論數(shù)字化技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

普慶紅

摘要：改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，中國(guó)社會(huì)對(duì)礦山資源的需求越來(lái)越大，亟需礦山企業(yè)提高其礦山測(cè)量技術(shù)，將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到礦山測(cè)量實(shí)踐當(dāng)中。礦山測(cè)量工作與礦山的開(kāi)采工作、科學(xué)生產(chǎn)的關(guān)系極為緊密，更關(guān)系到企業(yè)的安全管理。現(xiàn)代化數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了礦山企業(yè)的礦山測(cè)量技的質(zhì)量及精確度，提高了礦山企業(yè)生產(chǎn)的安全度。本文論述了礦山企業(yè)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用狀況，并對(duì)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用技術(shù)做了簡(jiǎn)要論述，說(shuō)明了數(shù)字化技術(shù)在礦山測(cè)量中的重要作用。

關(guān)鍵詞：礦山測(cè)量；數(shù)字化技術(shù)；應(yīng)用

礦山測(cè)量作為采礦學(xué)的一個(gè)重要分支，是采礦學(xué)不可分割的一部分，其與生產(chǎn)緊密結(jié)合，測(cè)量質(zhì)量的高低、測(cè)量精度的準(zhǔn)確與否，與礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)安全息息相關(guān)。尤其礦山開(kāi)采行業(yè)作為高危行業(yè)，先進(jìn)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用將大大保證工人的生命安全，提高測(cè)繪工作的效率。數(shù)字化技術(shù)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通信傳感技術(shù)、生物技術(shù)、激光技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)于一身，大大提高了礦山測(cè)量的精度和測(cè)量工作的效率，該技術(shù)的應(yīng)用使得操作更為簡(jiǎn)單快捷，更提高了安全性，是人性化的技術(shù)，適應(yīng)了現(xiàn)代高效、激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，將大大促進(jìn)礦山企業(yè)的發(fā)展。

一、礦山數(shù)字化技術(shù)

（一）礦山數(shù)字化技術(shù)內(nèi)涵概論

礦山數(shù)字化測(cè)量技術(shù)集多種現(xiàn)代化技術(shù)于一身，相較于傳統(tǒng)人工測(cè)量有著質(zhì)的飛躍，大大提高了測(cè)量的精確度和測(cè)量的效率，具體來(lái)說(shuō)，礦山數(shù)字化測(cè)量技術(shù)包含了五個(gè)部分。

第一，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該部分依托計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感技術(shù)等技術(shù)，對(duì)礦山進(jìn)行準(zhǔn)確勘探，廣泛采集礦山的基本數(shù)據(jù)并加以分析處理。

第二，調(diào)度模塊，主要功能是調(diào)用各個(gè)其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，負(fù)責(zé)建立并維護(hù)拓?fù)洹⑾到y(tǒng)和空間的查詢分析，同時(shí)可以控制數(shù)據(jù)的訪問(wèn)、制圖并輸出，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度等各種功能。

第三， 整合功能，對(duì)礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，主要應(yīng)用MA、MC等技術(shù)進(jìn)行綜合分析，為對(duì)礦山進(jìn)行三維建模分析建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

第四， 包裝模塊，運(yùn)用三維成像技術(shù)建立礦山的三維視圖并過(guò)濾、組合多源礦山數(shù)據(jù)。

第五，核心模塊，統(tǒng)一管理上述系統(tǒng)形成的最終數(shù)據(jù)并進(jìn)行可行性分析，為礦山企業(yè)提供可行性實(shí)施方案。

（二）礦山數(shù)字化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)概論

上文中已經(jīng)簡(jiǎn)要說(shuō)明礦山數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，即其具有較高的準(zhǔn)確性及高效性，相較傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)更加安全、高效，更加人性化。以下將具體論述數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到礦山測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)所在。

首先，礦山數(shù)字化測(cè)量技術(shù)中的計(jì)算機(jī)模擬模塊，其仿真技術(shù)，可以將礦山所在地的地理環(huán)境直觀地顯示出來(lái)，這樣所得的數(shù)據(jù)就更加準(zhǔn)確、高效，更加有利于指導(dǎo)礦山的開(kāi)采工作，使得開(kāi)采工作進(jìn)行地剛加順利、更加安全。

其次，礦山數(shù)字化技術(shù)自身具有數(shù)據(jù)的輔助分析功能，這樣就使得測(cè)量更加高效，并且，數(shù)字化技術(shù)可在礦山生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量，能夠在生產(chǎn)動(dòng)態(tài)下對(duì)礦山進(jìn)行測(cè)量，這樣就大大縮短了礦山的測(cè)量周期，更加能夠?qū)崿F(xiàn)快速出圖并給予生產(chǎn)方面的技術(shù)支持，為礦山企業(yè)的決策提高數(shù)據(jù)依據(jù)，大大提高了礦山企業(yè)的安全管理及生產(chǎn)效率。

再者，礦山數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，使得礦山測(cè)量更加能夠適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的需求，能夠快速提取并分析礦山測(cè)量數(shù)據(jù)，篩選關(guān)鍵性信息，從而獲得更加具有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)和圖紙。

礦山數(shù)字化技術(shù)的測(cè)量的精確度更高且所獲得的信息也更為全面，其依托的GPS和GIS技術(shù)、三維成像技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)字化地形圖測(cè)繪及變形監(jiān)測(cè)技術(shù)等內(nèi)容，使得對(duì)礦山的測(cè)量更加快速，且能獲得更高的精度。

二、數(shù)字化技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

（一）三維可視化技術(shù)在礦山測(cè)量中的具體應(yīng)用

三維可視化技術(shù)能夠?qū)λ獪y(cè)量的礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀地描述，將礦山的具體信息例如空間、地表地貌以及礦石的材質(zhì)等進(jìn)行三維可視化處理，并以三維視圖的形式來(lái)呈現(xiàn)，可以說(shuō)三維可視化技術(shù)為礦山測(cè)量提供了最為完備的數(shù)據(jù)支持。其在礦山測(cè)量中發(fā)揮的主要作用如下：

一、高效、全面、準(zhǔn)確地測(cè)量技術(shù)， 通過(guò)三維激光掃描技術(shù)對(duì)礦山進(jìn)行局部或全景掃描，從而獲得礦山的相關(guān)信息，更能在礦山生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)礦山進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，或即時(shí)監(jiān)控礦山的開(kāi)采過(guò)程對(duì)于高效地測(cè)量意義重大。

二、先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將所獲得的礦山測(cè)量數(shù)據(jù)傳入三維建模軟件，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成對(duì)所獲數(shù)據(jù)的過(guò)濾、整合，最后利用建模軟件（M aya、3DM ax等）對(duì)其進(jìn)行建模，生成相關(guān)礦山及生產(chǎn)設(shè)備的三維立體視圖，從而全面地掌握礦山開(kāi)采的相關(guān)信息，有利于企業(yè)的科學(xué)管理。

三、有利于建立科學(xué)、安全的管理平臺(tái)。三維系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建，數(shù)據(jù)信息資源的共享，可以使得礦山測(cè)量人員和相關(guān)的生產(chǎn)管理者可以實(shí)時(shí)地對(duì)礦山生產(chǎn)的相關(guān)信息進(jìn)行查詢，全面地掌握礦山的生產(chǎn)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)資源地科學(xué)有效的管理。依托計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，相關(guān)工作人員對(duì)礦山測(cè)量和生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息的訪問(wèn)可以不受時(shí)環(huán)境和地域的制約，及時(shí)有效地共享信息資源，實(shí)現(xiàn)最為有效地調(diào)度。

（二）數(shù)字化繪圖技術(shù)在礦山測(cè)量中的具體應(yīng)用

從事礦山測(cè)量工作的技術(shù)人員的工作是將抽象化的信息在圖紙上反映出來(lái)，正如我們所知，礦山的地形地貌及礦物產(chǎn)狀有一定的客觀性，但也同時(shí)存在著一定的變動(dòng)性，尤其在礦山開(kāi)采和生產(chǎn)過(guò)程中，礦山的基本數(shù)據(jù)隨時(shí)都在變動(dòng)，依據(jù)傳統(tǒng)的測(cè)量方式，并不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反映出礦山相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)。而且，傳統(tǒng)測(cè)量方式對(duì)工作人員的繪圖技術(shù)有著相當(dāng)高的要求，因?yàn)闇y(cè)量人員的差異，也會(huì)使得最終呈現(xiàn)的圖紙的客觀誤差加大，更遑論實(shí)時(shí)的礦山數(shù)據(jù)的更新了，這種傳統(tǒng)的測(cè)量方式周期長(zhǎng)，工作強(qiáng)度大，在測(cè)量精確度和測(cè)量范圍的廣度上均有很大限制，且測(cè)量成本高，根本不能適應(yīng)現(xiàn)代化的礦山生產(chǎn)企業(yè)的需求。利用礦山數(shù)字化技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)對(duì)礦山信息進(jìn)行準(zhǔn)確快速地測(cè)量，并對(duì)所獲信息進(jìn)行數(shù)字化管理，對(duì)圖紙進(jìn)行數(shù)字化處理，利用計(jì)算機(jī)三維視圖軟件將礦山的三維視圖快速呈現(xiàn)，為企業(yè)管理人員和礦山測(cè)量人員提供及時(shí)有效的礦山信息，有利于管理者對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山生產(chǎn)的有效管理。endprint

（三）空間信息技術(shù)在礦山測(cè)量中的具體應(yīng)用

空間信息技術(shù)主要的技術(shù)基礎(chǔ)為全球定位系統(tǒng)（GPS定位技術(shù)）、遙感技術(shù)（RS）和地理信息技術(shù)（GIS技術(shù)）。空間信息技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用大大提高了礦山測(cè)量的時(shí)效性，以下將對(duì)空間信息技術(shù)作具體的說(shuō)明。

首先對(duì)于全球定位系統(tǒng)（GPS定位技術(shù)），GPS技術(shù)主要包含用戶、地面監(jiān)控、空間三個(gè)部分。GPS技術(shù)是利用衛(wèi)星對(duì)待測(cè)物體進(jìn)行定位測(cè)量，精準(zhǔn)度高。但是，在具體運(yùn)用此技術(shù)時(shí)，要注意對(duì)固定測(cè)量基點(diǎn)的選擇，這樣可以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。同時(shí)需要注意的是，礦山所在位置的環(huán)境、氣候及礦山的海拔位置及地勢(shì)高度等因素均會(huì)給GPS測(cè)量結(jié)果帶來(lái)一定的影響。

而遙感技術(shù)（RS）則基于電磁波技術(shù)，利用傳感技術(shù)對(duì)礦山信息進(jìn)行掃描并攝影，把遠(yuǎn)距離測(cè)量目標(biāo)所產(chǎn)生的電磁波信息數(shù)據(jù)整理成像，并利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及時(shí)將所測(cè)數(shù)據(jù)傳回地面勘測(cè)中心，再利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，利用遙感技術(shù)還可以對(duì)地表物體進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別，還能對(duì)礦山的地形地貌進(jìn)行識(shí)別與監(jiān)控，具有相當(dāng)高的推廣價(jià)值。

地理信息系統(tǒng)（GIS技術(shù)）以地理空間作為基礎(chǔ)，依據(jù)地理模型進(jìn)行分析，提供更為豐富的空間和地理信息。礦山測(cè)量中運(yùn)用地理信息技術(shù)，可以將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，從而輸出更加完備的數(shù)字化信息，形成數(shù)字化技術(shù)體系，為礦山生產(chǎn)提供基本的信息需求。

四、結(jié)語(yǔ)

為了適應(yīng)現(xiàn)代礦山生產(chǎn)企業(yè)的需求，提高礦山測(cè)量的準(zhǔn)確度和測(cè)量的時(shí)效性，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)具有很高的推廣價(jià)值。與傳統(tǒng)的礦山測(cè)量技術(shù)相比，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)顯然更具優(yōu)勢(shì)，首先，在測(cè)量精度上遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，在測(cè)量范圍上更是由于傳統(tǒng)方式，更兼具明顯的時(shí)效性，適應(yīng)了現(xiàn)代礦山企業(yè)對(duì)即時(shí)數(shù)據(jù)的需求，其先進(jìn)的三維可視化技術(shù)和數(shù)字繪圖技術(shù)使得所獲得的信息更為直觀，更有利于對(duì)礦山信息的全面把握，有利于對(duì)礦山生產(chǎn)安全管理。

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