3S技術在現代礦山測量中的應用研究

隨著信息技術的發展，3s技術也得到了革新，尤其是在GPS、GIS、RS技術上的發展，為現代礦山測量解決了很多問題。隨著社會發展對礦產資源的需求量不斷增加，很多其產量也在提高，就是為了滿足社會的需求。而在礦山的開采中，首先就需要對其進行測量，為后續的規劃設計提供依據；如果采用傳統的人工測量方式，不僅需要花費大量的時間，實際測量所得到的數據也會和實際的礦山出現偏差。而在使用3s技術之后，就能夠很好的解決這些問題，在提高測量的效率時，也能保證測量數據的準確性，為礦山的健康發展起到促進作用。

1 3s技術概述

3s技術是遙感技術、地理信息系統和全球定位系統的統稱，3s技術在整體上屬于空間技術、傳感技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合的技術，由很多中不同的技術共同組成的一種技術，依托這種技術，可以實現對空間信息采集、處理、管理、分析、表述、傳播等效果。因此當3s技術出現之后，就得到了很多行業的廣泛使用，尤其是在礦山測量行業，對3s技術尤為重視。

1.1 RS （遙感技術）

RS（遙感技術）本質上來說就是從高空或者是外層空間接收來自地球表面各類地物的電磁波信息，并且對這些信息自動進行掃描、攝影、處理與傳輸，讓身處地面上的人們可以看到地物的實際表現形式。在礦山的地面沉降監測和地形圖的測繪中，遙感技術的應用是非常廣泛的。在礦山地面沉降監測中，主要采用遙感SAR干涉法和差分干涉法，可以根據雷達信號的特征，獲取金屬礦山表面的三維數據，實現對金屬礦山區面點高程的準確測量。這種技術非常適合礦山的測量，可以一次性地進行測量，自動地對測量到的數據進行分析，以圖像的方式給礦山測量人員展現出數據。

利用氣候傾向法對民和縣30年的平均溫度、年降水量和年日照時數進行統計分析，得出民和縣近30年的氣候變化趨勢。其他分析均采用氣候統計法。

1.2 GIS （地理信息系統）

GIS（地理信息系統），這是3s技術中可以專門管理地理信息的計算機軟件系統，這個系統不僅能夠分門別類、分級分層的去管理各種地理信息，而且還可以對收集到的地理信息進行處理、分析，人們也可以通過這個系統，直接對地理信息進行檢索。因此對于地理信息系統來說，相當于給地面的礦山測量人員提供了一個“可視化”的功能，將遙感技術拍攝到的數據進行處理，以三維圖像直接呈現在計算機上。同時在呈現出的圖像上，還具會同步出現測量到的數據，讓測量人員可以清晰的了解到礦山的實際面積、周圍植被情況等信息。

地理信息處理系統（GIS）主要就是利用計算機系統對地球三維地理分布數據進行采集、儲存和分析等為一體的系統。對于這個系統來說，根據其具體功能與性質上的不同，實際所表現出來的內涵也不同。首先地理信息系統是一個儲存了大量能夠被索引和操作的數據庫系統，在使用之前就對地球上的地理數據進行了收集，當礦山在測量時，直接輸入對應的地理信息數據，就可以呈現出此地的地理信息數據，以此來為礦山測量人員解決各種問題。其次，這種系統也是也給基于計算機技術的工具集合，可以對已經收集到的地理信息進行轉換、處理、存儲和分析，讓測量人員更加清楚的看到礦山的整個情況。最后地理信息系統也可以對既往的地理數據進行再次提取功能，在其內部有一個地理信息數據庫，對地理信息的收集量幾乎涵蓋了地球所有的數據，因此只需要將礦山的信息輸入到GIS中，就可以馬上得到相應的信息

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①通過對礦山的整體測量工作，建立礦區地面控制網和測繪1：500～1：5000的地形圖與礦圖，為后續礦山的建設與開采提供數據。②對礦山地面的各種信息進行收集，如周圍植被、土質、水文條件等；對礦山井下各種工程的施工測量，在礦山建設完成之后，對礦山竣工之后的信息進行測量，保證礦山建設的安全性。③對礦山建設與開采過程中需要用到的工程圖進行編制，依托前期測量到的數據，完成礦山開采與礦體幾何圖的編制。④對礦山中可能存在的地表移動進行觀測與研究，探析礦井下的地質情況，為礦山后續的安全開采提供資料。⑤參加采礦計劃的編制，并對資源利用及生產情況進行檢查和監督。除此之外，在礦山建設與開采中，還有很多階段需要用到礦山測量來對問題進行解決，如主巷道的定向與測量、掘進時中、腰線的給定等，都需要大量的測量工作，才能整體上保證礦山建設的安全性與穩定性

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1.3 GPS （全球定位系統）

GPS（全球定位系統），這是美國在上個世紀70年代開始研發的一種技術，最終與1994年正式建成，能夠實現海、陸、空三維一體的定位需求，同時依托太空中的衛星，可以實現實時定位與導航的功能。我國從2000年也開始建設屬于自己的定位系統——北斗衛星導航系統，發展到現階段也成為了繼GPS、GLONASS的世界第三個成熟衛星導航系統

。全球衛星定位系統主要應用于金屬礦山地表移動監測、地面控制測量、地面碎部測量等模塊。

2 礦山測量概述

而在以往的遙感技術使用上，所采用的是單獨孔徑的雷達，這種雷達在測量過程中很容易受到外界因素的干擾，導致最終呈現出來的圖像模糊、不清楚；因此在使用這種遙感技術時，一般都選在天氣合適的時候。隨著遙感技術的不斷發展，出現了INSAR干涉測量技術的合成孔徑雷達，這種遙感技術的雷達在礦山測量的過程中，受到外界自然因素影響較小，因此可以實時對礦山進行監測，所以也被作為微波遙感發展的一個方向，在現代礦山測量中被廣泛使用。INSAR利用合成孔徑雷達對礦山觀測的幅值和相位信息進行處理，通過干涉相位信息以獲取地表的高精度高程信息，通過對高程信息的利用，就可以實現對礦區整體沉降以及地表變化的監測。由于INSAR測量技術不會受到外界因素的干擾，就可以隨時礦山進行監測，為礦山提供高精度、高可靠性的數據。從這里就可以看出，遙感技術主要的功能就是可以直接給礦山進行“拍照”，而礦山的沉降與地表變化很難通過傳統的測量技術提前預知，并且測量是定期進行的，無法做到實時監測的效果，在一定程度上給礦山的安全建設與開采帶來了安全隱患。通過遙感技術的應用，可以實時對礦山的沉降與地表變化情況進行監測，自動成像，與前期所拍攝的礦山數據進行對比，及時是礦山發生了輕微的沉降或地表變化，也可以通過遙感技術觀測到。以此來避免因為沉降或者地表細微的變化，給礦山的建設與開采帶來安全隱患，提高礦山的安全性

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實驗中使用10 g廁紙約1.50 m，與2 000 mL自來水充分混合(根據實際沖廁紙使用水量推測)，在不同時間段(24、48、72 h)測得COD濃度結果如表1.

3 3s技術及其在現代礦山測量中的實際應用

而地理信息處理系統在礦山測量中的應用，現階段也逐漸向著智能化、自動化發展。GIS具有很強的空間信息分析功能，因此將其使用到礦山的測量中之后，能夠直接將礦山的地理空間以三維的形式建模，在模型上將測量到的各種信息直接標上，便于測量人員對數據進行分析。而GIS一般都使用在礦山的內部結構、緩沖區設立等內容上，在礦山建設的過程中，可以通過對GIS的應用，直接查詢到礦圖的空間屬性；與傳統的分析方法相比，GIS有著效率快、準確度高、可靠性大的特點。

3.1 遙感技術在現代礦山測量中的應用

還原糖含量對醬油風味的形成至關重要，由淀粉質原料分解產生，不僅有助于生色，還能被酵母利用生成醇、酸、酯等香氣成分[25]，是評價醬油品質的關鍵指標。由圖1可知，樣品1～9所含還原糖含量相差甚小，僅樣品7中還原糖含量最高，其含量與空白組相比僅增長了2.8%，結果表明，添加增香酵母對醬油中所含還原糖含量并無顯著影響。與資料報道的添加增香酵母僅加速了還原糖的消耗速率，而對發酵后醬醪中還原糖的含量影響并不明顯[26]一致。

在現代礦山的測量內容上，包括建立礦區地面控制網、礦區地形圖的測繪、礦山施工測量、地表移動沉降等方面；在這些內容上，礦山施工測量是礦山建設與開采過程中為各種工程的施工所進行的測量工作，只有對礦山的測量數據準確，才能讓后續的礦山施工開采更加的安全。所以對于現代礦山測量來說，是礦山開采與施工中較為重要的環節，應當對此引起高度的重視。在現代礦山測量中的主要任務就可以分為以下幾個方面：

3.2 地理處理系統在現代礦山測量中的應用

本文按照35個大中城市2002—2016年平均房價高低，將35個大中城市劃分為低房價區域、中等房價區域和高房價區域三個區域組，進一步考察不同區域地價、房價和物價三者之間的互動關系。估計結果如表5所示：

遙感技術（RS）主要就是依靠電磁波理論，再加上各種傳感器，對地表各種電磁波信息進行接收，然后對這些信息進行集中的處理，最終傳回地面。在現代礦山的測量中采用遙感技術，有著成本低、反應靈敏及信息收集量大的優勢，因此這種技術也常常被用于礦山的測量工作當中。遙感技術在測量礦山的過程中，能夠以宏觀大范圍的形式，對礦區整體數據進行收集，同時依托遙感衛星的支持，可以瞬時對整個礦區進行遙感成像；進而一次性的獲得大面積的礦山基本信息，以便于測量人員更加直觀的了解到礦山周圍的地質情況、植被覆蓋率、地形地貌的等信息。

從上述中就可以看出來，礦山測量是礦山建設與開采中必須經過的一個部分，而隨著礦山測量的不斷發展，現階段在礦山測量中，也形成了一個專門的學科。尤其是在當下，隨著礦山的開采規模不斷擴大，礦山的建設要求提高，使得礦山測量在礦山建設與開采中的重要性越來越被凸顯出來。通過3s技術的應用，可以很好的在地表沉降、礦區地面控制測量、地表移動監測等工作中起到作用；如通過應用3s技術，可以直接建立礦山整體的三維模型，通過GIS技術對RS采集到的數據進行處理分析，在模型上也會同步出現礦山的各種數據，便于測量人員更加清晰的看到測量的數據，同時也可以讓礦山后續的繪圖有準確的數據信息作為支撐

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3.3 全球定位系統在現代礦山測量中的應用

全球定位系統（GPS）隨著計算機系統的不斷發展而完善，現階段GPS被廣泛礦山的測量工作中，為礦業的發展起到了促進作用。而GPS在礦山測量中的應用，主要就是依賴GPS的高精度定位功能，能夠對礦山控制進行測量工作，并且現在的GPS技術已經實現了自動化，能夠自動對礦山的位置進行定位，相比傳統的位置測量有著非常大的優勢性。

現階段使用到礦山測量中的還有GPS-RTK技術，這是一種利用固定與流動的接收機并采用載波相位動態實時差分的方法得到的新的GPS測量方法，這種測量方法最大的優勢性就是具有很高的精準度，一般可以將測量的位置信息精確到厘米級。在應用這個技術的過程中，首先是通過一個固定的基準站，在基準站上有一臺專門負責接受信息的接收機；其次設立流動型的接收機，以便于更好的接收到位置信息。在RTK的作用下，基準站接收衛星發送的數據之后，對觀測值和待定點的坐標信息進行分析對比，同時利用系統對差分進行修正，然后將修正之后的數據再次傳輸給流動站。流動站的主要作用就是接收修正數據與接收衛星數據，將兩者的數據再次進行修正，就可以得到準確的位置信息。相比于單獨采用GPS技術，這種基于GPS技術而衍生出來的GPS-RTK技術，在數據的處理上更加的快速，同時也具有高精度、實時性、效率高的特點。而在礦山的測量工作中，就可以將這種技術使用到礦區工程控制測量、礦山地形地貌測繪及鉆孔放樣等方面

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(1)授課模式的改革：由之前的“理論授課+實驗練習”改為“在線預習+理論授課+課堂討論+實驗練習+在線測試+在線答疑”的方式。

3.4 3s集成技術在現代礦山測量中的應用

隨著3s技術的不斷發展，現目前也出現了3s集成技術，即將三種技術合在一起。3s集成技術首先采用全球定位系統確定礦山的具體位置，規劃出礦山的實際區域，將GPS的地理位置信息數據傳輸給遙感技術；其次利用遙感技術根據GPS傳輸的地理位置信息，捕捉地面的地形地貌數據；最后遙感技術將捕捉到的信息傳輸給GIS，地理信息系統將這些數據進行處理與分析，種種采用三維模型的形式呈現給測量人員。這種3s集成技術，將三種技術的優勢全部都集合在一起，為礦山的測量工作帶來了極大的便利性。所以在現代礦山的測量中，通過對3s技術的應用，可以很好的完成測量工作，同時對于測量的數據準確度也有保證，以此來讓礦山建設與開采更好的進行下去。

4 結語

綜上所述，隨著3S技術的不斷發展，目前在礦山的測量中得到了非常廣泛的應用。由于現代礦山的建設和開采對于各種信息的要求不斷提高，采用傳統的測量技術很難將全部的數據都收集到，將3s技術與傳統的測量技術相比，3s技術可以很好的提高測量的準確和效率。所以3s技術在礦山測量中的應用，為礦山的建設與開采奠定堅實的基礎，通過提高測量的效率、準確度，對礦山進行實時的監測，以此來保證礦山建設與開采的平穩進行。

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