礦山測(cè)繪體系及技術(shù)應(yīng)用探討

梁寶星山西省煤炭地質(zhì)115勘查隊(duì)

礦山測(cè)繪體系及技術(shù)應(yīng)用探討

梁寶星
山西省煤炭地質(zhì)115勘查隊(duì)

摘要：隨著現(xiàn)代衛(wèi)星技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，新的測(cè)繪技術(shù)不斷出現(xiàn)，礦山測(cè)繪體系也逐步形成。特別是GPS和全站儀等先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)和測(cè)繪設(shè)備的不斷發(fā)展，逐步形成了現(xiàn)代化的礦山測(cè)繪新體系和新領(lǐng)域。本文針對(duì)現(xiàn)代礦山測(cè)繪體現(xiàn)及技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討，以期能夠推動(dòng)礦山測(cè)繪技術(shù)的深入發(fā)展。

關(guān)鍵詞：礦山測(cè)繪；測(cè)繪體系；測(cè)繪技術(shù)；應(yīng)用

引言

礦山測(cè)繪技術(shù)在礦產(chǎn)勘查和開(kāi)采過(guò)程中具有重要的意義，測(cè)繪結(jié)果的水平直接影響著開(kāi)采規(guī)劃、開(kāi)采設(shè)計(jì)、開(kāi)采監(jiān)測(cè)和施工安全等。所以建立完善的礦山測(cè)繪體系、應(yīng)用先進(jìn)的礦山測(cè)繪技術(shù)是做好礦山開(kāi)采的前提條件。全站儀、陀螺儀和測(cè)距儀等光電結(jié)合的測(cè)繪儀器在以往的礦山測(cè)繪中發(fā)揮了巨大的作用，隨著現(xiàn)代衛(wèi)星技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，以衛(wèi)星遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)為代表的空間測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)繪中不斷得到應(yīng)用和發(fā)展，這些共同構(gòu)成了現(xiàn)代化的礦山測(cè)繪體系。

一、礦山測(cè)繪體系的基本架構(gòu)

礦山測(cè)繪體系的基本內(nèi)容就是采用現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等，在礦山企業(yè)內(nèi)外部形成一個(gè)集礦山開(kāi)采和礦山管理的應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)要素進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整合，使得礦山管理者能夠更好的對(duì)礦山開(kāi)采和生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、規(guī)劃和管理。這其中先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)和信息技術(shù)是礦山測(cè)繪體系構(gòu)建的基礎(chǔ)。

二、礦山測(cè)繪系統(tǒng)新技術(shù)

1、全站儀測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用

全站儀，又叫做電子測(cè)速儀。是目前應(yīng)用最為廣泛的測(cè)繪儀器之一，其原理主要是利用電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合而設(shè)計(jì)出的光電測(cè)量?jī)x器，在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)y(cè)距儀和電子經(jīng)緯儀的優(yōu)點(diǎn)集于一體。由于全站儀對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)具有自動(dòng)存儲(chǔ)、自動(dòng)顯示和自動(dòng)輸出等功能，所以更加具有智能化和自動(dòng)化的特點(diǎn)。在一些移動(dòng)的測(cè)量目標(biāo)和空間分布點(diǎn)的測(cè)量上具有一定的優(yōu)勢(shì)，被廣泛的應(yīng)用在地面控制測(cè)量、地形測(cè)量、工程測(cè)量、井下測(cè)量上。

2、慣性測(cè)量系統(tǒng)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

慣性測(cè)量系統(tǒng)（ISS）是利用陀螺儀和加速度計(jì)等慣性導(dǎo)航性的儀器組成，主要用于測(cè)定被測(cè)對(duì)象的形態(tài)和空間位置及重力場(chǎng)參數(shù)、經(jīng)緯度、方位角等數(shù)據(jù)。ISS可分為兩大類：平臺(tái)式系統(tǒng)和捷聯(lián)式系統(tǒng)。GPS/ISS組合系統(tǒng)是滿足高精度導(dǎo)航和定位要求的發(fā)展方向之一。這種組合系統(tǒng)可使GPS與ISS的性能得到很多互補(bǔ)，能夠以整體大地測(cè)量模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)確定三維坐標(biāo)和大地水準(zhǔn)面，使定位和導(dǎo)航的精度穩(wěn)定，且顯著提高。慣性測(cè)量系統(tǒng)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用主是在礦山井下測(cè)量中的應(yīng)用，進(jìn)行井下測(cè)量的各項(xiàng)工作。

3、空間信息技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

空間信息技術(shù)即“3S”技術(shù)，主要包括遙感技術(shù)（RS)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)(GPS)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS)。

遙感技術(shù)主要包括衛(wèi)星遙感技術(shù)和航空遙感技術(shù)，目前航空遙感技術(shù)已經(jīng)在很多礦山企業(yè)中得到應(yīng)用，主要是用來(lái)作為地形圖測(cè)繪的重要措施。衛(wèi)星遙感技術(shù)主要是依靠衛(wèi)星定位技術(shù)用來(lái)測(cè)繪地形圖，其主要目的是建立三維圖形，目前基于遙感技術(shù)建立數(shù)字地面模型(DTM)已經(jīng)得到了應(yīng)用，并且得到了較多的研究成果。

全球定位系統(tǒng)技術(shù)(GPS)作為一項(xiàng)測(cè)繪領(lǐng)域具有顛覆性變革的技術(shù)，已經(jīng)成為礦山測(cè)量領(lǐng)域中大地測(cè)量部分的主要測(cè)繪手段之一。其中GPS-RTK(Real Time Kinematic)測(cè)繪技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，主要是一種以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的全新實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)。傳統(tǒng)的礦山測(cè)繪作業(yè)中在遇到地形復(fù)雜或者障礙物的時(shí)候，很容易造成通視困難，從而影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)在遇到以上情況的時(shí)候都能快速準(zhǔn)確的定位，而且放樣精度能達(dá)到厘米級(jí)別。GPS-RTK測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)之一是通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)算出載波的整周未知數(shù)，從而達(dá)到高精度和可靠性的目的，而且與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，無(wú)嚴(yán)格的控制測(cè)量等級(jí)之分。

三、礦山測(cè)繪體系的構(gòu)建

礦山測(cè)繪體系的構(gòu)建主要是指采用現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)，結(jié)合信息技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的采集、處理和應(yīng)用。

1、礦山測(cè)繪體系數(shù)據(jù)的采集

礦山測(cè)繪體系數(shù)據(jù)的采集主要是指利用現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)，將礦山開(kāi)采和生產(chǎn)過(guò)程中所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，例如對(duì)礦區(qū)從整體上獲取三維數(shù)據(jù)和比例尺地形圖；對(duì)礦區(qū)的地面建筑和地下礦井布局進(jìn)行施工測(cè)量和采集影像資料等。在這個(gè)過(guò)程中，要嚴(yán)格審核和檢驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和圖像等信息，確保數(shù)據(jù)的精確度和準(zhǔn)確性，從而為數(shù)據(jù)的正確處理提供保障。

2、礦山測(cè)繪體系數(shù)據(jù)的編輯和處理

礦山測(cè)繪體系數(shù)據(jù)的編輯和處理主要是指將獲得的數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行一定的分析和加工，從而得到可以直接應(yīng)用的成品數(shù)據(jù)，并且將這些成品數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，以便隨時(shí)調(diào)用。例如對(duì)獲得的各種測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，從而得到正確的數(shù)值，以便礦山科學(xué)合理的開(kāi)采；將獲得的圖像影像等制作成規(guī)范化的圖表，并將相關(guān)圖表進(jìn)行歸納，以便隨時(shí)做出對(duì)比分析。

3、礦山測(cè)繪體系對(duì)礦山開(kāi)采的應(yīng)用

礦山測(cè)繪體系對(duì)礦山開(kāi)采的應(yīng)用主要是將加工處理后的結(jié)果及時(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，結(jié)合礦山實(shí)際的開(kāi)采狀況作出下一步的開(kāi)采規(guī)劃、開(kāi)采監(jiān)測(cè)、環(huán)境治理與保護(hù)等，為礦山的生產(chǎn)建設(shè)和發(fā)展戰(zhàn)略決策提供一定的理論和數(shù)據(jù)支持。

總結(jié)

礦山測(cè)繪體系在現(xiàn)代礦山企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，隨著各種新技術(shù)新設(shè)備的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用，如何將新的礦山技術(shù)融入到整個(gè)礦山的測(cè)繪體系中去是每個(gè)礦山測(cè)繪人員所需要深入研究的問(wèn)題。首先要積極推進(jìn)現(xiàn)代化礦山測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用，其次要將現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)繪新技術(shù)相結(jié)合，才能構(gòu)建起一個(gè)集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用為一體的智能化自動(dòng)化礦山測(cè)繪體系。

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