礦山測繪中數字化測量信息技術的應用研究

曲國寶

（內蒙古平莊煤業（集團）有限責任公司礦產資源管理部，內蒙古 赤峰 024076）

借助計算機技術的發展，礦井實現了數字化測量技術，并為礦山企業了解其資源儲量和制定開采計劃提供良好的基礎。測量信息技術也能應用在信息數據庫，實現資源的開發。由于原始的礦山測繪領域的技術系統還不完善，用手動操作完成測繪工作。 這種方法與礦企不斷增長的需求相矛盾。在這樣背景下，礦山測繪機構應采用先進的測繪信息技術。不斷完善測量技術，提高采礦業的建設水平，提高煤炭開發的效率。

1 數字化測量信息技術簡析

它是基于計算機信息技術，在工程測量工作中，應用使全站儀，GIS，GPS等先進測量技術，有效地實現了測量和制圖的自動化。使測繪工作采集和處理數據效率得到了極大的提高。因此，數字測量信息技術的應用使傳統的測繪方法向現代化轉型，加速了測繪行業的發展進程。與傳統的制圖技術相比，數字化提供的地形和制圖信息量更加豐富，能更直觀地表示被測要素的真實狀態，并更加準確地表達地質地形和測量數據。為工程應用提供重要參考價值。傳統測量技術本身主要用于礦產資源開采活動，為礦山建設和采掘接替提供良好的測繪服務。由于在煤炭工業的快速崛起，使得礦企正在逐步向轉型發展。同時信息時代的到來，各種信息技術已的應用為各個領域的發展提供了技術支持，促進了煤炭工業的現代化，特別是現代化自動化測繪業的發展。讓測繪工程項目更加完善。當在測繪行業發展過程中，一些專業的測繪機構已開始能夠靈活使用先進的信息技術來創建多功能地理信息網站，所有相關用戶都可以共享到煤炭資源信息，為礦山開采參考。在礦企的測繪勘探過程中，數字測繪技術已和GPS，計算機和全站儀等專業設備聯合使用成為現實。這些技術和設備的應用具備自動收集有關礦山信息，輔助設計軟件并且能實現數據集成和交換的功能，有效地自動制作地圖。因此，數字量測信息技術的應用實現了從手動量測與制圖到數字化測量的轉變。

2 數字化測量信息技術

2.1 GPS測量技術

被用于許多公共服務領域。廣泛應用于電子地圖和數字定位等程序。不僅如此，它還適用于礦山制圖和測繪行業。得益于精確的衛星定位系統的開發，能在任何天氣條件下測量礦區的地形完成掃描。它具有在諸多領域進行合理的分析和數據匯總的功能。對于礦山開采過程中的相關測量部門，通過建立礦場控制網并測量區域的塌陷情況。對建筑物的地理因素的變化，進行實時監視。 GPS技術主要與以原子鐘為核心技術的衛星系統共同作用，并根據地形進行數據計算。通過將GPS技術應用于礦山開采領域，提高礦山開采的準確性，提高礦山開采領域的測量管理水平。

2.2 GIS技術應用

這種技術曾經被稱為第三代地理語言。得益于其強大的中央計算功能，它能處理詳細的信息資源數據，并將地理位置信息和應用方案同時進行存儲。通過匯總信息以及數字信息技術的測量，可以直觀地全面反映地理信息數據和情況。目前，它已經在礦山開采領域得到了廣泛的使用。關于中心位置和地理信息標準的LBS，數字點的定位無法滿足于大多數礦物開采的需求。因此，需要更高級的GIS技術更新，以滿足采礦現場的要求。通過了解GIS 的理論技術，可以說明其在礦山測繪領域中的重要應用價值。它能夠完成空間信息字的存儲，利用高效的軟件操作流程提高工程測繪效率。

2.3 全站儀測量技術

它是一種電子系統的精密儀器，將光學原理與電子技術相結合，以補充地理信息以及數據處理和應用。全站儀也是大型電子測距設備。計算水平角，垂直角等信息，通過經緯度光學結構象限變換處理信息，然后通過自動和半自動系統傳輸數據。對于礦山大型隧道的建設具有很高的安全準確優勢。在施工過程中全站儀可以移動操作的非常方便。其數據指令的相互轉換能有效改善采礦程序的效果，明顯提高技術關聯的標準和礦山勘查數據的配合程度。有的新功能已添加到持續的技術開發中。通過全站儀，可以精確定位礦山位置的三維坐標和方位角數據。最重要的是，它在偏心測量中發揮了巨大的優勢作用[1]。

2.4 CGIS技術

它的原理和特點是用于礦山測繪的數字化系統。是一個全面的設計和管理軟件，專門用于處理礦山的勘測和測繪數據。該系統包括三維模型，數據庫系統和數據庫處理系統。

CGIS模塊是一組主要基于礦山的地理特征（主要是與礦山地理相關的空間特征和屬性）開發的通用空間數據模型。該數據庫系統包括測量和制圖系統、地質管理和儲量管理四個系統。其結構和特定功能如圖1所示。

圖1 數據庫結構圖

CGIS系統通過井下水平控制測量快速生成且高精度，同時能統一坐標系統。由于地下環境有限，通常沿車道鋪設電纜進行測量。通過測量，可以測量每個電纜點的平面坐標路徑的角度，其長度和方位角。CGIS系統能自動完成對所有數據的分析，進行計算和校正，根據這些數據創建空間方向的示意圖，數據模型每個路徑工作面進行的勘測和映射。還可以生成數據報告作為校準位置的參考。CGIS系統使用高程鏈接測量確定各個點的高程，建立統一的水準網絡系統。 通過計算并分析測繪收集的每個點的高度，自動生成井下示意圖，該示意圖可用于確定隧道和地下站點的垂直位置。總之，CGIS系統可以自動分析各種的數據，比如原理圖或數據報告等[2]。

3 礦山測繪中數字化測量信息技術的具體應用

3.1 數字化測量繪圖技術

進行礦山地質勘探的關鍵是繪制投影圖。選擇使用傳統的測量方法，測量工作量大，整體測量精度低。在測量過程中，由于需要記錄各種數據信息，因此需要較長的操作時間，這與當前的快速發展的現代需要存在矛盾。所以選擇使用數字測量技術能夠地提高測量智能水平。在特定過程中，可用的主要技術是使用3D成像技術。它可以整體控制礦山表面地形區域。測量過程中，都需要加強對測量結果的測量。使用三維鏡像技術，網絡技術和多媒體技術結合使數據處理得以虛擬實體化。從多角度讓測量對象可創建3D虛擬現實情景，該效果可以直觀地呈現給技術人員，有助于管理技術人員全面理解地質地貌，這對礦企業而言非常重要。可能更科學的制定采礦計劃。

3.2 礦山開采場地控制測量的應用

針對礦山的一般場地測量。測量的主要內容有：規劃區域和相關的已建設施等。在具體的測量過程中，相關技術人員使用全站儀和計算機的結合，在獲取到測量數據后，根據對獲得的測量數據中包含的信息進行屬性分析，測量應用軟件相配合。使用相對大量的Southern CASS和其他類似的計算機程序進行地圖的繪制。特定地點的的測量工作，應采取特定的措施來全面提高測量數據的準確性[3]。

3.3 場地控制測量的應用

礦山條件相對復雜，尤其我國北方。許多礦企進入了深部開采階段。整體的地質結構相當復雜，地形也不平坦。這種礦山大多數位于山區，控制開采場地的測量工作比較困難。在這種情況下，選擇使用GPS系統來可以更好地解決問題。勘測過程中，在勘測區域中布置測量點，可以選擇GPS系統精確控制測量點的高程，全面提高測量的精度。同樣，可以把最后一個GPS測量點當基點，并逐漸覆蓋開采場地內的所有測量點。

3.4 地下礦山測量中的應用

地下勘測是礦山測量的重點，對全面提高地下地形水平至關重要。 選擇使用防爆數字全站儀進行測量。將精度設為30＂，水平設置為15＂，用閉合導線法來完井下測量工作。同時對地下地質結構進行了必要的控制措施，并根據井下際情況制定了科學的控制方案。草圖繪制過程中，通過獲取草圖可促進井下測量的高質量完成，提高結果的科學性[4]。

3.5 調查數據和結果收集

在對地形進行一系列測量和繪制地圖之后，應收集和匯編信息和圖紙。數據信息可以反應標準測量，并繪制圖形。如果有豐富的調查經驗，就能清楚地驗證其重要性的作用。在其特定空間設計中，進行標準的數字化測量，并可以通過分析不同的條件制定科學的測量計劃。在數字地形和制圖過程中，要執行標準化，完善從地下測量中獲得數據。要以圖像，報告和數據的形式編寫地形報告和制圖。通過先進信息測繪技術的計算測量的結果，把全面的數字集成和綜合的信息匯總，為礦企制定了重要而安全的施工計劃[5]。

3.6 CGIS在礦山地質測繪中應用

3.6.1 數據的存儲和處置

礦山的地形圖生成的測量數據是礦產資源開采的重要依據，應妥善管理和存儲，可以實現可視化。 CGIS系統通過創建防止數據丟失的數據庫，對勘測和制圖收集的信息進行管理和存儲。它的數據庫模塊包括諸如數據輸入、處理、報告和查詢等功能。可以通過計算機網絡交換數據庫數據，實現隨時隨地查看和搜索。

3.6.2 圖形創建和存儲

CGIS集成了強大的圖形創建軟件，該軟件使用測量出來的的地形數據自動創建隧道或工作面的平、剖面圖。把空間數據參數輸入到整個路徑而獲得的測量系統中。可以隨時通過CGIS軟件查看和調用圖表，或是查看和使用相關測量數據報告。這方法非常直觀有效[6]。

4 結語

與傳統測量制圖技術相比，使用數字化測量技術進行內部計算和繪圖具有更強的空間分析和處理能力。 它不僅可以通過計算機模擬，還原復雜的地下地理空間樣貌，還可以以創建非常直觀的立體圖形，將復雜的圖形元素轉換為可以直接共享和存儲數據。 綜上所述，數字測繪技術的應用可以有效提高礦企的測繪效率，提高測繪的精度，為礦產資源開采提供更好的保障。