淺析測繪新技術在礦山測量中的應用

趙愛民

（武安市國土資源局，河北 武安 056300）

一、引 言

隨著近代科學技術的快速發(fā)展和生產應用，社會生產力快速提高，同時對礦產資源尤其是能源類資源的需求也在不斷加大，對我國礦產開采提出了新的要求。在煤礦、金屬礦山、有色礦山等生產過程中，礦山測量占據(jù)著重要地位。

1.礦山測量的任務

在礦山勘探、設計、開發(fā)和生產運營的各個階段中，需要運用礦山測量技術對礦區(qū)地面和地下的空間、資源（以礦產和土地資源為主）和環(huán)境信息進行采集、存儲、處理、顯示、利用，為有效地開發(fā)資源、保護資源、保護環(huán)境、治理環(huán)境服務，為工礦區(qū)的持續(xù)發(fā)展服務［1］。

2.我國礦山測量技術的發(fā)展

經(jīng)過近50余年的發(fā)展，我國的礦山測量已從原來的只利用基礎工具來測量、計算、畫圖來表現(xiàn)空間的學科發(fā)展成為揉合了測量與光電子技術、衛(wèi)星空間定位技術（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息技術（GIS）、電子計算機技術等新技術的先進空間信息學科，并且結合了幾何、地理、資源方面的信息，為礦產開采業(yè)的長遠發(fā)展做出了貢獻。但由于我國礦業(yè)開采產業(yè)十分龐大，相關企業(yè)數(shù)量眾多且小規(guī)模企業(yè)占絕大多數(shù)，以及長期的粗獷式開采形成的不良習慣和相關專業(yè)人才相對匱乏，造成新技術難以在實際生產中得到廣泛應用。

二、測繪新技術的特點及在礦山測量中的應用

1.電子全站儀

電子全站儀是當前在工程中運用最廣泛的測量儀器之一，它集合了電子技術與光學技術，可以完成測角、測距等任務。智能化的電子全站儀在普通全站儀的功能基礎上附加了GPS定位功能，并能在三維空間內建立測量出的數(shù)據(jù)模型，可以方便后期的機輔繪圖，是集光、電、磁、機于一體的先進儀器，在數(shù)字化礦山測量中扮演了重要的角色。

在地下礦山測量作業(yè)中，使用傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、水準儀進行的測量，不但外業(yè)、內業(yè)測量計算工作量大，而且由于地下環(huán)境復雜，測量精度受到很大影響，使用電子全站儀不但可以減輕測量人員的勞動強度，提高工作效率，還能減小部分環(huán)境誤差與系統(tǒng)誤差。

2.全球定位系統(tǒng)

GPS是20世紀70年代由美國開發(fā)研制的利用導航衛(wèi)星進行測時和測距的定位系統(tǒng)，隨著技術的不斷發(fā)展，其定位精度已由最初的百米精確到現(xiàn)在的1米以內，并可提供三維空間坐標，水準可以滿足四等水準測。其終端設備體積越來越小，易于攜帶，操作簡單，可以全天候作業(yè)。使用GPS進行測量的最大優(yōu)勢為不要求測站之間互相通視，只需測站上空開闊即可。這些優(yōu)勢使得GPS技術成為礦山測量的先進技術手段。

在礦山測量中，GPS可以在大范圍內提供相對精確的數(shù)字化的位置信息，并且GPS對工作環(huán)境要求相對寬松，因此，有廣泛的應用空間。在采剝現(xiàn)狀與地形測量時，如果采用傳統(tǒng)方法需要先在測區(qū)范圍建立控制點及圖根點，然后在已建立的點上采用經(jīng)緯儀配合小平板測圖。這就要求碎部的點必須與測站通視，至少需要2-3人配合才能完成，精度不高且容易出錯。如果采用實時動態(tài)差分法（GPS-RTK）來進行測量，設站一次即可測完以10多公里為半徑的測區(qū)［2］，則只需要1人即可完成且精度較高。這不僅可以提高作業(yè)效率，節(jié)省時間，還可以節(jié)省外業(yè)費用。

3.遙感技術

遙感技術包括：衛(wèi)星遙感和航空遙感，其中航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實際中得到了廣泛應用［3］。通過遙感技術獲取地面信息，并對獲取的信息加以分析，可以得出目標地區(qū)的一些特征，如地形地貌、溫度、所含礦物種類與數(shù)量甚至地形變化等。

在礦山測量中，運用遙感技術進行測圖使得地形圖的繪制變得快速有效，已成為地形圖繪制的重要手段。通過運用遙感技術繪制的地形圖，能夠實時、動態(tài)、綜合地了解目標地區(qū)的信息源，對目標地區(qū)進行監(jiān)測，以便及時對發(fā)生的狀況做出合理的決策。遙感技術在礦產資源生產中的應用，減少了野外工作量，節(jié)省了大量人力、物力、財力，提高了精度，為礦產資源的開發(fā)做出了巨大貢獻。

4.地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是介于信息科學、空間科學和地球科學之間的交叉學科，是采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)［4］。礦山地理信息系統(tǒng)（MGIS）作為地理信息系統(tǒng)的一個分支，將GIS運用于規(guī)劃礦山、日常生產、管理、環(huán)境監(jiān)測及安全預警等方面，通過電子計算機對相關數(shù)據(jù)進行處理，構建出礦山資源的數(shù)字模型，使生產單位能夠實時準確地把握生產進程與狀態(tài)，對礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

三、結 語

在礦山測量中，全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術（RS）、礦山地理信息系統(tǒng)（MGIS），又稱“3S”技術，是現(xiàn)代測繪學科的核心技術，也是礦山測量領域的關鍵技術，是現(xiàn)代數(shù)字化測量技術在礦山測量應用中的關鍵［5］。其中，遙感技術提供大范圍的圖像支持；全球定位系統(tǒng)與智能化電子全站儀在地形圖的基礎上對礦山的地面和地下進行深入細化；礦山地理信息系統(tǒng)將收集到的信息資料綜合匯總，進行全面分析，提供決策支持。將新技術融入礦山測量，綜合利用數(shù)字礦山信息化資源，在提高企業(yè)效益、提高生產安全性、幫助決策者確定礦產企業(yè)未來發(fā)展方向等方面提供了強有力的支持。

［1］張連貴，梁廣泉.測繪新技術的發(fā)展及其在礦山測量中的應用研究［J］.地礦測繪，1999，（2）.

［2］李博.淺淡GPS在礦山測量中的應用［J］.露天采礦技術，2008，（5）.

［3］羅海波.淺析測繪新技術（3S）的發(fā)展及應用［J］.信息技術，2010，（26）.

［4］孫麗軍，許夢國.地理信息系統(tǒng)在礦山的應用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.黃金GOLD，2006，（2）.

［5］邱本立，周青青，王建有.數(shù)字化技術在礦山測量中的應用［J］.中國新技術新產品，2010，（19）.