淺談測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的數(shù)字測(cè)量技術(shù)取得了迅猛的發(fā)展，以數(shù)字測(cè)繪、全球定位系統(tǒng)、遙感和地理信息系統(tǒng)為代表的測(cè)繪新技術(shù)體系已經(jīng)建立，新型測(cè)繪儀器迅速出現(xiàn)與普及，使礦山測(cè)量從理論到實(shí)踐發(fā)生了根本性變化。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪新技術(shù)；礦山測(cè)量；應(yīng)用

礦山測(cè)量服務(wù)于礦山勘探、設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段。隨著建設(shè)工程的不斷增多，對(duì)礦山測(cè)量不斷提出新的任務(wù)、新的課題和新的要求。隨著GPS技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)于完成地物、地貌平面位置確定的工作相對(duì)傳統(tǒng)的礦山測(cè)量設(shè)備技術(shù)來說，無論是在速度還是質(zhì)量上來說都有了質(zhì)的飛躍。在井下礦山測(cè)量中，使用全站儀不僅可以減少部分外界因素影響，提高精度，而且還大大減少了測(cè)量工作人員腦力和體力勞動(dòng)，提高了測(cè)量工作效率。為此礦山測(cè)量必須將先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)同實(shí)際工作、具體特點(diǎn)相結(jié)合，為礦山測(cè)量服務(wù)。

1 全站儀及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

“全站儀”全稱為“全站型電子速測(cè)儀”通常又稱為“電子全站儀”或“電子速測(cè)儀”。它是把測(cè)距、測(cè)角和微處理機(jī)等部分結(jié)合起來形成一體能夠自動(dòng)控制測(cè)距、測(cè)角、自動(dòng)計(jì)算水平距離、高差、坐標(biāo)增量等的測(cè)繪儀器，同時(shí)可自動(dòng)顯示、記錄、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)輸出，全站儀又因其實(shí)現(xiàn)了測(cè)距的發(fā)射軸、接收軸與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸三軸共軸的結(jié)構(gòu)，更適合于對(duì)移動(dòng)目標(biāo)及空間點(diǎn)的測(cè)量，內(nèi)部有極其豐富的測(cè)量軟件，將其運(yùn)用到礦山測(cè)量中能有效簡(jiǎn)化測(cè)量程序，提高測(cè)量工作效率和精度。

全站儀由于兼具有經(jīng)緯儀和測(cè)距儀的優(yōu)點(diǎn)且以數(shù)字形式提供測(cè)量成果、操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可通過電子手簿與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊等優(yōu)點(diǎn)使其在煤礦測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。礦區(qū)地面控制測(cè)量、地形測(cè)量、工程測(cè)量均可利用全站儀進(jìn)行，聯(lián)系測(cè)量、井下測(cè)量工作也可用全站儀進(jìn)行。以全站儀為代表的智能化、數(shù)字化儀器是礦山測(cè)量?jī)x器今后的發(fā)展方向之一?；谌緝x和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)可建立煤礦三維數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、處理的煤礦測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的手簿記錄、手工錄入、繁瑣計(jì)算等大量的重復(fù)性的工作。此外，全站儀在煤礦地表移動(dòng)監(jiān)測(cè)、礦區(qū)土地復(fù)墾工程實(shí)施、露天及井下煤礦生產(chǎn)與建設(shè)等方面也都得到應(yīng)用，各大礦的測(cè)量機(jī)構(gòu)正在以全站儀取代傳統(tǒng)的儀器進(jìn)行日常的測(cè)量工作。

2 “3S”技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 “3S”技術(shù)概念

“3S”技術(shù)是全球定位系統(tǒng)（Global positioning system，GPS）、地理信息系統(tǒng)（Geographicinformation system，GIS）和遙感（Remote Sensing，RS）的統(tǒng)稱。其所具有的空間信息獲取、存貯管理、更新和分析功能在諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?！?S”技術(shù)各有特色，單獨(dú)使用時(shí)又各有不足，但三者的結(jié)合與集成可以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)且彌補(bǔ)不足?！?S”技術(shù)應(yīng)用范圍遍布于資源、環(huán)境、地質(zhì)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、土地利用管理等領(lǐng)域，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.2 “3S”技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

礦山測(cè)量中，GPS定位技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于礦區(qū)控制網(wǎng)的建立，礦區(qū)大面積沉陷監(jiān)測(cè)，建筑物及井簡(jiǎn)變形監(jiān)測(cè)，露天礦邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，露天礦車輛實(shí)時(shí)調(diào)度等方面。RS技術(shù)在礦山資源環(huán)境的應(yīng)用主要包括礦產(chǎn)資源遙感勘探調(diào)查，礦產(chǎn)資源開發(fā)開采與利用遙感監(jiān)測(cè)，礦區(qū)地表及生態(tài)變化監(jiān)測(cè)、礦區(qū)塌陷地土地信息提取等面。

GIS通過對(duì)采集的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理和分析，再現(xiàn)礦區(qū)實(shí)際地表或者地下環(huán)境或是對(duì)煤礦生產(chǎn)與管理各個(gè)流程信息予以分析處理與應(yīng)用，為生產(chǎn)過程提供科學(xué)指導(dǎo)，為規(guī)劃決策提供技術(shù)支持。

“3S”集成可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。利用遙感影像資料進(jìn)行礦區(qū)土地利用變化進(jìn)行分類解譯，結(jié)合GIS技術(shù)進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可以全面、系統(tǒng)地反映土地利用狀態(tài)及其分布規(guī)律；GPS與GIS組合用于礦山安全監(jiān)測(cè)，則可構(gòu)成GPS數(shù)據(jù)采集與GIS數(shù)據(jù)管理的實(shí)時(shí)分析等。而由于GPS在實(shí)時(shí)定位方面的優(yōu)勢(shì)，使得GPS與遙感圖像處理系統(tǒng)的集成變得很自然。不管是RS還是GIS，處理的都是帶坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，而GPS是當(dāng)前獲取坐標(biāo)最快捷的方式之一，同時(shí)精度也越來越高。

3 慣性測(cè)量系統(tǒng)及其在礦山測(cè)量中

的應(yīng)用慣性測(cè)量系統(tǒng)是由加速度計(jì)和陀螺平臺(tái)等慣性器件組成的用于測(cè)定載體空間位置、姿態(tài)和重力場(chǎng)參數(shù)的系統(tǒng)，具有全天候、自主式、快速多能和機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，為大地測(cè)量、工程測(cè)量和礦山測(cè)量作業(yè)的自動(dòng)化和全能性提供了另一種新的技術(shù)手段。

它是利用慣性導(dǎo)航的原理，以同時(shí)獲取多種大地測(cè)量數(shù)據(jù)（經(jīng)緯度、高程、方位角、重力異常和垂線偏差等）的一種技術(shù)系統(tǒng)。ISS可分為兩大類：平臺(tái)式系統(tǒng)和捷聯(lián)式系統(tǒng)，IS在測(cè)繪領(lǐng)域的主要應(yīng)用目標(biāo)包括：（1）控制測(cè)量，如對(duì)已有控制點(diǎn)的檢核、加密、航測(cè)控制等；（2）管線監(jiān)測(cè)、定位、地殼形變、地表沉陷觀測(cè)；（3）井下定位，各種工程和建筑測(cè)量；（4）地震、重力測(cè)量，地球物理研究；（5）井筒和罐道梁的垂直性監(jiān)測(cè)等。

4 三維激光掃描技術(shù)及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)是一種新興的基于高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行體積計(jì)算的實(shí)景復(fù)制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離非接觸測(cè)量，具有數(shù)據(jù)點(diǎn)密集、精度高、速度快、成本低、安全系數(shù)高、管理方便的特點(diǎn)。它有效地解決了復(fù)雜礦山開采區(qū)的測(cè)量精度問題，特別是在開展露天礦山測(cè)量工作中，豐富的可視化數(shù)據(jù)分析模型形象直觀，不用到實(shí)地踏勘就能使管理者對(duì)礦山的開采過程和狀態(tài)一目了然，達(dá)到礦區(qū)實(shí)際開采圖像、數(shù)據(jù)和開采狀態(tài)的高度一致，是目前露天礦山測(cè)量中最有效、最快捷、最經(jīng)濟(jì)、最安全的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了礦山儲(chǔ)量真正的動(dòng)態(tài)監(jiān)管。從而使礦產(chǎn)儲(chǔ)量登記統(tǒng)計(jì)更加真實(shí)，對(duì)于建立以資源消耗量為基礎(chǔ)的礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)征繳制度、維護(hù)礦產(chǎn)資源國(guó)家所有權(quán)益、礦業(yè)權(quán)人權(quán)益、礦業(yè)權(quán)市場(chǎng)的健康發(fā)展，都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

結(jié)束語

數(shù)字礦山、信息礦山為礦山企業(yè)帶來了發(fā)展的新機(jī)遇、新突破，改變觀念、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)方式，將以“3S”技術(shù)為代表的新技術(shù)引入礦山企業(yè)是關(guān)系到我國(guó)能源企業(yè)立足于21世紀(jì)的重要之舉。今后的工作著重于以“3S”技術(shù)為代表的新技術(shù)在煤炭行業(yè)中的應(yīng)用理論、方法和系統(tǒng)開發(fā)，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤炭企業(yè)的數(shù)字化，促進(jìn)煤炭企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：范毛強(qiáng)（1989-），男，漢族，安徽省淮北市人，畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，土地資源管理專業(yè)，本科生，助理工程師，主要從事礦山測(cè)繪工作。