金屬礦山開采工程數(shù)字化測(cè)量體系構(gòu)建

謝遠(yuǎn)錦

（江銅集團(tuán)銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 德興 334201）

礦山開采工程的測(cè)量是一項(xiàng)既具專業(yè)性又具技術(shù)性的工作，在測(cè)量的過程中需要各種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，當(dāng)測(cè)量技術(shù)上出現(xiàn)問題，必定會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而影響礦山的開采。在數(shù)字化的時(shí)代背景當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等融入到礦山開采工程的測(cè)量當(dāng)中，通過各項(xiàng)技術(shù)的加入，構(gòu)成一個(gè)完成的數(shù)字化測(cè)量體系，從而提升礦山開采工作的效率和質(zhì)量[1]。礦山開采工程數(shù)字化的測(cè)量技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是對(duì)三維可視化技術(shù)、空間信息技術(shù)、數(shù)字化繪圖技術(shù)以及測(cè)量數(shù)據(jù)資料的數(shù)字化處理技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的融合，主要作用是對(duì)礦產(chǎn)資源的準(zhǔn)確定位，提高開采工作的效率，并在數(shù)字管理上實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化的目的。

1 構(gòu)建金屬礦山開采工程數(shù)字化測(cè)量體系

1.1 數(shù)字化測(cè)量體系關(guān)鍵技術(shù)

金屬礦山開采工程數(shù)字化測(cè)量體系構(gòu)建所需的關(guān)鍵技術(shù)主要包括空間信息技術(shù)和三維可視化技術(shù)。空間信息技術(shù)主要是利用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)以及全球定位系統(tǒng)構(gòu)成的3S技術(shù)，在礦山開采工程的測(cè)量當(dāng)中應(yīng)用具有良好的時(shí)效性和先進(jìn)性[2]。通過全球定位系統(tǒng)對(duì)開采位置進(jìn)行測(cè)量可以明前提高測(cè)量的精確度和靈活性，且不需要考慮測(cè)量過程中測(cè)量點(diǎn)的通視問題，測(cè)量也不會(huì)產(chǎn)生誤差的累積。利用遙感技術(shù)對(duì)測(cè)量信息進(jìn)行掃描或投影等處理，對(duì)地表地物信息進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制可識(shí)別，不僅可以使礦山測(cè)繪工作的精確度提高，同時(shí)還可以完成對(duì)礦山周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬礦山大面積的測(cè)量。利用地理信息系統(tǒng)，將礦山地理空間上的結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，并根據(jù)地理模型分析防范，以此為礦山的開采提供多種空間以及動(dòng)態(tài)上的地理信息數(shù)據(jù)支撐。

金屬礦山開采工程測(cè)量中的三維可視化技術(shù)主要是用來描述與理解礦山表面及地下各種地質(zhì)現(xiàn)象特征的技術(shù)手段，同時(shí)也是各種數(shù)據(jù)體的另一種表征形式。三維可視化技術(shù)主要分為三個(gè)步驟，首先是對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的采集，通過三維激光掃描設(shè)備對(duì)礦山的地形進(jìn)行掃描，可以有效獲取到礦山開采的現(xiàn)狀點(diǎn)、云影像等重要的信息。第二步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過去噪、數(shù)據(jù)拼接以及三維建模完成對(duì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)性的處理工作。利用專業(yè)的處理軟件可以完成真實(shí)、準(zhǔn)確的礦山三維模型。第三步是建立數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，使礦山開采工程的測(cè)量和生產(chǎn)管理能夠在不同的環(huán)境及地點(diǎn)下，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)金屬銅礦山的空間位置、設(shè)備屬性等信息的查詢和管理。

1.2 數(shù)字化測(cè)量數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

在構(gòu)建數(shù)字化測(cè)量體系時(shí)，要利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對(duì)金屬銅礦山開采工程中的各類測(cè)量數(shù)據(jù)、專業(yè)庫及資料庫等進(jìn)行統(tǒng)一的管理，方便測(cè)量人員有序的完成對(duì)相關(guān)測(cè)量資料的存儲(chǔ)，同時(shí)數(shù)據(jù)庫將實(shí)現(xiàn)多種形式的查詢方法和統(tǒng)計(jì)，方便測(cè)繪人員能夠更加準(zhǔn)確。

測(cè)量成果的管理是以金屬礦山開采工程的測(cè)量路線為基礎(chǔ)，顯示測(cè)量結(jié)果表中的內(nèi)容，管理人員可以對(duì)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行修改或刪除等；資料的管理是對(duì)與測(cè)量結(jié)果相關(guān)的各個(gè)方面的資料信息進(jìn)行管理；統(tǒng)計(jì)報(bào)表是根據(jù)測(cè)量結(jié)果庫中的數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和報(bào)表的輸出。

1.3 數(shù)字化測(cè)量數(shù)據(jù)處理

結(jié)合金屬礦山的實(shí)際生產(chǎn)要求，在本文的測(cè)量體系中數(shù)據(jù)處理主要包括對(duì)多元數(shù)據(jù)的采集、輸入和統(tǒng)一管理；對(duì)礦山測(cè)量數(shù)據(jù)的處理和分析；對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)；對(duì)圖像的生成、編輯和處理；對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的輸出和應(yīng)用。數(shù)據(jù)是礦山開采工程測(cè)量中的重要組成，其來源多種多樣，包括了遙感圖像數(shù)據(jù)、實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)資料等，因此對(duì)礦山測(cè)量數(shù)據(jù)的處理是一項(xiàng)具有多元、多尺度的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。由于數(shù)據(jù)在形成的過程中，通過時(shí)間的累積，格式不統(tǒng)一，精確度也各不相同，因此對(duì)于數(shù)據(jù)的選取、采集和輸入都要保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

在進(jìn)行測(cè)量工作中，為了保證數(shù)據(jù)處理的精度和可靠性，需要對(duì)工程控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的測(cè)量需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，工作量相對(duì)較大，并且使用的編制軟件會(huì)涉及到更多的數(shù)值計(jì)算，同時(shí)可視化也沒有很好的體現(xiàn)，因此本文構(gòu)建的測(cè)量體系選用一種將可視化與數(shù)值的計(jì)算融為一體的軟件，具有對(duì)數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算等數(shù)據(jù)處理功能。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析

為了驗(yàn)證本文構(gòu)建的金屬礦山開采工程數(shù)字化測(cè)量體系的作用，將加入該體系的測(cè)量方法與傳統(tǒng)的測(cè)量方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在同一時(shí)刻，對(duì)同一金屬礦山進(jìn)行測(cè)量，比較兩種方法的測(cè)量時(shí)間，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄為表1。

表1 兩種方法測(cè)量結(jié)果對(duì)比

從表1中可以看出，通過對(duì)4組數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，本文方法的用時(shí)均短于傳統(tǒng)方法，因此可以說明，加入本文構(gòu)建的數(shù)字化測(cè)量體系可以有效縮短礦山開采工程的測(cè)量時(shí)間。同時(shí)，在進(jìn)行測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn)，加入數(shù)字化測(cè)量體系后，可以增加對(duì)礦山測(cè)量的范圍，使礦山開采工程的測(cè)量更加全面。

3 結(jié)語

加入數(shù)字化測(cè)量體系后，可以有效提高礦山開采的工作效率，但還需相關(guān)企業(yè)對(duì)測(cè)量工作的認(rèn)識(shí)提高，以及加強(qiáng)對(duì)測(cè)量人員技術(shù)水平的培養(yǎng)。以礦山測(cè)量人員的測(cè)量技術(shù)提高作為促進(jìn)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)，為礦山的建設(shè)以及安全生產(chǎn)提供有利條件。同時(shí)，企業(yè)還需注重新技術(shù)的引進(jìn)，意識(shí)到測(cè)量質(zhì)量管理的重要性，才能保證礦山開采工作的持續(xù)發(fā)展。