現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

段洪偉

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘察局五總隊(duì)，貴州 安順 561000）

自20世紀(jì)中葉以來(lái)，我國(guó)的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及激光掃描等技術(shù)發(fā)展以及快速。伴隨著我國(guó)航天微信的快速發(fā)展以及定位技術(shù)的普遍應(yīng)用，推動(dòng)了現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，一系列新興現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，推動(dòng)了礦山測(cè)繪高效低成本運(yùn)作，為礦山安全生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。基于此，本文以礦山測(cè)量為研究對(duì)象，總結(jié)現(xiàn)階段礦山測(cè)量中常用的現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)，為提高礦山測(cè)量效率提供幫助。

1 常見(jiàn)礦山現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)

1.1 全站儀技術(shù)

傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)以光學(xué)經(jīng)緯儀測(cè)量為主，是借助光學(xué)度盤進(jìn)行人工讀數(shù)的測(cè)繪方法，該方法不可避免的出現(xiàn)讀數(shù)誤差。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，將光學(xué)度盤換為光電掃描度盤，形成了現(xiàn)代化的全站儀測(cè)繪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了將人工光學(xué)測(cè)微讀數(shù)代之以自動(dòng)記錄和顯示讀數(shù)，使測(cè)角操作簡(jiǎn)單化，且可避免讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。與傳統(tǒng)的光學(xué)經(jīng)緯儀測(cè)量技術(shù)相比，現(xiàn)代化的全站儀顯著的提高了測(cè)量精度，其使用條件也明顯的得到了改善，如免棱鏡全站儀的應(yīng)用等。全站儀測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用是極為普遍的，礦山測(cè)量分為地表測(cè)量和地下測(cè)量?jī)刹糠郑渲械乇頊y(cè)量可以借助其他現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)代替，而地下測(cè)量部分應(yīng)受限于測(cè)量環(huán)境、衛(wèi)星信號(hào)等問(wèn)題，限制了其他技術(shù)的應(yīng)用。因此，全站儀技術(shù)廣泛的應(yīng)用于礦山地下工程的測(cè)量中。在測(cè)量過(guò)程中，將地表坐標(biāo)系統(tǒng)引入到地下，可以獲得地下工程展布方位，巷道的掘進(jìn)方向以及樣品采集過(guò)程中的放樣工作等。此外，對(duì)于地表鉆孔點(diǎn)的布設(shè)，樣品采集等工作，通常也使用全站儀，與其他測(cè)繪技術(shù)相比，在上述工作中全站儀具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

1.2 慣性測(cè)量技術(shù)

慣性測(cè)量技術(shù)是以GPS定位技術(shù)為基礎(chǔ)的新興測(cè)量技術(shù)，逐漸廣泛的應(yīng)用于礦山測(cè)量中。該技術(shù)具有寬泛的使用條件，能夠適應(yīng)于礦山復(fù)雜的工作環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)礦山內(nèi)部地質(zhì)體形變監(jiān)測(cè)等，提高了礦山安全生產(chǎn)的系數(shù)保障[2]。此外，借助慣性測(cè)量技術(shù)可以準(zhǔn)確的獲得礦山各個(gè)備點(diǎn)的地理坐標(biāo)，進(jìn)而制作成基礎(chǔ)模型，能夠獲得效果更好的3D礦山模型。慣性測(cè)量具有更加高的測(cè)量精度，能夠滿足現(xiàn)代化礦山建設(shè)的基本需求。

1.3 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在礦山放樣、探礦工程放點(diǎn)以及礦山地形圖的測(cè)繪等工作中。其中，礦山樣品的采集及分析研究工作是深部找礦以及布設(shè)探礦工程的依據(jù)，因此，礦山采樣工作必須要求較高的精確度，而GPS-RTK技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、效果高的特點(diǎn)，可以更好的完成礦山放樣工作，在具體操作過(guò)程中僅需工作人員將相應(yīng)的坐標(biāo)輸入到電子手簿中，在礦山來(lái)通過(guò)走動(dòng)定位就可以完成放樣工作，所獲得放樣點(diǎn)的精度較高，能夠滿足礦山生產(chǎn)的基本需求。GPS-RTK技術(shù)在土方工程量驗(yàn)收中具有優(yōu)越的應(yīng)用效果，在分析礦山日開(kāi)采量和預(yù)先設(shè)計(jì)開(kāi)采量之間的差異時(shí)，該技術(shù)可以在4s的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)控制點(diǎn)的測(cè)量工作，且控制點(diǎn)的精度可達(dá)厘米級(jí)，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出實(shí)際的開(kāi)采量，為進(jìn)一步完善和安排下一階段的開(kāi)采計(jì)劃提供可靠的數(shù)據(jù)。此外，該技術(shù)還可以應(yīng)用于礦山地面沉降監(jiān)測(cè)，礦山生產(chǎn)過(guò)程中地下采礦工程勢(shì)必會(huì)引起地表土體結(jié)構(gòu)的改變，導(dǎo)致地表沉降或者形變產(chǎn)生，因此，加強(qiáng)礦山地表沉降和形變監(jiān)測(cè)是提高礦山生產(chǎn)環(huán)境安全的基礎(chǔ)。

GPS-RTK技術(shù)具有較高的測(cè)量精度，能夠獲得實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)，因此可以實(shí)現(xiàn)地表形變的監(jiān)測(cè)工作。

1.4 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)、動(dòng)態(tài)定位技術(shù)、影響融合技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)主要應(yīng)用于礦山地形圖的測(cè)繪工作。礦山地形圖測(cè)繪具有精度要求的特點(diǎn)，是為礦山安全生產(chǎn)以及礦山建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐資料，因此，對(duì)礦山地形圖的測(cè)繪精度有著更加嚴(yán)格的要求。無(wú)人機(jī)技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得礦山范圍的影像圖，在影像圖的基礎(chǔ)上借助圖像處理技術(shù)等獲得精度高的地形圖，不僅節(jié)約了大量的人力、物力資源，更是節(jié)約了測(cè)繪成本。因此，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在礦山地形圖測(cè)量中具有較為廣泛的應(yīng)用前景。

1.5 空間信息技術(shù)

空間信息技術(shù)是一項(xiàng)新興的現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)，是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)上的測(cè)繪技術(shù)，其核心內(nèi)容有地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、現(xiàn)代化通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及遙感技術(shù)，也就是以“3S”技術(shù)為基礎(chǔ)建立的空間信息技術(shù)。空間信息技術(shù)在測(cè)量數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)和管理等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)受測(cè)繪條件限制較小，能夠適應(yīng)于全天候、無(wú)需通視等條件的測(cè)繪工作，具有快速的數(shù)據(jù)處理流程以及高精度的測(cè)量結(jié)果[3]。因此，空間信息技術(shù)可以獲得準(zhǔn)確的礦山地質(zhì)條件信息，也能夠?qū)崿F(xiàn)礦山生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為礦山資源信息共享平臺(tái)的建設(shè)提供了基礎(chǔ)。

1.6 數(shù)據(jù)測(cè)圖技術(shù)

礦山測(cè)量的最終結(jié)果要以地形圖等的形式表達(dá)出來(lái)，因此數(shù)據(jù)測(cè)圖技術(shù)的應(yīng)用極為重要。在數(shù)據(jù)測(cè)繪過(guò)程中首先要完成礦山所在范圍的數(shù)據(jù)采集工作，但是受限于該技術(shù)具有較低的測(cè)量精度，因此通常與CAD軟件配合使用，能夠有效的提高測(cè)圖技術(shù)的精度。將經(jīng)過(guò)CAD軟件處理過(guò)的數(shù)據(jù)在礦山圖紙中進(jìn)行投射，就可以獲得較高精度的地形圖。數(shù)據(jù)測(cè)圖技術(shù)與其他現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)相比，具有操作復(fù)雜，精度較低的特征，因此，該技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用不廣泛。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在礦山進(jìn)行開(kāi)采利用之前以及開(kāi)采利用過(guò)程中均要進(jìn)行不同目的任務(wù)的測(cè)量工作，而測(cè)量成果精度高低是影響測(cè)量整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。隨著我國(guó)社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源需求量的逐漸增加，礦山開(kāi)采環(huán)境逐漸由地表變化地下為主，使得礦山生產(chǎn)環(huán)境更為復(fù)雜，導(dǎo)致礦山測(cè)量工作的難度也明顯增加，對(duì)礦山測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高。因此，使用現(xiàn)代化高精度的測(cè)繪技術(shù)是礦山測(cè)量領(lǐng)域今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)以及無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，各類現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用而生，推動(dòng)了礦山建設(shè)的快速發(fā)展。