田,賈明濤.數(shù)字礦山整體實(shí)施方案及其關(guān)鍵技術(shù)[J].采礦技術(shù),2006(3).

[3]吳立新,等.三維地學(xué)模擬與虛擬礦山系統(tǒng)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2001,3(1).

[4]杜培軍.對(duì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代礦山測(cè)量發(fā)展的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].地礦測(cè)繪,2000(2).

姜濤(1986-),男,2008年畢業(yè)于山東科技大學(xué)測(cè)繪工程專(zhuān)業(yè)，助理工程師,從事井下礦山測(cè)量管理工作。