測繪與地理信息新技術在礦山測量中的應用淺談

朱兆先，倪 磊

（江西省煤田地質局測繪大隊，江西 南昌 330001）

隨著社會的發展，在高新科技支持下，現代測繪技術體系在理論、技術上都得到了迅猛的發展，技術面貌日新月異。現階段，工程測量學已經突破了傳統的服務范疇，從僅服務與(于）工程建設，朝著廣義工程測量學的方向發展[1]。礦山測量是現代工程測量學的一個分支學科，隨著測繪新技術的研發及廣泛應用，目前其測量技術、工作方式及服務范圍也在不斷變化，GPS-RTK技術、無人機遙感技術、慣性測量系統等技術等繪與地理信息新技術的應用，使得礦山測量在數據采集、儲存、處理等流程中趨于數字化、網絡化，測繪工作效率及質量不斷提升。

1 GPS-RTK技術

GPS技術是一種可以實現定時控制進行距離測定的空間交會定點導航系統，由空間部分、地面控制部分和用戶設備部分組成，通過覆蓋全球的衛星系統，能夠為用戶提供地標物的精準三維定位數據，目前在礦山測量中得到了廣泛的應用[2]。該技術在研發應用期間經過多次技術革新，現階段的技術體系以RTK技術（Real-time kinematic）為核心，是一套自動化程度高的具備地標物動態精準定位的技術裝置。

RTK技術裝置主要有基準站、流動站，需將上述裝置按照標準設置好后，才能夠開始工作，初始化流動站，實時接收到大于等于4顆衛星的信號后，才能夠獲取到符合要求的精準數據。現階段，GPS-RTK技術主要應用在煤礦控制測量、采場日常驗收測量、礦區工程測量等礦山測量工作中，可獲取礦區建筑物三維坐標及地形地貌信息，繪制采礦工作平面圖，獲取精準的礦產開采信息，與礦產開采計劃核對，加強采礦進度管理。

圖1 GPS-RTK技術流程圖

2 全站儀

全站型電子測距儀，簡稱為全站儀（Electronic Total Station），是一套具備距離（斜距、平距）、高差、垂直角、水平角等多種測量功能于一體的測繪儀器系統，其核心技術為光學測繪技術、電子信息技術及現代化的數據系統。

現階段，全站儀可應用于礦山測量的以下項目：①井上礦山工程測量，主要用于懸高測量、露天礦開采工程測量及工程放樣測量工作中，全站儀具有免棱鏡測量功能，而且數據精度高，能夠用于棱鏡無法到達區域的測量作業中，保證數據精度；②井下礦山工程測量，主要用于豎井定向、斜井及中段平巷施工控制測量、工程放樣測量工作中，能夠為井下工程建設及作業提供精準信息支持，確保生產的安全性及高效性。

3 無人機遙感技術

無人駕駛飛機，簡稱為無人機（unmanned aerial vehicle,UAV），是通過無線電遙控設備及固定程序自主或半自主操控的裝置，具有輕便靈活、造價低的優點。從系統框架上來說，無人機測量系統主要由無人機飛行平臺、具有飛行控制和任務設備管理功能的飛行控制系統、攝影傳感器、地面控制系統組成，一般情況下，人們會選用固定翼無人機，以及EOS 5DMarkⅡ攝影傳感器，經過“需求調研→航線設計→外業航拍→內業處理→成果質量評定”等流程，完成礦山測量作業，在推動數字化礦山建設、加強礦山環境治理及恢復監測、監測礦產資源保護與利用等工作中發揮著重要作用，在礦山開采建設過程中發揮著指導作用，有效保障了生產安全性及環保性。

4 慣性測量系統

慣性測量系統(ISS)是一種在礦山測量中具有較大開發前景的新技術，為工程測量的自動化、智能化提供了技術支持，具備全天候、自動化、機動性高、功能多樣化的優點，常與GPS系統聯合應用。該技術的實施原理為慣性導航原理，在應用過程中可獲取地標物的經緯度、高程、方位角、重力異常和垂線偏差等參數，常應用于礦山控制測量系統構建、設計放樣工作、礦山地表形變監測、礦區地表沉陷監測、礦山井筒及罐道梁的垂直性監測等礦山測量工作中，工作效率高，數據精度完全符合要求。

現階段，慣性測量系統在礦山測量中的開發應用尚處于初級階段，不過在GPS技術基礎上應用ISS，有利于提升其在礦山測量中的利用率。通過“GPS+ISS”組合系統，礦山測量工作人員可實現高精度導航定位，實現對整體大地測量模型進行數據處理的功能，明確獲取地標物的三維坐標和大地水準面，進一步提升定位及導航的穩定性和精確度，具有廣闊的應用前景。

5 結語

礦山測量是礦山開采建設中不可或缺的一個環節，通過礦區車輛控制系統的建立、礦山工程設計放樣及礦區空間數據等圖紙資料的繪制等工作的實施，能夠為礦山開采安全提供保障，確保礦山資源的合理高效開發，通過礦山地表形變監測及地表沉陷預測，能夠有效確保礦區的和諧建設，規避礦山不合理開采危急工人及周圍居民的生命財產安全。整體而言，礦山測量是礦山可持續發展建設中極為重要的一項工作，為了適應礦山科技化發展需求，管理者應該不斷引進新型測繪與地理信息技術，以便獲得更為顯著的工作成果。