淺談數字化測量技術在礦區地質測量中的應用與發展

羅喜亮

（黑龍江省地質調查研究總院齊齊哈爾分院，黑龍江 哈爾濱 150036）

礦產信息的數字化，不僅需要將數字化技術設備作為礦區地質測量的硬件支撐，也要學習數字化技術中高效的測量技術思維，將其應用到傳統礦區地質測量當中，打破原有社會體系的局限性。先進科學技術的引入，是建成現代化礦區地質測量體系的核心。1 礦區數字化測量技術概述

（1）礦區地質測量數字化的基本現狀。數字化測量，是指利用現代計算機技術或通訊手段，在礦山的勘探、生產、運營過程中建立完善的數據采集與計算系統。這樣的系統可以將礦山中的各項生產經營活動數字化，不僅更加方便了對礦山生存的管理，也有利于對工作進行調度。

（2）數字化測量技術的典型優勢。通常來看，數字化測量技術在礦山測量中應用具有四點突出的優勢其對礦山的動態檢測具有很高的指導作用，首先，數字化測量的效率顯著地高于傳統測量技術；數字化測量技術中的制圖三維可視技術，可以更好的降低測量的勞動強度，在計算機中更加直觀的反映出礦山的地質特點以及礦業生產所必須的相關要素信息；數字化測量技術可以將現有的安全生產監測系統相關聯，通過計算機網絡通信協議，使得數據結構差異很大的系統之間實現通信，進而整合更加復雜的礦業工程。

（3）數字化測量在礦區測量中的應用意義。礦區測量的數字化，不僅是指在礦產資源勘探中使用數字化技術，并且要將礦山地面井下以及礦產資源開采的各種動靜態信息全面數字化，再利用三維可視化技術展現出來。這其中需要用到計算機網絡、自動定位、空間技術和導航技術等各類尖端技術，綜合考慮礦山、生產、經營、管理、資源、安全等各類因素，能夠更好的提高企業的整體效益，使礦區開采、勘探更加具有市場競爭力。將礦區地質測量技術數字化，不僅可以改變傳統礦山的生產方式，還能夠為礦山科學技術的發展提供動力，提高礦山規劃管理的綜合能力。

2 數字化測量技術在礦區地質測量的應用

（1）數字測量技術在礦區地質測量中的應用原則。在礦區地質測量中應用數字測量技術，首先要遵循幾個原則：最基本的層次需要將礦產中的固本信息，如水文信息、礦山儲量、地貌構造等數字化，使用三維坐標刻畫礦上的整體面貌。在完善礦山固本信息數字化的基礎上，可以進一步開發與礦山運營相關的數字化信息。更進一步的還可以深入引進現代計算機自動控制技術，進一步提高礦產企業的運作效率。

（2）GIS技術在礦區地質建模中的應用。物聯網技術就是通過設計信息傳感設備，按照統一的通信協議把需要聯網的物品與虛擬網絡連接起來，以進行信息的采集交換與通信，為計算機識別定位跟蹤管理提供信息依據。利用互聯網技術建立礦區結構監測系統，實質就是要對礦區的安全環境設備工作狀態以及礦山災害風險三個方面進行感知，是實現生產自動化的基礎。礦山物聯網首先應當能夠讓用戶快速從礦井三維GIS中了解當前礦井的生產狀況，因此，物聯網設備應當對系統的通風、運輸、排水、供電等線路狀態進行檢測，例如對回采工作面掘進工作面位置進行定位，并能夠查詢過去任意時期礦井的總體狀況。同時物聯網技術為應當能夠實現三維礦圖的實時更新，保證與礦井井下狀況一致性，在此基礎上，對礦區進行整體調度指揮就更為方便。

（3）物聯網技術在礦山結構監測中的應用。GIS系統，即地理信息系統，是一種特殊的空間信息系統。在礦區測量中，建立完善的GIS系統，可以實現礦山地形地物開拓集采掘工程的三維動態顯示，實現諸如礦石儲量按自然類型品質空間等分割計算。GIS平臺的開發與礦山數字信息的建模相輔相成，為此，首先要利用數字技術建立完善的礦床模型，首先利用礦山地質勘探、地鉆、物化探的原始數據，利用計算機系統將其數據化，建立原始的地質資料模型，接著利用礦山地表及井下采礦系統的原始數據和剖面圖、平面圖建立相關的礦區測量數據庫，接著利用礦業軟件構造礦床模型，對不同塊段的礦產的儲量品位進行建模，再根據已知的礦體模型，結合礦區地層特點總結和分析規律，進行更加深入的找礦預測和采礦規劃工作。

3 數字化技術在礦區測量中的展望

要將礦業開采技術進行更加全面的數字化，就需要引進和研發更加有效的關鍵技術，主要包括區系統開發以及決策管理的兩個方面。

（1）礦山數據采集與挖掘技術。礦區數據具有復雜性、海量性、不確定性和動態性的特點，因此要保證數據測量的精度就必須研究更加新型的數據挖掘和儲存技術，在數據挖掘方面，系統應當更加具有預測性，能夠發掘礦山數據所隱藏的規律。

（2）礦山模型可視化技術。對于采集與挖掘到的礦山數據，要能夠更加直觀的提供給決策者，才能夠有效發揮數據的意義，為此礦山模型的可視化顯得極為重要。基于鉆孔、物探、測量等技術的三維地學模擬可以實現數據的動態更新與維護，對地層的礦山實體和采礦活動能夠進行更加真實的可視化再現。

（3）快速定位與無線傳輸技術。在礦區地下測量過程中，如何在衛星信號不能達到的地下礦井進行測量是一個傳統難題，為此可以開發除了傳統陀螺定向以外的新型快速定位與自動導航技術，例如正在研發過程中的影像匹配技術等。同時除了寬帶網絡以外，可以開發更加快速準確清晰的礦井底下通信技術，以更加準確的了解礦井下的各項環境指標與作業參數。

（4）采礦機器人技術。礦山的自動化層面，要想真正實現數字化，就要打破傳統關于采礦機器人個體的觀念，要從礦山采掘的自動控制、協調維護特點去設計新一代的智能采礦機器人，結合機器人的通訊與數字化優勢，實現整個礦區的全過程全周期數字化管理，真正做到礦區測量的全面數字化。

4 結語

隨著信息技術的快速發展，數字化技術在未來礦區地質測量中的應用必將越發廣泛。因此，如何開發更加先進的數字化測量技術，提高礦區生產經營活動的效率是相關研究人員需要解決的問題。本文僅針對當前礦區地質測量中存在的問題以及數字化技術的應用現狀，提出一些措施并進行討論，對相關研究工作的進行具有一定的參考意義。

[1]黃小紅．淺談數字化測繪技術和地質工程測量的發展應用[J]．低碳世界,2016(27)：125-126．

[2]施偉．淺談數字化測繪技術在地籍測量工程中的應用[J]．建筑工程技術與設計,2016(4)．