淺談傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的比對

張?zhí)蚁?/p>

（太原市東山煤礦有限責(zé)任公司，山西 太原 030043）

1 傳統(tǒng)制圖與基于CAD的礦圖制圖

為了滿足煤炭生產(chǎn)建設(shè)的需要，礦山測量人員必須及時繪制準(zhǔn)確、完整、美觀的礦圖。所謂及時就是測繪工作要先行，為礦井的規(guī)劃設(shè)計與各項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)迅速提供必要的測繪資料；隨著巷道開拓掘進(jìn)與煤炭資源回采工作的進(jìn)展，測量人員要及時填繪礦圖，以保證礦圖的現(xiàn)實(shí)性。準(zhǔn)確包括每個礦井必須具有一套完整的礦圖，每張圖上的內(nèi)容完整無缺。美觀包括所繪內(nèi)容布置適當(dāng)、線條光滑、著色均勻、字體工整。

傳統(tǒng)的礦圖繪制方法是手工制圖。手工繪圖由于勞動強(qiáng)度大，成圖速度較慢，已越來越不適應(yīng)礦山生產(chǎn)建設(shè)的要求。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)及其外圍設(shè)備的逐漸普及，特別是計算機(jī)繪圖軟件的不斷完善與功能的日益強(qiáng)大，計算機(jī)繪制礦圖將逐漸取代傳統(tǒng)的手工繪制礦圖。

與傳統(tǒng)的手工繪圖相比，計算機(jī)繪制礦圖可以任意進(jìn)行礦圖的分解或合成，隨時動態(tài)修圖和填圖，圖件可按要求任意放大或縮小，可隨時復(fù)制，圖件資料可數(shù)字化存貯、保存，可通過網(wǎng)絡(luò)圖形信息，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，具有無可比擬的優(yōu)越性。

2 傳統(tǒng)儀器與現(xiàn)代先進(jìn)儀器設(shè)備

2.1 傳統(tǒng)羅盤與現(xiàn)代先進(jìn)儀器設(shè)備全站儀

傳統(tǒng)羅盤是測量工作中必不可少的一種工具，借助羅盤可以定出方向，觀察點(diǎn)的所在位置，測出任何一個觀察面的空間位置，同時測出巷道的坡度。

隨著礦井機(jī)械化程度的提高和井下金屬設(shè)備的增多，羅盤儀器量磁方位角的失靈現(xiàn)象日趨明顯,有金屬、電器設(shè)備較集中的工作面尤為嚴(yán)重。

與傳統(tǒng)羅盤相比，全站儀不僅不受這些因素的影響，而其又是一種可以同時進(jìn)行角度（水平角、豎直角）測量、距離（斜距、平距、高差）測量和數(shù)據(jù)處理，由機(jī)械、光學(xué)、電子元件組合而成的測量儀器。全站儀配有供數(shù)據(jù)輸出的端口能夠?qū)?shù)據(jù)或程序從計算機(jī)輸?shù)絻x器中，以便對儀器的軟件進(jìn)行更新，甚至，通過計算機(jī)和儀器的連接，將儀器作為終端，由計算機(jī)中的程序?qū)x器進(jìn)行實(shí)時控制操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向流動。此時，全站儀已不僅僅是一臺孤立的儀器，它和計算機(jī)、軟件，甚至一些通訊設(shè)備(如電話、傳真機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等)一起，組成了一個智能型的系統(tǒng)。

2.2 大平板儀與現(xiàn)代先進(jìn)儀器設(shè)備全站儀

大平板儀是一種野外直接測繪地形圖的儀器。大平板儀由平板、照準(zhǔn)儀和若干附件組成。

大平板儀的平板由圖板、基座和三腳架組成。圖板一般為60 cm×60 cm×3 cm的木質(zhì)平板。基座用連接螺旋安裝在三腳架上。放松連接螺旋，平板和基座可在三腳架頭上作小范圍移動。基座上有腳螺旋，用于整平圖板，還有制動螺旋和微動螺旋，可以控制圖板在水平方向的轉(zhuǎn)動。

照準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、豎盤和直尺組成。望遠(yuǎn)鏡和豎盤用來照準(zhǔn)和視距測量，照準(zhǔn)碎部點(diǎn)上豎立的標(biāo)尺，測定距離和高差。直尺和望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸在同一豎直面內(nèi) (或相距很近的平行豎直面)。望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)后，直尺在平板上的方向即代表照準(zhǔn)方向。望遠(yuǎn)鏡上有垂直方向的制動螺旋、微動螺旋、物鏡和目鏡的調(diào)焦螺旋，以及豎盤水準(zhǔn)管微傾螺旋。望遠(yuǎn)鏡的支架上還有橫向水準(zhǔn)管及微傾螺旋，用以置平望遠(yuǎn)鏡的橫軸。

全站儀，即全站型電子速測儀（Electronic Total Station），是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作。

相比于平板儀而言，全站儀測地形圖時速度更快、精度更高。其又配有供數(shù)據(jù)輸出的端口，能把測量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上，基于這些數(shù)據(jù)，利用CAD制圖軟件，工作人員可以快速地繪制出一幅地形圖，相比于平板儀更能提高工作效率。

2.3 經(jīng)緯儀與全站儀

經(jīng)緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤、豎直度盤、水準(zhǔn)器、基座等組成。測量時，將經(jīng)緯儀安置在三腳架上，用垂球或光學(xué)對點(diǎn)器將儀器中心對準(zhǔn)地面測站點(diǎn)上，用水準(zhǔn)器將儀器定平，用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測量目標(biāo)，用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。按精度分為精密經(jīng)緯儀和普通經(jīng)緯儀；按讀數(shù)設(shè)備可分為光學(xué)經(jīng)緯儀和游標(biāo)經(jīng)緯儀；按軸系構(gòu)造分為復(fù)測經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外，有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數(shù)的編碼度盤經(jīng)緯儀；可連續(xù)自動瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動跟蹤經(jīng)緯儀；利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測定地面點(diǎn)方位的陀螺經(jīng)緯儀和激光經(jīng)緯儀；具有經(jīng)緯儀、子午儀和天頂儀3種作用的供天文觀測的全能經(jīng)緯儀；將攝影機(jī)與經(jīng)緯儀結(jié)合一起供地面攝影測量用的攝影經(jīng)緯儀等。

全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的新型測角儀器，與光學(xué)經(jīng)緯儀比較電子經(jīng)緯儀將光學(xué)度盤換為光電掃描度盤，將人工光學(xué)測微讀數(shù)代之以自動記錄和顯示讀數(shù)，使測角操作簡單化，且可避免讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。電子經(jīng)緯儀的自動記錄、儲存、計算功能，以及數(shù)據(jù)通訊功能，進(jìn)一步提高了測量作業(yè)的自動化程度。

全站儀與光學(xué)經(jīng)緯儀區(qū)別在于度盤讀數(shù)及顯示系統(tǒng)，電子經(jīng)緯儀的水平度盤和豎直度盤及其讀數(shù)裝置是分別采用兩個相同的光柵度盤（或編碼盤）和讀數(shù)傳感器進(jìn)行角度測量的。根據(jù)測角精度可分為 0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等 6個等級。

2.4 數(shù)字水準(zhǔn)儀與光學(xué)水準(zhǔn)儀

光學(xué)水準(zhǔn)儀是在水準(zhǔn)尺上通過肉眼進(jìn)行讀數(shù)，因此對標(biāo)尺要求不大。

數(shù)字水準(zhǔn)儀，它采用圖像處理技術(shù)來處理標(biāo)尺的影像，并以傳感器取代測量員的肉眼進(jìn)行讀數(shù)。這種傳感器可以識別水準(zhǔn)標(biāo)尺上的條碼分劃，利用影像相關(guān)技術(shù)處理儀器的測量信號，自動顯示和記錄視線高的讀數(shù)和視距。

（1）與傳統(tǒng)的光學(xué)水準(zhǔn)儀相比存在以下優(yōu)點(diǎn)：①讀數(shù)客觀：不存在誤差、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差；②速度快：由于省去報數(shù)、記、計算，時間可節(jié)省1/3；③操作簡單，效率高：只需調(diào)焦和按鍵就可以自動讀數(shù)，減輕勞動強(qiáng)度；④精度高：能夠削弱外界條件的影響。

（2）與傳統(tǒng)的光學(xué)水準(zhǔn)儀相比存在以下缺點(diǎn)：①數(shù)字水準(zhǔn)儀對環(huán)境的要求比較高；②數(shù)字水準(zhǔn)儀對標(biāo)尺的讀數(shù)不如光學(xué)水準(zhǔn)儀靈活。

3 內(nèi)業(yè)資料的整理

過去整理資料一般都是先經(jīng)緯儀測出，由觀測人員讀數(shù)，記錄人員聽完以后復(fù)讀記錄在原始記錄本中，內(nèi)業(yè)人員初審后再由復(fù)審人員復(fù)審后，才開始計算；計算資料用計算器一個個先把方位角算出，然后再算出坐標(biāo)增量，最后才能算出坐標(biāo)。計算高程同樣也是，由斜距和垂直角先算出高差，然后才能計算高程。而全站儀就減輕了工作中的勞動負(fù)擔(dān)，它不僅測量準(zhǔn)確，而且精度也高；坐標(biāo)資料直接就從儀器中上傳到電腦中，內(nèi)業(yè)人員就可以直接導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，再從數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出資料直接把導(dǎo)線點(diǎn)填繪到圖紙上。這樣通過審核和檢驗(yàn)，大大地提高了工作效率。

通過傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)的比對，現(xiàn)代的儀器設(shè)備在社會中起著越來越不可替代的作用，引領(lǐng)了一場科技變革的浪潮。所以，人們既需要不斷地學(xué)習(xí)自己的專業(yè)知識來提升自身的素質(zhì)，又需要不斷地去更新自己的知識，去創(chuàng)新、謀發(fā)展。師夷長技，人們需要不斷地去學(xué)習(xí)那些先進(jìn)的知識，去駕馭那些先進(jìn)的儀器，用先進(jìn)的儀器，提高工作效率并創(chuàng)造出更高的價值。