數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

成曉東

摘 要：伴隨國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的重要性日益突出，國家對(duì)于礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度逐漸增大，有必要加強(qiáng)礦山測量工作，為礦產(chǎn)資源采礦業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好外部環(huán)境。近年來我國信息技術(shù)水平不斷提高，計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，數(shù)字化測量技術(shù)不僅有效提高了測量效率與準(zhǔn)確性，在礦產(chǎn)安全生產(chǎn)中也發(fā)揮著重要作用，本文主要對(duì)數(shù)字化測量技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；測量技術(shù)；礦山測量；應(yīng)用

現(xiàn)代礦山生產(chǎn)對(duì)數(shù)字化測量工作需求不斷增大，礦山測量技術(shù)也得到了快速發(fā)展，不僅關(guān)系到礦山開采、生產(chǎn)的科學(xué)性，在礦山安全生產(chǎn)方面也發(fā)揮著重要作用，大幅提高礦山測量的準(zhǔn)確性。當(dāng)前礦山測量中數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用主要有空間信息技術(shù)（包括GPS技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)）、全站儀、內(nèi)外業(yè)一體化測量技術(shù)、三維可視化技術(shù)、變形監(jiān)測技術(shù)、數(shù)字化繪圖等。應(yīng)充分利用數(shù)字化測量技術(shù)優(yōu)勢，對(duì)數(shù)字化測量體系進(jìn)行科學(xué)的構(gòu)建，通過數(shù)字化的測量技術(shù)以及全面準(zhǔn)取的測量數(shù)據(jù)，指導(dǎo)礦山生產(chǎn)作業(yè)，確保礦山生產(chǎn)與開采的高效進(jìn)行。

1 礦山測量中數(shù)字化測量技術(shù)概述

采集、調(diào)度、功能、包裝與核心系統(tǒng)為數(shù)字化礦山測量技術(shù)的5大系統(tǒng)。通過采集系統(tǒng)可以完成采集與處理數(shù)據(jù)的工作，測量、勘探、傳感及文檔是采集系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能就是對(duì)信息進(jìn)行數(shù)字化處理。建立與維護(hù)拓?fù)涫钦{(diào)度系統(tǒng)的重要功能，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)空間查詢和分析、制圖與輸入等。數(shù)字化測量技術(shù)涵蓋了多方面的技術(shù)內(nèi)容，不僅可以降低礦山測量的工作量，同時(shí)也能夠保證測量的精度與準(zhǔn)確度。有助于在礦山生產(chǎn)過程中對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)的測量監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)快速出圖，指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)工作開展，同時(shí)為生產(chǎn)決策以及預(yù)警提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

2 礦山測量工作中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

1、礦山測量中數(shù)字化測量技術(shù)的實(shí)施

首先，測量分析礦山地形及其采掘現(xiàn)狀。數(shù)字化的測量技術(shù)能夠?qū)⒌V山測量工作一次完成，同時(shí)還能生成三維的可視化圖像，并提供正確的礦山采掘以及剝離區(qū)的立體坐標(biāo)數(shù)據(jù)。其次，定位礦山作業(yè)中的鉆孔和征地、地界劃分。數(shù)字化測量技術(shù)能夠定位測量和規(guī)劃礦山的某一區(qū)域，特別是在礦山開采、施工測量時(shí)定位某一具體位置以及確定邊界，同時(shí)數(shù)字化測量技術(shù)能夠在不受氣候影響的情況下進(jìn)行遠(yuǎn)距離的測量工作。再次，提供礦山生產(chǎn)所需的測量數(shù)據(jù)與檢驗(yàn)測量成果。數(shù)字化的測量系統(tǒng)可以建立礦山生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)庫，以減少數(shù)據(jù)間的傳遞和處理環(huán)節(jié)，測量的精度及速度也有了很大的提高。數(shù)字化的測量技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確的檢驗(yàn)測量成果與實(shí)際情況的符合性，確保礦產(chǎn)生產(chǎn)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)及時(shí)糾正與實(shí)際不符的測量結(jié)果。

2、礦山測量中常見的數(shù)字化技術(shù)及其應(yīng)用

（1）三維可視化技術(shù)

作為數(shù)據(jù)體表達(dá)形式的重要體現(xiàn)，三維可視化技術(shù)是描繪和理解模型的技術(shù)方式。通過三維可視化技術(shù)的應(yīng)用，可以全面理解礦體空間信息、礦體和地表地形的空間位置關(guān)系，并能對(duì)測量人員的空間分析能力進(jìn)行有效提升。作為三維可視化實(shí)現(xiàn)的重要方式，目前最常見的三維動(dòng)畫軟件主要包含：3DS MAX與Maya。Maya三維動(dòng)畫軟件不僅具有基礎(chǔ)三維與視覺效果制作的功能，同時(shí)還具有毛發(fā)渲染、運(yùn)動(dòng)匹配及布料模擬、建模數(shù)字化等功能，可有效提升三維可視化模型的質(zhì)量與制作效率。

（2）數(shù)字化繪圖

礦區(qū)開采區(qū)的地表特征和井下地質(zhì)條件及開采通道等都是客觀存在的，但不是一直不變的，這些會(huì)隨著開采的進(jìn)程和要求而產(chǎn)生新的現(xiàn)狀，例如開采后的礦質(zhì)變化和采層厚度等。測繪工作人員要及時(shí)客觀科學(xué)地將這些變化和新現(xiàn)狀繪制到圖紙上。傳統(tǒng)的這種繪制是大量的腦力和體力結(jié)合的產(chǎn)物，效率低下，而且不及時(shí)，人力物力消耗較大，對(duì)高速發(fā)展的礦業(yè)生產(chǎn)起到了阻礙作用。這些圖紙必須大比例實(shí)時(shí)測繪，及時(shí)反映室內(nèi)數(shù)據(jù)處理情況。這對(duì)于礦區(qū)環(huán)境的保護(hù)、生態(tài)的改善、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，起著決定性的作用。這取決于技術(shù)的科學(xué)性和管理的合理性。礦圖的實(shí)時(shí)科學(xué)繪制對(duì)上述有直接的決策指導(dǎo)作用。因此，信息化繪圖，計(jì)算機(jī)管理分析，可實(shí)時(shí)掌控地上地下的情況。其特點(diǎn)是受圖紙尺寸影響小、高效、先進(jìn)、均勻快速、存儲(chǔ)修改方便、可連續(xù)跟新跟進(jìn)并形成數(shù)據(jù)庫供對(duì)比參照，并結(jié)合GIS數(shù)據(jù)系統(tǒng)，優(yōu)化礦山的開發(fā)規(guī)劃和運(yùn)輸路線，加強(qiáng)精度測量在環(huán)境保護(hù)環(huán)節(jié)的引導(dǎo)作用，合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源。

（3）空間信息技術(shù)

空間信息技術(shù)主要是指3S技術(shù)，主要是由GPS、RS以及GIS技術(shù)組成，在礦山測量中采用空間信息技術(shù)具有較好的先進(jìn)性與時(shí)效性。第一，GPS技術(shù)。GPS技術(shù)主要是是由用戶部分、地面監(jiān)控部分以及空間部分三部分組成，作為由衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展衍生而來的測量技術(shù)，GPS技術(shù)與傳統(tǒng)的礦山測量技術(shù)相比，具有測量精度高、測量靈活性好以及全天候的特點(diǎn)，無需考慮測量中測量點(diǎn)的通視問題，也不會(huì)產(chǎn)生測量誤差的積累，因此在礦山測量中得到了廣泛的應(yīng)用。第二，RS技術(shù)。RS技術(shù)即遙感技術(shù)，通過對(duì)信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸以及處理，對(duì)地表地物信息進(jìn)行距離控測與識(shí)別，主要是由傳感器技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息處理技術(shù)以及目標(biāo)信息特征分析測量技術(shù)組成。采用遙感技術(shù)進(jìn)行礦山測量，不僅可以高效準(zhǔn)確的完成對(duì)礦山地形圖的測繪，同時(shí)還可以完成礦山環(huán)境的監(jiān)測，對(duì)于實(shí)現(xiàn)礦山大面積監(jiān)測非常有益。第三，GIS技術(shù)。GIS技術(shù)即地理信息系統(tǒng)技術(shù)，主要是以地理空間作為基礎(chǔ)，并按照地理模型分析防范，提供多種空間以及動(dòng)態(tài)的地理信息數(shù)據(jù)資料。地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于礦山測量主要是采用礦區(qū)地理信息系統(tǒng)，通過將礦山資源環(huán)境信息作為平臺(tái)，將測量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及輸出使用形成數(shù)字化的技術(shù)體系，可以滿足礦山生產(chǎn)對(duì)于數(shù)據(jù)資料的基本需要。

3 實(shí)現(xiàn)礦山測量數(shù)字化運(yùn)用的方法有效措施

1、加大對(duì)先進(jìn)的設(shè)備儀器的投入

要想實(shí)現(xiàn)礦山測量的數(shù)字化，先進(jìn)的設(shè)備與儀器是基礎(chǔ)條件。目前，由于礦山企業(yè)低水平的數(shù)字化測量，測量的儀器也相對(duì)落后，為了提高數(shù)字化測量的水平，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的實(shí)際情況和現(xiàn)階段所掌握的技術(shù)，引進(jìn)設(shè)備儀器，在引進(jìn)儀器的過程中，要注意到同類型儀器的不同型號(hào)和質(zhì)量等各方面的問題（儀器質(zhì)量差會(huì)造成測量數(shù)據(jù)誤差加大），并不斷的提高技術(shù)，改善現(xiàn)狀，促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化測量工作更順利的開展。

2、加大數(shù)字化測量人才隊(duì)伍建設(shè)

測量中數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用對(duì)人員的專業(yè)素質(zhì)要求相對(duì)較高，必須熟練掌握測量工具操作規(guī)范，所以礦山企業(yè)要加大對(duì)技術(shù)人員的聘用投入，對(duì)企業(yè)的一般員工在條件允許范圍內(nèi)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，從整體上提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)和掌握高技術(shù)設(shè)備的能力，更好的發(fā)展與運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源更充分的利用。

4 結(jié)束語

近年來，科技發(fā)展水平不斷提高，數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量中應(yīng)用更加廣泛，不僅能夠提高測量工作的效率與精確程度，在保證礦山安全生產(chǎn)方面也發(fā)揮著重要作用。為推進(jìn)數(shù)字化測量技術(shù)的發(fā)展與完善，相關(guān)部門應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到其重要性，完善數(shù)字化測量體系建設(shè)，同時(shí)建立高素質(zhì)的人才隊(duì)伍，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)工作，充分掌握數(shù)字化測量技術(shù)的操作規(guī)范，確保礦山生產(chǎn)與開采的高效進(jìn)行。

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