基于測繪新技術的發展及其在礦山測量中的應用研究

尚詩慶

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司高陽煤礦，山西 孝義 032300）

測繪新技術已經廣泛應用到礦山測量當中，這些新技術的研究與創新與當下先進的計算機技術、衛星定位技術等的發展息息相關。全站儀、GPS技術以及慣性測量系統等新的測繪設備不斷涌現并取得快速發展，為礦山測量帶來了一次重大改革。

1 礦山測量新技術概述

礦山測量是一項綜合性較強的技術，其涵蓋了地質學、勘探學、繪制測量等多個學科的內容。礦山測量是采煤工程開工前期的重要環節，其主要為后期的開采運營、礦床開發、采煤的整體布局設計以及煤礦探查等工作做事前相關數據準備工作。現階段，礦山測量工作的主要工作內容是對開采地的地形地貌、實際開采場地的參數以及采礦作業規模等做詳細的測量，通過獲得的測量數據建立二維地質版圖。礦山測量在一定程度上促進了開采效率的提升，并降低了開采成本，在礦業發展中發揮著巨大作用。隨著新技術的不斷革新，測量設備也逐漸與世界先進設備接軌，實現了數據采集的機械化、自動化和數字化，數據的傳輸和使用更加多元化。現代化的測量設備對于實際開采中的干擾因素有很大的抵抗能力，可以大大提升測量數據的精確度。除此之外，現代化設備的引入極大地改變了傳統的測量模式以及測量方法，有效地提升了測量速度和效率。下面，本文將對測繪新技術以及在礦山測量中的應用進行詳細的介紹。

2 測繪新技術在礦山測量中的應用與發展

2.1 全站儀及其在礦山測量中的應用

2.1.1 全站儀簡述

目前礦山測量應用的主要測量設備中應用最為廣泛的就是全站儀，它是光學技術和電學技術結合而研究發展的設備，其主要是應用光電掃描度盤，自動記錄數據并顯示。其測量過程簡單，誤差較小。全站儀的內部測量軟件非常多，可以簡化測量程序，有效提升測量精度和效率。在實際的測量過程中，只要進行一次全站儀設備的安裝就可以完成所測點的水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差等的測量。

2.1.2 全站儀在礦山測量中的應用

全站儀可以實現所測點的角度以及距離的測量，并且將測量結果以數字化的形式體現，并且其內部的測量軟件可以將所測數據進行分析處理，利用計算機進行傳輸，操作簡單，有很強的適應性且性能穩定。因此，利用全站儀可以建立煤礦數據的采集、傳輸以及處理系統。除此之外，利用全站儀還可以實現測距的發射軸、接收軸以及望遠鏡準軸三軸共軸，可以實現移動目標和空間點的測量，極大地提高了測量效率和精度。全站儀不僅僅可以實現對礦區地面、地形的測量，還可以測量露天或者井下的煤礦生產及建設，完成對煤礦地表移動的監測。

2.2 空間信息技術

全球定位技術（GPS）、空間集成技術（RS）以及地理信息技術（GIS）三種技術的組合即空間信息技術，該技術將成為未來礦山測量的主要發展趨勢。RS技術也可以稱為遙感技術，主要包括航空遙感和衛星遙感兩部分，利用遙感技術可以對地表數據進行收集和分析處理，從而獲得測量數據。GPS技術是目前礦山測量新技術中的主要測繪技術，其可以全天候作業，而且測量精度高，并且具有靈活性。GPS技術不僅僅在礦山測量中具有很大優勢，在工程測量、交通導航以及環境監測中也發揮著巨大作用，是目前最具發展潛力的新技術。與傳統的測量技術相比，GPS技術可以對礦山進行任意點測量，并且還可以進行三維定點，對礦山數據處理以及誤差都有一定的改善。GIS技術可以實現空間地理數據的處理、采集以及分析，極大地提高了測量數據獲得以及計算的精準度。GIS技術與GPS技術相結合可以對礦山安全問題進行檢測，并且可以對礦山巖石的具體分布情況以及地質移動情況進行監控，實現礦山數據的動態檢測。根據以往收集的綜合檢測數據，并結合GPS測量標準誤差表（表1），利用GIS中的建模計算，可以實現空間信息數據的有效整合，從而更高效地定位空間地理坐標，使數據處理更加準確，礦山測量結果精度更高。

表1 GPS測量標準誤差表（m）

2.3 慣性測量系統在礦山測量中的應用

慣性測量系統的工作機理主要是利用導航定位技術對礦山數據進行測量，其最大的特點是自主性和多樣性，在實際的礦山測量中，慣性測量系統主要應用于礦山井下測量。慣性測量系統為礦山測量提供了更加自動化和全能性的技術支持。慣性測量系統主要可以分為平臺式系統和捷聯式系統，將慣性測量系統與GPS系統相結合可以形成一個新的測量系統，該系統的主要發展方向為高精度和定位。這主要是由于慣性測量系統與GPS系統組合，兩者可以完美互補，從而實現礦山數據的測量與處理。另外，兩者結合還可以確定礦山的三維價值以及水準面，有效保證了定位和導航精度的穩定性。

2.4 懸掛羅盤在礦山測量中的應用

懸掛羅盤的應用主要是在地勢較狹小，角度比較大的礦井中，其主要的特點是體積小，便于攜帶，而且操作簡單，測量點之間沒有聯系，且不受空間的限制，是目前礦山測量應用的主要設備之一。為進一步提升羅盤測量的精確度，在其具體的使用過程中應遵循以下操作步驟：（1）基本數據的測量和計算。將懸掛式羅盤與計算機技術相結合，完成礦山傾斜角度、傾斜長度以及方位角的測量，從而計算出礦山的高差及坐標值；（2）轉化懸掛式羅盤的坐標數。主要是為了方便計算，可以應用統一的計算公式將測量的數據轉變成平面坐標數；（3）依據磁方位角等于坐標方位角與改正角之和的計算原理，測量礦山的最初磁方位角。

2.5 三維激光掃描在礦山測量中的應用

三維激光掃描技術與常規的測量技術最大的不同點就是三維激光掃描技術不需要操作人員到實際的測量點進行測量，僅僅通過遙感操控就可以完成礦山的測量，其主要工作原理是利用激光發射點對礦山進行激光掃射，然后根據激光反饋的數據建立三維模型，從而完成礦山遠距離的測量。相對而言，三維激光掃描技術的硬件設備科技含量非常高，具有較高的抗干擾能力，而且操作簡單安全性能好，測量參數穩定，數據精確度也很高。利用三維激光掃描技術可以極大地提高礦山測量的工作效率并且降低測量成本。目前，三維激光測量技術已成為我國礦山測量中必不可少的測量方法之一。

3 結語

礦山測量技術發展迅速，對于測繪技術的轉型和創新具有非常大的促進作用，先進的計算機技術以及設備儀器的研究極大地推動了測量工作的發展。各相關單位需要加強測繪新技術的應用，并不斷的探索與創新，以獲得更大的突破。