淺談3S技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，GPS 定位技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及空間信息技術(shù)等高科技也得到了迅猛的發(fā)展，測繪工程行業(yè)中將GIS技術(shù)，GPS 技術(shù)以及RS 技術(shù)進(jìn)行整合使用，這樣可以實(shí)現(xiàn)彼此的優(yōu)勢互補(bǔ)，這樣的使用方式是大勢所趨。本文對(duì)3S技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用情況做了簡單的敘述。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；礦山測量；應(yīng)用情況

1引言

礦山測量工作是礦山工程中的一項(xiàng)重要工作，涉及的范圍非常廣泛，比如金屬礦山以及煤礦等，是一個(gè)交叉學(xué)科，涉及到采礦學(xué)以及地質(zhì)學(xué)等。礦山測量運(yùn)用的知識(shí)也是多方面的，比如采礦以及地質(zhì)等知識(shí)。我國的礦山測量工作已經(jīng)經(jīng)歷了長久的發(fā)展，在很多學(xué)科領(lǐng)域都是相互滲透的關(guān)系。

礦山測量在礦山工程的各個(gè)階段都有所涉及，比如礦山的設(shè)計(jì)，開發(fā)以及生產(chǎn)等階段。礦山測量主要是對(duì)于礦區(qū)的資源以及空間等信息進(jìn)行采集和處理等工作，最終的目的是要合理的進(jìn)行資源開發(fā)，不但要保護(hù)資源，還可以更好的治理環(huán)境。要想實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，就要使用現(xiàn)代先進(jìn)的測量技術(shù)，將先進(jìn)的測量技術(shù)和礦山工程的特殊性結(jié)合企業(yè)，使礦山測量工作得以發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)寬礦山測量的業(yè)務(wù)范圍。

在新時(shí)期礦山行業(yè)也面臨著新的挑戰(zhàn)，所以也催生了礦山測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，3S技術(shù)在礦山測量中的發(fā)展和應(yīng)用取得了巨大的突破。

2 GPS 技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

上世紀(jì)六十年代人造地球衛(wèi)星導(dǎo)航定位的技術(shù)出現(xiàn)在人們的視野，到上世紀(jì)七十年代發(fā)展成了全球的定位系統(tǒng)，也就是GPS 技術(shù)，GPS 技術(shù)的定時(shí)以及導(dǎo)航定位功能十分優(yōu)良，具有連續(xù)性，全天候，全球性以及實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于通視條件也沒有苛刻的要求。GPS 技術(shù)在各種大地測量以及工程測量等領(lǐng)域都進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，在交通，海洋以及環(huán)境，還地質(zhì)中也進(jìn)行各種應(yīng)用。俄羅斯和美國使用GLONASS進(jìn)一步完善了GPS系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)具有十分高的精度。

2.1 GPS 技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用情況

GPS控制網(wǎng)是高精度的控制網(wǎng)，兩個(gè)相鄰點(diǎn)的距離一般是數(shù)千米之多，這樣可以確定世界大地坐標(biāo)系與國家大地坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，給空間科學(xué)以及地理學(xué)的研究提供了很多方便，還有一種是局域性的GPS控制網(wǎng)，礦區(qū)GPS控制網(wǎng)就是其中的一種，主要用于某些專項(xiàng)工程建設(shè)或者礦山測量當(dāng)中。

2.2 GPS-RTK 技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用情況

GPS-RTK 技術(shù)是一種差分技術(shù)，可以對(duì)兩個(gè)測站的載波相位觀測進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。差分定位技術(shù)使用的GPS接收機(jī)至少要兩臺(tái)，要對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行同時(shí)接受，一個(gè)GPS接收機(jī)設(shè)置為基準(zhǔn)站，位置是任意的，其他的GPS接收機(jī)可以對(duì)未知的坐標(biāo)進(jìn)行測定，也就是常說的移動(dòng)站。GPS-RTK 技術(shù)的工作原理比較簡單，使用基準(zhǔn)站的改正點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)，進(jìn)行基準(zhǔn)站與衛(wèi)星之間距離改正數(shù)的計(jì)算，與此同時(shí)將其發(fā)送給移動(dòng)站，移動(dòng)站根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果的改正。GPS-RTK 技術(shù)的精度非常高，通?？梢赃_(dá)到厘米級(jí)別，可以用于各種各樣的礦區(qū)工程。GPS-RTK 技術(shù)和傳統(tǒng)的測量方式相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，GPS-RTK 技術(shù)的使用不需要加密控制網(wǎng)，對(duì)于通視條件沒有要求，GPS-RTK 技術(shù)的使用也非常靈活，數(shù)據(jù)的誤差也不會(huì)積累和傳遞，GPS-RTK 的每個(gè)工作組可以采集1000個(gè)點(diǎn)，效率也非常高，GPS-RTK 技術(shù)得到的數(shù)據(jù)的管理和共享也十分方便，對(duì)于得到的數(shù)據(jù)可以用于很多方面。

2.3 GPS 技術(shù)在礦山工程地表移動(dòng)監(jiān)測中的應(yīng)用情況

傳統(tǒng)的礦山工程測量手段進(jìn)行礦區(qū)地表的變形監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行布置，一般使用的形式是水平變形（也就是二維網(wǎng)），還可以使用地表沉降變形（也就是一維網(wǎng)）進(jìn)行布網(wǎng)。GPS 技術(shù)的使用環(huán)境非常復(fù)雜，對(duì)于技術(shù)的要求非常高，以往常用的測量方法的觀測時(shí)間比較長，工作強(qiáng)度比較大，也難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測量?，F(xiàn)在礦山工程測量中使用的技術(shù)主要是GPS 技術(shù)，GPS 技術(shù)的分類有很多種，由于監(jiān)測對(duì)象的不同可以分為快速靜態(tài)測量法，靜態(tài)測量法以及動(dòng)態(tài)測量法。GPS 技術(shù)用于高程的檢測也是備受矚目的，GPS 技術(shù)是大地高程系統(tǒng)，GPS 技術(shù)測量的高程和傳統(tǒng)測量的不一樣，傳統(tǒng)使用的是水準(zhǔn)測量，得到的高程是正常高程系統(tǒng)。GPS 技術(shù)測量的高程精度也略低。對(duì)于這類問題已有相關(guān)研究，要解決這一問題，就需要使用GPS 技術(shù)對(duì)已有的水準(zhǔn)測量進(jìn)行待測區(qū)大地水準(zhǔn)面的擬合，通過這樣的方法得到的GPS 測點(diǎn)的高程。

3GIS 技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用情況

GIS是地理信息系統(tǒng)，是一種對(duì)地球表面和空間等分布數(shù)據(jù)的采集，管理以及存儲(chǔ)等工作的技術(shù)總稱。隨著社會(huì)的飛快發(fā)展，地理信息系統(tǒng)也正在向著開放化，虛擬化以及多方向的發(fā)展。地理信息系統(tǒng)具有多源數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析的能力，對(duì)于數(shù)據(jù)管理的能力也很強(qiáng)，因此，可以將地球物理，基礎(chǔ)地質(zhì)資料以及地球化學(xué)等數(shù)據(jù)進(jìn)行很好的融合。

4 RS技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用情況

第一顆地球衛(wèi)星是由美國成功發(fā)射的，因此是世界遙感技術(shù)的一個(gè)里程碑事件。RS技術(shù)是對(duì)一些自然現(xiàn)象以及目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知的一種測量技術(shù)，是在不與目標(biāo)物直接接觸的情況下完成的。也就是在外層空間或者高空的平臺(tái)上面，利用傳感器獲得有關(guān)地面的多種類型的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行傳輸和處理，對(duì)重要的信息進(jìn)行提取，可以更好的研究地理位置，形狀以及變化之間的關(guān)系，是現(xiàn)代常用的一門科學(xué)技術(shù)。

4.1合成孔徑雷達(dá)干涉技術(shù)在礦山工程地表沉降監(jiān)測中的應(yīng)用情況

合成孔徑雷達(dá)干涉技術(shù)簡稱InSAR技術(shù)，是遙感技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新的分支。InSAR技術(shù)可以提取地球表面的三維信息，得到的數(shù)據(jù)十分精確，這是使用雷達(dá)信號(hào)的相位信息得到的數(shù)據(jù)，因此可以進(jìn)行地球表面高程的測量，InSAR技術(shù)是如今精度較高的一種測量技術(shù)，對(duì)于地表的信息變化可以進(jìn)行高精度的測量，所以可以對(duì)人為因素或者自然因素引起的地表變化進(jìn)行有效的監(jiān)控。InSAR技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用與地表檢測的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，中國對(duì)于InSAR技術(shù)的研究也在慢慢深入，InSAR技術(shù)在冰川動(dòng)力，滑坡檢測以及地表沉降檢測等方面有很好的使用效果，在礦山測量方面也做出了巨大貢獻(xiàn)。

5 3S集成技術(shù)

3S集成技術(shù)也就是GPS、GIS、RS三種技術(shù)的集成，是符合世界發(fā)展潮流的，3S集成技術(shù)的快速發(fā)展是大勢所趨。在這個(gè)集成系統(tǒng)當(dāng)中，GPS技術(shù)可以使用各種各樣的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行分析，最終獲得我們需要的地理信息。GIS的最大的優(yōu)點(diǎn)就是數(shù)據(jù)的分析處理能力，將這兩種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，就能更好的實(shí)現(xiàn)使用者的目標(biāo)。使用RS技術(shù)可以對(duì)礦山工程的地理變化進(jìn)行詳細(xì)分析，和GIS技術(shù)相結(jié)合就可以更加全面系統(tǒng)的看到礦山資源的利用程度以及分布情況。GPS 與GIS 進(jìn)行組合使用可以用于礦山的安全監(jiān)測，不但可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，與此同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析等。

6結(jié)語

隨著社會(huì)的進(jìn)步，通信技術(shù)、空間技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)都得到了長足發(fā)展，模型也更加的空間化，對(duì)于數(shù)據(jù)的記錄越來越趨向數(shù)字模型化，礦山的測量也在想著地球空間信息學(xué)的角度發(fā)展，3S集成技術(shù)雖然起步不久，但是在礦山測量中做出的貢獻(xiàn)是不容忽視的，以后的發(fā)展更加勢不可擋，3S集成技術(shù)推動(dòng)了礦山測量的發(fā)展，使其工作內(nèi)容以及技術(shù)方法都有了較大變革。

參考文獻(xiàn)：

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