關于數字礦山背景下礦山測量發展的思考

姜濤

(萊鋼集團魯南礦業有限公司,山東臨沂 276400)

關于數字礦山背景下礦山測量發展的思考

姜濤

(萊鋼集團魯南礦業有限公司,山東臨沂 276400)

數字礦山是一個系統的工程,最終要建立礦山從勘探、設計、采礦、充填、選礦、運輸等全流程的數據倉庫,作為數據采集的礦山測量專業更是首先需要實現數字化。本文綜合分析了數字礦山及其特征的基礎上,歸納了數字礦山測量的發展趨勢。

數字礦山 礦山測量 數字化 發展

近年來，隨著數字化技術的普及，現代高新技術科技為礦山企業帶來了前所未有的發展機遇。傳統礦業正邁向一個信息化、自動化、智能化的發展領域，使得采礦業在采礦工藝、生產管理、組織結構、工程決策、防災減災、災害處理、環境整治等方面發生了深刻的變革[1]。作為給采礦業提供空間定位技術支撐的礦山測量首當其沖的迎來了新的變革。

1 數字礦山的特點

“數字礦山”(簡寫為DM)是一個科學、總體的概念，也是一種動態持續的過程。它是采用數據庫技術、現代信息技術、傳感器網絡技術和過程智能化控制技術，在礦山企業生產活動的范圍內，對礦山設計、生產與管理的各個環節，實現數字化、網絡化、可視化、集成化和科學化管理，從而將企業的安全生產與經營管理，及時準確的提供給各級管理者，使之掌握動態業務中的實時數據，做出有利于生產要素組合優化的決策，從而使企業資源合理配置，以求得最大的經濟效益。

DM集GIS、CAD、MIS和三維可視化于一體，功能覆蓋礦山地質、測量和采礦管理三大專業領域。專業應用系統在礦山應用服務平臺的支持下，實現礦井安全安全生產管理、實時監控、設備管理、礦圖管理以及地質儲量計算、突發事件處理輔助決策、三維礦井虛擬等子系統[2]。

DM具有以下五大特征[3]：(1)應具備完善的企業數據傳輸網絡。

(2)具備完整的礦業信息數據庫及礦業應用模型，數字礦山的核心就是數據倉庫。數據倉庫、礦業應用模型等核心系統能夠管理著礦山地物的幾何信息、拓撲信息和屬性信息，管理著設計、礦山工程、生產、決策服務等重要環節，如儲量計算、礦山開采沉陷設計、污風流向等。(3)以測量(包括數字攝影測量、GPS、大地測量及井下常規測量)、遙感技術為綜合手段來建立精確、全面的礦山綜合信息數據采集與更新系統。(4)以采礦CAD、科學計算、仿真、可視化、虛擬現實、辦公自動化等多技術高度集成。它不僅能夠對礦山井上下的地質、地層分布情況進行準確的模擬分析，還可以通過具體事例提高員工的安全意識和工作效率。(5)建立完善的礦山GIS系統，MGIS作為現代礦山信息化辦公與決策的公共平臺，在礦山業務的全過程中起著決定性作用。面向21世紀DM的MGIS系統應該是一個能為采礦業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。

2 數字礦山對礦山測量的挑戰

建立數字礦山對礦山測量來說是很大的挑戰和機遇，應具有前瞻性、時代性、緊迫性，是測量學科和企業發展的體現：(1)已經突破了在傳統測繪工程領域技術，將三維空間問題轉化成常規二維空間問題來進行處理的思維方式。(2)現代化數字礦山的生產管理對相關專業技術人員的專業素養要求越來越高，從數據采集到處理信息化技術的掌握和運用上有了更高的要求，告別了必須以紙質形式進行辦公和管理的模式。(3)計算機及網絡技術的的普及，使礦山測繪與生產管理領域的應用已經達到平臺化階段。(4)測繪儀器的現代化也使礦山測量的數據收集和處理更注重數字化。

3 礦山測量專業發展的趨勢

在數字礦山的背景下，礦山測量可以從學科、應用方面進行全新的發展，知識經濟時代礦山測量必須充分利用現代高新科技，不斷拓寬生存空間和應用領域，服務區域可持續發展[4]。郭達志教授提出“礦山空間信息工程”作為新形勢下礦山測繪研究的發展方向，數字礦區的建立無疑可為礦山測量學科的發展提供平臺，使其在更高層次上展現出礦山測量學科所具有的優勢。

3.1 現代高新科技在礦山測量中的應用

結合數字礦區建立的要求，特別是突出現代高分辨率衛星遙感、計算機網絡、空間數據倉庫等技術，這些現代高新科技通過多種渠道應用到礦山測量中來，實現學科發展，也為數字礦區的建立奠定基礎。

3.2 多個相關專業部門的有機結合

在現行運營模式下，礦山測量的主要服務對象是礦山，且城市、區域的多源信息由不同部門管理，缺乏共享與互用，而數字礦區的建立要求礦山測量信息與區域其他有用信息有機結合，因此，建立完善的信息共享、更新及應用體系，是組建數字礦區的基礎。

3.3 拓寬生存空間與應用領域

傳統的礦山測量局限于服務礦山，是礦山生產的一項附屬工作，發展前景局限，極大地影響了專業的進步，數字礦區的建立，使礦山測量的生存空間得到極大地拓寬，從單純面向礦山的應用拓寬到服務區域可持續發展上以及礦山測量信息共享與多領域應用。

3.4 礦山測量的自動化

數字礦區的建立要求礦山測量實現集成化、智能化、自動化、數字化，與飛速發展的現代測繪科技和空間技術相比，礦山測量的自動化程度明顯滯后，在建立數字礦區的工程中，可以實現礦山測量信息的自動獲取、自動處理、可視化多媒體表達、智能分析與應用，最終實現礦山測量工作的全面信息化。

4 結語

數字化時代已經到來，并還將進一步發展，數字礦山是新一代礦山企業的必經之路，只有對傳統的采礦業在采礦工藝、生產管理、組織結構、工程決策等方面進行調整，才會真正實現數字化，尤其是提供空間定位平臺的礦山測量專業更應率先完成轉變，從而為數字礦山的建設和推廣打下數據基礎。

[1]吳立新.數字地球、數字中國與數字礦區[J].礦山測量,2000(1):6-9.

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

[3]吳立新,等.三維地學模擬與虛擬礦山系統[J].測繪學報,2001,3(1).

[4]杜培軍.對知識經濟時代礦山測量發展的幾點認識[J].地礦測繪,2000(2).

姜濤(1986-),男,2008年畢業于山東科技大學測繪工程專業，助理工程師,從事井下礦山測量管理工作。