淺談測繪新技術在礦山測量中的應用

摘 要：隨著測繪科學技術的不斷發展，以計算機技術為核心的數字測量技術取得了迅猛的發展，以數字測繪、全球定位系統、遙感和地理信息系統為代表的測繪新技術體系已經建立，新型測繪儀器迅速出現與普及，使礦山測量從理論到實踐發生了根本性變化。

關鍵詞：測繪新技術；礦山測量；應用

礦山測量服務于礦山勘探、設計、開發和生產運營的各個階段。隨著建設工程的不斷增多，對礦山測量不斷提出新的任務、新的課題和新的要求。隨著GPS技術的出現，對于完成地物、地貌平面位置確定的工作相對傳統的礦山測量設備技術來說，無論是在速度還是質量上來說都有了質的飛躍。在井下礦山測量中，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量工作人員腦力和體力勞動，提高了測量工作效率。為此礦山測量必須將先進的現代技術同實際工作、具體特點相結合，為礦山測量服務。

1 全站儀及其在礦山測量中的應用

“全站儀”全稱為“全站型電子速測儀”通常又稱為“電子全站儀”或“電子速測儀”。它是把測距、測角和微處理機等部分結合起來形成一體能夠自動控制測距、測角、自動計算水平距離、高差、坐標增量等的測繪儀器，同時可自動顯示、記錄、存儲和數據輸出，全站儀又因其實現了測距的發射軸、接收軸與望遠鏡視準軸三軸共軸的結構，更適合于對移動目標及空間點的測量，內部有極其豐富的測量軟件，將其運用到礦山測量中能有效簡化測量程序，提高測量工作效率和精度。

全站儀由于兼具有經緯儀和測距儀的優點且以數字形式提供測量成果、操作簡便、性能穩定、數據可通過電子手簿與計算機進行通訊等優點使其在煤礦測量中得到了廣泛的應用。礦區地面控制測量、地形測量、工程測量均可利用全站儀進行，聯系測量、井下測量工作也可用全站儀進行。以全站儀為代表的智能化、數字化儀器是礦山測量儀器今后的發展方向之一。基于全站儀和現代計算機技術可建立煤礦三維數據自動采集、傳輸、處理的煤礦測量數據處理系統，取代傳統的手簿記錄、手工錄入、繁瑣計算等大量的重復性的工作。此外，全站儀在煤礦地表移動監測、礦區土地復墾工程實施、露天及井下煤礦生產與建設等方面也都得到應用，各大礦的測量機構正在以全站儀取代傳統的儀器進行日常的測量工作。

2 “3S”技術在礦山測量中的應用

2.1 “3S”技術概念

“3S”技術是全球定位系統（Global positioning system，GPS）、地理信息系統（Geographicinformation system，GIS）和遙感（Remote Sensing，RS）的統稱。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域得到了廣泛應用。“3S”技術各有特色，單獨使用時又各有不足，但三者的結合與集成可以發揮各自的優點且彌補不足。“3S”技術應用范圍遍布于資源、環境、地質、災害監測、土地利用管理等領域，具有巨大的經濟效益和社會效益。

2.2 “3S”技術在礦山測量中的應用

礦山測量中，GPS定位技術已經被應用于礦區控制網的建立，礦區大面積沉陷監測，建筑物及井簡變形監測，露天礦邊坡穩定性監測，露天礦車輛實時調度等方面。RS技術在礦山資源環境的應用主要包括礦產資源遙感勘探調查，礦產資源開發開采與利用遙感監測，礦區地表及生態變化監測、礦區塌陷地土地信息提取等面。

GIS通過對采集的地理數據進行綜合處理和分析，再現礦區實際地表或者地下環境或是對煤礦生產與管理各個流程信息予以分析處理與應用，為生產過程提供科學指導，為規劃決策提供技術支持。

“3S”集成可實現優勢互補。利用遙感影像資料進行礦區土地利用變化進行分類解譯，結合GIS技術進行土地利用動態監測可以全面、系統地反映土地利用狀態及其分布規律；GPS與GIS組合用于礦山安全監測，則可構成GPS數據采集與GIS數據管理的實時分析等。而由于GPS在實時定位方面的優勢，使得GPS與遙感圖像處理系統的集成變得很自然。不管是RS還是GIS，處理的都是帶坐標的數據，而GPS是當前獲取坐標最快捷的方式之一，同時精度也越來越高。

3 慣性測量系統及其在礦山測量中

的應用慣性測量系統是由加速度計和陀螺平臺等慣性器件組成的用于測定載體空間位置、姿態和重力場參數的系統，具有全天候、自主式、快速多能和機動靈活等優點，為大地測量、工程測量和礦山測量作業的自動化和全能性提供了另一種新的技術手段。

它是利用慣性導航的原理，以同時獲取多種大地測量數據（經緯度、高程、方位角、重力異常和垂線偏差等）的一種技術系統。ISS可分為兩大類：平臺式系統和捷聯式系統，IS在測繪領域的主要應用目標包括：（1）控制測量，如對已有控制點的檢核、加密、航測控制等；（2）管線監測、定位、地殼形變、地表沉陷觀測；（3）井下定位，各種工程和建筑測量；（4）地震、重力測量，地球物理研究；（5）井筒和罐道梁的垂直性監測等。

4 三維激光掃描技術及其在礦山測量中的應用

三維激光掃描技術是一種新興的基于高密度點云數據進行體積計算的實景復制技術，可以實現遠距離非接觸測量，具有數據點密集、精度高、速度快、成本低、安全系數高、管理方便的特點。它有效地解決了復雜礦山開采區的測量精度問題，特別是在開展露天礦山測量工作中，豐富的可視化數據分析模型形象直觀，不用到實地踏勘就能使管理者對礦山的開采過程和狀態一目了然，達到礦區實際開采圖像、數據和開采狀態的高度一致，是目前露天礦山測量中最有效、最快捷、最經濟、最安全的技術手段，實現了礦山儲量真正的動態監管。從而使礦產儲量登記統計更加真實，對于建立以資源消耗量為基礎的礦產資源補償費征繳制度、維護礦產資源國家所有權益、礦業權人權益、礦業權市場的健康發展，都具有十分重要的現實意義。

結束語

數字礦山、信息礦山為礦山企業帶來了發展的新機遇、新突破，改變觀念、轉變傳統的生產作業方式，將以“3S”技術為代表的新技術引入礦山企業是關系到我國能源企業立足于21世紀的重要之舉。今后的工作著重于以“3S”技術為代表的新技術在煤炭行業中的應用理論、方法和系統開發，爭取早日實現我國煤炭企業的數字化，促進煤炭企業的可持續發展。

參考文獻

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[3]高傳霞，段海峰.我國礦山測量技術的現狀與未來發展方向[J].黑龍江科技信息，2007（06）.

作者簡介：范毛強（1989-），男，漢族，安徽省淮北市人，畢業于中國礦業大學，土地資源管理專業，本科生，助理工程師，主要從事礦山測繪工作。