測繪新技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用與發(fā)展

岳光波

摘 要：礦山開采技術(shù)日益發(fā)達(dá)，目前已經(jīng)有了能將“電”、“光”、“磁”三種能源中和使用的測繪儀，這一儀器體現(xiàn)出進(jìn)行礦山測量時強(qiáng)大的優(yōu)越性，除此之外，“慣性測量”“空間信息技術(shù)”“全站儀”等技術(shù)也都隨著新技術(shù)的發(fā)展慢慢推廣普及使用起來。這些高科技的介入令礦山測量逐漸被更多人所熟知，礦山測量有了更快的速度以及準(zhǔn)確度，文章對礦山測量進(jìn)行技術(shù)以及方法的討論，供更多同行參考交流。

關(guān)鍵詞：礦山測量；測繪；新技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

測量工藝離不開互聯(lián)網(wǎng)以及相關(guān)儀器的配合，特別是GPS，全站儀等發(fā)揮作用，整個改變了工作人員的工作狀態(tài)和效率，對傳統(tǒng)工藝也是一場全面的革新，儀器的出現(xiàn)使測繪技術(shù)向前進(jìn)步了很多年。礦山測繪本身已經(jīng)成為專業(yè)性較強(qiáng)的一項(xiàng)工作，通常在對有色金屬的開采時，有著不可替代的作用。礦山測量用到多項(xiàng)地理技術(shù)：地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及數(shù)字測圖等多種高新測繪技術(shù)，將先進(jìn)的測繪技術(shù)與礦山測量的具體實(shí)際工作有效的結(jié)合起來，可以使礦山測量更好的服務(wù)礦山開采工作，對于提高礦山測量的效率和質(zhì)量具有重要作用，進(jìn)而促進(jìn)礦山的可持續(xù)發(fā)展。

2 提高礦山測量質(zhì)量的基本措施

2.1 測前必須對儀器工具進(jìn)行認(rèn)真檢驗(yàn)及校正

《礦山測量規(guī)程》第4條規(guī)定：“為了保證測繪成果的質(zhì)量，對測繪儀器、工具應(yīng)加強(qiáng)管理，精心使用，定期檢驗(yàn)、校正和維修。在進(jìn)行重要測量工作前，對所使用的儀器、工具亦必須檢驗(yàn)和校正。”但是在實(shí)際工作中，有的測量人員嫌麻煩，圖省事，對所使用的儀器沒能按規(guī)定進(jìn)行定期檢驗(yàn)和校正，使儀器在非正常狀態(tài)下工作，這就難以保證測量結(jié)果的質(zhì)量。在目前機(jī)電一體化的測量儀器如光電測距儀、陀螺經(jīng)緯儀、全站電子經(jīng)緯儀以及全站儀在礦山測量工作中得到推廣應(yīng)用的條件下，對高精度測量儀器的定期檢核尤為重要。

2.2 對測點(diǎn)要進(jìn)行認(rèn)真檢查和核對

礦區(qū)地形特殊，所以某些水準(zhǔn)點(diǎn)以及三角點(diǎn)地點(diǎn)設(shè)在開采的沉陷區(qū)，屬于死角。礦山因?yàn)槌惺芤欢ǖ膲毫Γ瑢?dǎo)致測點(diǎn)位置移動不明。例如，某一單位的情況如下，主井，副井，風(fēng)井，三個井都深過1000m，有較強(qiáng)的地壓但是頂板狀況不是很好，所以多次移動地點(diǎn)，對于這種情況的地點(diǎn)往往要突出測量工作的必要性，提前測量很重要。根據(jù)《規(guī)程》的要求，每次測量的邊長以及水平角，都會成為下一次工作時，延長導(dǎo)線所要參考的具體數(shù)值，保證達(dá)到要求才能繼續(xù)完成后面的工作，并以此成為延長導(dǎo)線的前提。實(shí)際工作時一些同志往往忽略《規(guī)程》上關(guān)于此工作的要求。一些同志僅僅觀察測點(diǎn)表面斷定沒有移動的情況產(chǎn)生，盲目工作，此情況的出現(xiàn)增加了測量工作的錯誤率，因此，測量時一定要考慮移動因素的存在。

3 測繪新技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

3.1 全站儀在礦山測量中的應(yīng)用

我國目前僅有南方測繪儀器公司生產(chǎn)的NTS-200系列全站儀。全站儀的使用面很大，包括礦山以及其他地面工作的測量，發(fā)展速度很快，全站儀本身既有測距儀的工作優(yōu)勢，也能包含經(jīng)緯儀的工作特點(diǎn)，它表現(xiàn)測量結(jié)果呈現(xiàn)出數(shù)字化較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，它的操作較為便捷，表現(xiàn)出強(qiáng)大的工作性能，能夠利用互聯(lián)網(wǎng)的工作優(yōu)勢發(fā)揮效果，普及性強(qiáng)，測量可應(yīng)用全站儀，這一儀器具備很強(qiáng)的數(shù)字化與智能化的優(yōu)點(diǎn)。

3.2 空間信息技術(shù)及其在礦山測量中的應(yīng)用

空間信息技術(shù)的核心和主體是“3S”技術(shù)，即遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)。以空間信息技術(shù)為技術(shù)支撐，現(xiàn)代測繪儀器、技術(shù)正處于快速的發(fā)展之中。遙感技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用已經(jīng)歷了較長的時間，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。對于航空遙感來說，航空遙感資料可作為進(jìn)行礦區(qū)地形圖測繪的資料源，通過象片校正、目視判讀、野外調(diào)繪等工作，完成地形圖的測繪。較之傳統(tǒng)的測圖方法，利用遙感資料進(jìn)行測圖速度快、成本低、精度高，是一種應(yīng)用極為廣泛的測圖方法。GPS的出現(xiàn)，改變了從前礦山進(jìn)行地面測繪時的工作狀態(tài)，大大提高了測量效果。用這項(xiàng)技術(shù)，能夠?qū)ΦV點(diǎn)的移動，水文情況，幫助形成礦區(qū)控制網(wǎng)，加強(qiáng)水文觀測，輕松完成二次檢測，并幫助改造。GPS目前的功能性日益強(qiáng)大而價格也被普遍接受，所以在礦山測量行業(yè)中炙手可熱，同時礦山測量的地理信息系統(tǒng)，也被叫做“礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)”，受到廣大使用者的好評。

3.3 慣性測量系統(tǒng)及其在礦山測量中的應(yīng)用

慣性測量系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)突出，有自主能動性強(qiáng)，服務(wù)時間無空當(dāng)，工作方法靈活多變等，它作為導(dǎo)航定位工藝，已經(jīng)廣泛地服務(wù)于地面、工程、礦山等工作的實(shí)際測量中。它是利用慣性導(dǎo)航的原理，以同時獲取多種大地測量數(shù)據(jù)（經(jīng)緯度、高程、方位角、重力異常和垂線偏差等）的一種技術(shù)系統(tǒng)。

4 測繪新技術(shù)在綠色礦山和數(shù)字礦山中的作用

4.1 測繪新技術(shù)在數(shù)字礦山中的作用

礦山系統(tǒng)數(shù)字學(xué)從此以后有了新的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，這一技術(shù)能預(yù)測從前經(jīng)常出現(xiàn)而被認(rèn)為是很難預(yù)測的危險，比如水災(zāi)、爆炸、火災(zāi)和沖擊地壓等等，令避免或減少這些災(zāi)害后果出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)，它實(shí)驗(yàn)的對象除了將來可能發(fā)生事件的過程的模擬和預(yù)測，也能重演曾經(jīng)出現(xiàn)的事件，進(jìn)而提出新知識新理論，推進(jìn)新的研究成果的出現(xiàn)。因此可以說它是推進(jìn)礦山工作科學(xué)化的有效力量。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通過人可以接受的方法：看、聽、感、觸等方式，與人進(jìn)行交流，人能夠很方便地操作該系統(tǒng)，工作時間大大縮短。它的本質(zhì)是科學(xué)的電腦用戶接口。

4.2 測繪新技術(shù)在綠色礦山建設(shè)中的應(yīng)用

利用3S集成技術(shù)進(jìn)行礦區(qū)污染情況動態(tài)監(jiān)測已取得了很大的進(jìn)步，在環(huán)境污染調(diào)查、污染狀況監(jiān)測、數(shù)據(jù)管理和分析、污染時空分布規(guī)律研究方面都取得了長足的發(fā)展。例如采用3S集成技術(shù)支持礦區(qū)污染情況調(diào)查時，使用RS獲取礦區(qū)的多光譜遙感圖片，根據(jù)不同污染程度下不同對象光譜特征的差異性原理，解讀出各類污染物的大體分布情況，如水體污染，大氣污染的分布情況。經(jīng)過與礦區(qū)地形圖匹配，根據(jù)污染分析及污染樣點(diǎn)野外采集的要求確定采樣點(diǎn)具體位置。利用GPS-RTK技術(shù)采集野外點(diǎn)的空間精確位置并實(shí)際監(jiān)測各項(xiàng)污染指標(biāo)值。如需要研究污染的時間分布規(guī)律，還可隔一定時間重復(fù)采集數(shù)據(jù)，用于分析。分析時，建立相應(yīng)專題圖層，對采集數(shù)據(jù)分層管理。綜合應(yīng)用GIS擴(kuò)散分析、領(lǐng)域分析、復(fù)合分析等功能建立環(huán)境污染的評價模型，進(jìn)行基于位置的屬性值分析（三維可視化分析）、繪制各類圖件等。可以對GIS功能進(jìn)行必要的開發(fā)，設(shè)計出適合于煤礦環(huán)境演變模擬與預(yù)測的GIS功能模塊，可對環(huán)境因子中重要的要素進(jìn)行回歸分析，利用回歸方程預(yù)測該因素未來的變化趨勢，如果能確定這樣的回歸方程，則可對演變進(jìn)行模擬。

5 結(jié)束語

目前礦山開采工作中，測繪新技術(shù)表現(xiàn)出了突出的適應(yīng)性。現(xiàn)代測繪，這一技術(shù)將全球定位，電腦繪圖，衛(wèi)星遙感等多項(xiàng)技術(shù)融在一起，優(yōu)點(diǎn)突出，例如，24小時參與工作，降低人員勞動力，定位能力強(qiáng)。測繪技術(shù)大大提升了礦山測量的有效度以及精準(zhǔn)度，測繪工作與之前相比有了很大提高。對于測繪技術(shù)的介入，礦山測量效果增加，可控的實(shí)際面積山地大大提升，一方面測繪工作本身發(fā)展進(jìn)一步推進(jìn)，能夠出現(xiàn)新的提議和研究，另一方面礦山的有效價值能夠被開發(fā)，并能進(jìn)行科學(xué)有效的經(jīng)濟(jì)效益轉(zhuǎn)化。

參考文獻(xiàn)

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