3S 技術(shù)在礦井測量技術(shù)中的運(yùn)用

溫守偉

(山西義棠煤業(yè)有限責(zé)任公司 煤礦管理分公司，山西 介休 032000)

礦井測量技術(shù)作為一項(xiàng)基礎(chǔ)工作與礦井經(jīng)濟(jì)效益，尤其是煤礦的能否安全生產(chǎn)息息相關(guān)，并且貫穿整個煤礦開采的過程，隨著社會的發(fā)展也日益強(qiáng)調(diào)重視礦井下作業(yè)人群的安全性，礦井測量技術(shù)在是否決定進(jìn)行礦井開采和煤礦生產(chǎn)以及它的煤礦決策安全信息中發(fā)揮著巨大作用，而3s 技術(shù)能夠更好地提高精確度，全面測量，對于礦井測量工作有著極為重要性的作用。

一 GPS 技術(shù)在礦井測量技術(shù)中的運(yùn)用

GPS 技術(shù)是是進(jìn)行三維導(dǎo)航和定位的定位系統(tǒng)，它包括三大系統(tǒng)部分:空間部分－GPS 衛(wèi)星星座，;地面控制部分－地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分－GPS 信號接收機(jī)。

GPS 系統(tǒng)是利用衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航定位信號來進(jìn)行的定位，其精確度極高，相比傳統(tǒng)測量工具，它的觀測時間短，可以進(jìn)行全天的作業(yè)，避免受天氣影響從而耽誤工作進(jìn)度。要想確定一個礦區(qū)是否能夠進(jìn)行開采，首先就要做好礦區(qū)地面控制測量，之前通常采用導(dǎo)線網(wǎng)或者三角網(wǎng)其靈活性較低，易受人為或者天氣因素影響，相比之下，GPS 技術(shù)更為靈活，受人為或者環(huán)境因素影響小，并且能夠?qū)⒏鞣轿坏木葴y量均勻，利于舊網(wǎng)的加密。

由于受地理要素的影響，人為根本無法進(jìn)行測量，也要求我們不斷進(jìn)行技術(shù)革新，其中GPS－RTK 作為一種重要的技術(shù)實(shí)施的是實(shí)時載波相位差分技術(shù)和實(shí)時處理，其中關(guān)于地形測量，它可以達(dá)到厘米級的觀測值，提供更為精確的數(shù)值，適應(yīng)滿足不同比例尺測圖的要求，節(jié)省時間提高工作效率。由于地表本身是不斷變化的，如何做到時時刻刻的關(guān)注變化，從中提取更為精確的信息，也是運(yùn)用到GPS 技術(shù)，傳統(tǒng)的礦井測量王是用水準(zhǔn)測量，受監(jiān)測環(huán)境和監(jiān)測技術(shù)影響，耗時耗力。而GPS 技術(shù)能夠用三種不同的方法(靜態(tài)測量，快速靜態(tài)測量，動態(tài)測量)綜合進(jìn)行，更好的研究地表的起伏變化。如，礦山周圍的邊坡會經(jīng)常進(jìn)行變形甚至導(dǎo)致事故，這就要求做好充分的準(zhǔn)備，利用GPS 技術(shù)進(jìn)行邊坡的全面預(yù)測，掌握發(fā)展演變過程，利用GPS 變形監(jiān)測網(wǎng)，根據(jù)測量需求檢測目標(biāo)選擇監(jiān)測網(wǎng)的等級，以及相關(guān)的坐標(biāo)，確定其檢測基準(zhǔn)點(diǎn)的安全可靠且全面，從而減少災(zāi)害的發(fā)生率。環(huán)境問題也越來越受到人們重視，在是否能夠順利進(jìn)行煤炭生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，這就要求利用GPS 技術(shù)進(jìn)行全方位的測量，在保證環(huán)境保護(hù)和安全的前提下從而進(jìn)行決策。

二 RS 技術(shù)在礦井測量技術(shù)中的運(yùn)用

遙感技術(shù)主要是對遠(yuǎn)距離的反射的信息進(jìn)行收集，分析出力處理成像，它能夠全方位的進(jìn)行地圖的繪制，廣泛的運(yùn)用于地理方面，比如植被分類，、環(huán)境監(jiān)測，、地震監(jiān)測等等，其分辨率和分析信息能力強(qiáng)。

要想做好礦井測量的準(zhǔn)備工作，就應(yīng)該從多方面去分析測量獲取最準(zhǔn)確的信息。比如要想確定一個地區(qū)能否進(jìn)行礦區(qū)建設(shè)，不能隨便選擇地點(diǎn)，要考慮到方方面面，比如進(jìn)行礦區(qū)的追蹤分析，選擇適合礦井開采的地方，通過遙感圖像的出來進(jìn)行技術(shù)分析，還有就是礦區(qū)的地質(zhì)條件還有是植被分類，現(xiàn)在環(huán)境建設(shè)已經(jīng)是全社會普遍關(guān)注的，要想進(jìn)行礦井開發(fā)或者其他工廠的建立都要考慮到這一點(diǎn)，如何在不破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境或者說是最小程度的損壞，不影響當(dāng)?shù)氐恼Ｉ钌a(chǎn)，RS 技術(shù)可以進(jìn)行科學(xué)檢測，了解當(dāng)?shù)氐闹脖环诸?，選擇地區(qū)進(jìn)行開采，并且在檢測的過程中減少對植被的破壞。

同時環(huán)境的檢測，有些人為無法進(jìn)行測量，就應(yīng)用到了RS技術(shù)，航空遙感就運(yùn)用到其中，進(jìn)行地形測繪，綜合分析，對礦井周圍的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，并且由于地質(zhì)影響，會在礦區(qū)周圍發(fā)生地震，RS 技術(shù)獲取的資料是研究地質(zhì)災(zāi)害的重要資源，如何對礦井周圍進(jìn)行地貌分析，構(gòu)造分析，對地質(zhì)地理和開采條件進(jìn)行綜合分析，它應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測，首先可對其解譯結(jié)果、地面勘測的資料、數(shù)據(jù)研究進(jìn)行預(yù)處理，確定形成災(zāi)害的因素規(guī)避風(fēng)險，同時發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時，RS 技術(shù)能夠免受地面條件限制，探測范圍大，利用不同的波段和遙感器，以最快時間的進(jìn)行分析測量，實(shí)時、動態(tài)、綜合的分析。最快最迅速的進(jìn)行救援，減少損失，，RS 技術(shù)信息處理手段多，信息量較大，可以大大節(jié)省人力物力可顯現(xiàn)研究結(jié)果的可視化、圖形圖像化，是促進(jìn)礦井測量技術(shù)做到精確綜合的重要保證。

三 GIS 在礦井測量技術(shù)中的運(yùn)用

GIS 是多種學(xué)科交叉而成的，能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像進(jìn)行分析，從而進(jìn)行操作的。是研究地理及決策的重要依據(jù)。

GIS 技術(shù)具有綜合性，可將采集的數(shù)據(jù)輸入其中，具有強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)采集功能，并且能夠很強(qiáng)的完善地理數(shù)據(jù)庫管理，礦井測量技術(shù)中的災(zāi)害預(yù)測中就運(yùn)用到了這一技術(shù)，首先在運(yùn)用到RS 技術(shù)明確各種災(zāi)害成災(zāi)的原因，可以將災(zāi)害的因素進(jìn)行存儲，聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)行綜合分析，構(gòu)建災(zāi)害的預(yù)測模型，利用GIS 技術(shù)進(jìn)行空間的綜合分析，對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評價檢測，作為礦區(qū)檢測的必做工作之一一環(huán)境問題，GIS 技術(shù)可彌補(bǔ)客觀不足，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析出來獲取礦井周圍環(huán)境信心的綜合管理分析資源，GIS 技綜合功能較強(qiáng)，包括很多方面比如數(shù)據(jù)采集、編輯、分析、圖形與文字輸出等等，可以對礦區(qū)的環(huán)境進(jìn)行分析評價，也可以進(jìn)行模型的分析，結(jié)合特定的空間檢測進(jìn)行信息處理，總結(jié)礦井周圍的動態(tài)發(fā)展變化規(guī)律，進(jìn)行綜合分析治理檢測。

同時GIS 技術(shù)也是不斷發(fā)展進(jìn)步的，更加綜合性，礦區(qū)的測量技術(shù)涉及到礦區(qū)的設(shè)計、開采、檢測、土地開墾、環(huán)境評價等方方面面，缺一不可，而在這一過程中就用運(yùn)用到了GIS 技術(shù)，而有它發(fā)展而成的礦山管理系統(tǒng)就可以進(jìn)行處理分析，同時三維地學(xué)模擬系統(tǒng)的建立也能夠更好的分析礦體分布情況，分析地質(zhì)，更好地進(jìn)行深部勘測避免更多的麻煩。GIS 技術(shù)以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，能夠運(yùn)動系統(tǒng)工程和信息科學(xué)理論進(jìn)行分析，保證了數(shù)據(jù)的綜合性、豐富性，可進(jìn)行安全監(jiān)測，更好地保護(hù)工作人員。同時GIS 技術(shù)可以根據(jù)信息見了建立常規(guī)的數(shù)據(jù)庫，以便以后的使用，比如說巖性的分布，提前做好準(zhǔn)備可以在使用的時候直接進(jìn)行使用，GIS 技術(shù)作為3S 技術(shù)中的重要組成部分，正在朝著更綜合的方向發(fā)展，成為更加重要的測量工具之一。

四 3S 技術(shù)集于一身服務(wù)于礦井測量技術(shù)

3S 技術(shù)與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，有著很大的突出優(yōu)勢，其能夠綜合客觀進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，受時間地理外在因素影響小，速度快，便捷。，準(zhǔn)確，相互融合，可以適應(yīng)不同的應(yīng)用與需要，它們不斷發(fā)展與成熟，能夠?yàn)榈V井的測量技術(shù)減少不必要的麻煩，并且也不斷進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，礦井測量是一個很復(fù)雜需要綜合運(yùn)用各種資料信息的工作，涉及礦山地質(zhì)勘探、設(shè)計、建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)營各階段。

3S 技術(shù)集成已成為當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，GPS 更傾向于目標(biāo)的空間位置的檢測分析，RS 則是適用于提供測量物的信息更加迅速及時，GIS 技術(shù)則是對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，可以進(jìn)行綜合管理發(fā)揮建立數(shù)據(jù)庫，以便不時之需，三者具有強(qiáng)烈的互補(bǔ)性，當(dāng)然也不能全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量方法，而是應(yīng)該將兩者合為一體，綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對信息的綜合分析處理，以更好地減少礦井測量技術(shù)的難度，減少人力、物力、財力的投入，提高工作效率，做到安全測量，全面綜合的效果。現(xiàn)如今露天煤礦建成之前的測量準(zhǔn)備都是基于3S 技術(shù)完成的，以GIS 為信息處理中心和主控平臺，遙感、GPS 技術(shù)作為分析數(shù)據(jù)的手段，獲取在礦井開采前的測量信息，建立多源、多尺度信息統(tǒng)一管理的GIS 數(shù)據(jù)庫，將GIS 的功能模塊與環(huán)境分析模型的結(jié)合，對信息進(jìn)行綜合分析、管理、處理和應(yīng)用，進(jìn)行綜合分析。

五 結(jié)語

總之3S 技術(shù)作為一門多學(xué)科高度集成綜合的技術(shù)已經(jīng)滲透到礦井測量的方方面面，它們的出現(xiàn)彌補(bǔ)了許多傳統(tǒng)礦井測量技術(shù)的不足，當(dāng)然各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，只要合理發(fā)揮他們的用處，更好的發(fā)揮作用，便會服務(wù)于生產(chǎn)生活。

［1］張玉柱，楊建華，基于GIS 的礦山安全信息系統(tǒng)研究［J］.煤炭工程，2006(4):93－94.

［2］唐令廣，GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)在礦山中的應(yīng)用［J］，礦業(yè)工程，2006，1(6):58－59.

［3］李德仁，論21 世紀(jì)遙感與GIS 的發(fā)展［J］武漢大學(xué)武報(信息科學(xué)版)，2003，28(2):129－130.