“3S”技術在井下測量中的應用

摘要：我國礦山測量歷經50多年的發展，目前已形成和采礦、礦建、地質、環境等學科既相互獨立，又彼此滲透、交融的態勢。測繪新技術特別是“3S”技術的發展，為礦山測量學的發展注入了新的活力。

關鍵詞：礦山測量；應用；“3S”技術

引言：

測繪技術的發展與儀器設備、計算機技術的開發創新是分不開的，尤其是“3S”技術的出現，對以往常規儀器和測繪方法，是一次全面性的挑戰，這些儀器的應用刷新了測繪業多年的落后局面，開創了測繪事業的新紀元。

一、 GPS（全球定位系統）技術在礦山測量中的應用

（一） GPS技術應用于礦區地表移動監測

目前礦區地表移動監測以GPS技術為主，按監測對象及要求不同又可分為靜態測量法、快速靜態測量法和動態測量法三種。GPS技術用于平面位置監測的精度已毋庸置疑，而GPS技術用于垂直分量的監測（高程）一直備受關注。

一方面，GPS獲得的高程其高程系統與傳統不一致（GPS為大地高系統、傳統水準測量為正常高系統）；另一方面，GPS測得的高程精度要比水平位置精度低。通常解決這一問題的方法是利用GPS高程根據研究區已有的、足夠數量的、高精度水準測量值來擬合研究區的似大地水準面，依次來求得GPS測點的水準高程。

（二） GPS技術應用于礦區地面控制測量

礦區地面控制測量是根據礦山工程的特點和需要，在地面布設一定形狀的控制網，并精密測定其地面位置，它是礦山地下工程測量的基礎。

傳統上平面控制網一般布設為導線網（閉合導線、復合導線）或三角網。而GPS測量不要求兩點間通視，且所測點位精度均勻，與常規地面控制相比，具有很大的優越性和靈活性，尤其適合礦區平面控制測量。

（三） RTK技術用于礦區地面碎部測量

GPS—RTK（Real Time Kinematic）技術是實時載波相位差分技術，實時處理2個測站載波相位觀測量的差分方法。RTK技術可以達到厘米級的觀測值的精度，可以滿足礦區各比例尺測圖要求。

與傳統地形圖相比，RTK技術不需建立加密控制網，不要求測站間通視，測量工作比較靈活；誤差相互獨立、不積累、不傳遞，測量精度高；每個工作組每天可采集多達1000個碎部點，工作效率高；測量獲得的數據成果便于存儲、管理和共享，達到一測多用的目的。

二、 GIS （地理信息系統）技術在礦山測量中的應用

（一） 三維礦山

隨著地理信息系統、科學可視化技術和地質信息計算機模擬技術的發展，近10多年來，三維地學模擬（3 Demesion Geo—science Modeling，簡稱3DGM）已成為地學與信息科學的交叉技術前沿和攻關熱點。三維礦山是礦山客觀實體的一個模型描述，是3DGM理念的一個具體實現。

通過三維礦山的建設，地質、礦業界人士能夠更直觀、更精確地圈定礦體邊界，了解不同礦體分布的三維形態，準確地解釋和圈定地下地質體，借以指導礦業開發和深部找礦預測。

（二） 基于GIS技術建立多源數據找礦模型

基礎地質資料、地球物理、地球化學以及遙感等信息從不同的側面反映了地質體和地質現象的某些特征，它們既相互獨立又彼此聯系。

單一的信息源所提供的信息往往是片面的，需要對這些眾多復雜而又相互關聯的內容進行更深入、更貼近本質的認識，地理信息系統的多源數據綜合分析和數據管理能力給這些具有空間屬性的異源數據提供了一個良好的融合平臺。

（三） 礦山管理信息系統

礦山管理信息系統是一個龐大的管理系統工程和技術體系，礦山管理涉及礦山設計、巷道開挖、礦產開采、沉降監測、土地復墾、環境評價等一系列過程。在這一過程中的每一個環節，GIS都可以發揮重要的作用。

三、 RS（遙感）技術在礦山測量中應用

（一） RS技術在礦區地形圖測繪中的應用

米級、亞米級地面分辨率遙感圖像的商業應用，使得利用遙感圖像進行大比例尺地形圖測繪成為可能。近年來高分辨率遙感影像在土地資源調查、采礦塌陷地的提取、礦山生態環境調查、地質災害調查等方面也得到了廣泛的應用。

（二） InSAR技術應用于礦區地表沉降監測

合成孔徑（InSAR）測量及差分干涉測量（DInSAR）技術是近年來微波遙感發展的一個重要方向。InSAR利用雷達信號的相位信息提取地球表面的高精度三維信息，可以測量地面點的高程變化，是目前空間遙感技術中獲取高程信息精度最高的一項技術。

由于它可以獲得全球高精度的（毫米級）、高可靠性的（全天時、全天候）地表變化信息，因此能夠有效地監測由自然和人為因素引起的地表形變。

四、結束語

綜上所述，礦山測量學作為測繪學的一個分支，在“3S”技術的推動下，正朝著“礦山空間信息學”的方向發展，另外，“3S”技術集成是當前國內外的發展趨勢，在這種集成中，GPS主要用于提供目標的空間位置，RS用于快速地提供目標地物的信息，GIS則對多種來源的時空數據進行綜合處理、集成管理和動態存取，將它們集成在一個統一的平臺中，其各自的優勢得到充分發揮。（作者單位：皖北煤電北方能化天煜恒昇煤業有限公司）