淺談數(shù)字化測量技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)測量中的應(yīng)用與發(fā)展

羅喜亮

（黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，黑龍江 哈爾濱 150036）

礦產(chǎn)信息的數(shù)字化，不僅需要將數(shù)字化技術(shù)設(shè)備作為礦區(qū)地質(zhì)測量的硬件支撐，也要學(xué)習(xí)數(shù)字化技術(shù)中高效的測量技術(shù)思維，將其應(yīng)用到傳統(tǒng)礦區(qū)地質(zhì)測量當(dāng)中，打破原有社會體系的局限性。先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的引入，是建成現(xiàn)代化礦區(qū)地質(zhì)測量體系的核心。1 礦區(qū)數(shù)字化測量技術(shù)概述

（1）礦區(qū)地質(zhì)測量數(shù)字化的基本現(xiàn)狀。數(shù)字化測量，是指利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)或通訊手段，在礦山的勘探、生產(chǎn)、運(yùn)營過程中建立完善的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以將礦山中的各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營活動數(shù)字化，不僅更加方便了對礦山生存的管理，也有利于對工作進(jìn)行調(diào)度。

（2）數(shù)字化測量技術(shù)的典型優(yōu)勢。通常來看，數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量中應(yīng)用具有四點(diǎn)突出的優(yōu)勢其對礦山的動態(tài)檢測具有很高的指導(dǎo)作用，首先，數(shù)字化測量的效率顯著地高于傳統(tǒng)測量技術(shù)；數(shù)字化測量技術(shù)中的制圖三維可視技術(shù)，可以更好的降低測量的勞動強(qiáng)度，在計(jì)算機(jī)中更加直觀的反映出礦山的地質(zhì)特點(diǎn)以及礦業(yè)生產(chǎn)所必須的相關(guān)要素信息；數(shù)字化測量技術(shù)可以將現(xiàn)有的安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異很大的系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)通信，進(jìn)而整合更加復(fù)雜的礦業(yè)工程。

（3）數(shù)字化測量在礦區(qū)測量中的應(yīng)用意義。礦區(qū)測量的數(shù)字化，不僅是指在礦產(chǎn)資源勘探中使用數(shù)字化技術(shù)，并且要將礦山地面井下以及礦產(chǎn)資源開采的各種動靜態(tài)信息全面數(shù)字化，再利用三維可視化技術(shù)展現(xiàn)出來。這其中需要用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動定位、空間技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)等各類尖端技術(shù)，綜合考慮礦山、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、資源、安全等各類因素，能夠更好的提高企業(yè)的整體效益，使礦區(qū)開采、勘探更加具有市場競爭力。將礦區(qū)地質(zhì)測量技術(shù)數(shù)字化，不僅可以改變傳統(tǒng)礦山的生產(chǎn)方式，還能夠?yàn)榈V山科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供動力，提高礦山規(guī)劃管理的綜合能力。

2 數(shù)字化測量技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)測量的應(yīng)用

（1）數(shù)字測量技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)測量中的應(yīng)用原則。在礦區(qū)地質(zhì)測量中應(yīng)用數(shù)字測量技術(shù)，首先要遵循幾個原則：最基本的層次需要將礦產(chǎn)中的固本信息，如水文信息、礦山儲量、地貌構(gòu)造等數(shù)字化，使用三維坐標(biāo)刻畫礦上的整體面貌。在完善礦山固本信息數(shù)字化的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步開發(fā)與礦山運(yùn)營相關(guān)的數(shù)字化信息。更進(jìn)一步的還可以深入引進(jìn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)自動控制技術(shù)，進(jìn)一步提高礦產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)作效率。

（2）GIS技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)建模中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是通過設(shè)計(jì)信息傳感設(shè)備，按照統(tǒng)一的通信協(xié)議把需要聯(lián)網(wǎng)的物品與虛擬網(wǎng)絡(luò)連接起來，以進(jìn)行信息的采集交換與通信，為計(jì)算機(jī)識別定位跟蹤管理提供信息依據(jù)。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立礦區(qū)結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)就是要對礦區(qū)的安全環(huán)境設(shè)備工作狀態(tài)以及礦山災(zāi)害風(fēng)險三個方面進(jìn)行感知，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)。礦山物聯(lián)網(wǎng)首先應(yīng)當(dāng)能夠讓用戶快速從礦井三維GIS中了解當(dāng)前礦井的生產(chǎn)狀況，因此，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)當(dāng)對系統(tǒng)的通風(fēng)、運(yùn)輸、排水、供電等線路狀態(tài)進(jìn)行檢測，例如對回采工作面掘進(jìn)工作面位置進(jìn)行定位，并能夠查詢過去任意時期礦井的總體狀況。同時物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)三維礦圖的實(shí)時更新，保證與礦井井下狀況一致性，在此基礎(chǔ)上，對礦區(qū)進(jìn)行整體調(diào)度指揮就更為方便。

（3）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在礦山結(jié)構(gòu)監(jiān)測中的應(yīng)用。GIS系統(tǒng)，即地理信息系統(tǒng)，是一種特殊的空間信息系統(tǒng)。在礦區(qū)測量中，建立完善的GIS系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)礦山地形地物開拓集采掘工程的三維動態(tài)顯示，實(shí)現(xiàn)諸如礦石儲量按自然類型品質(zhì)空間等分割計(jì)算。GIS平臺的開發(fā)與礦山數(shù)字信息的建模相輔相成，為此，首先要利用數(shù)字技術(shù)建立完善的礦床模型，首先利用礦山地質(zhì)勘探、地鉆、物化探的原始數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將其數(shù)據(jù)化，建立原始的地質(zhì)資料模型，接著利用礦山地表及井下采礦系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)和剖面圖、平面圖建立相關(guān)的礦區(qū)測量數(shù)據(jù)庫，接著利用礦業(yè)軟件構(gòu)造礦床模型，對不同塊段的礦產(chǎn)的儲量品位進(jìn)行建模，再根據(jù)已知的礦體模型，結(jié)合礦區(qū)地層特點(diǎn)總結(jié)和分析規(guī)律，進(jìn)行更加深入的找礦預(yù)測和采礦規(guī)劃工作。

3 數(shù)字化技術(shù)在礦區(qū)測量中的展望

要將礦業(yè)開采技術(shù)進(jìn)行更加全面的數(shù)字化，就需要引進(jìn)和研發(fā)更加有效的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括區(qū)系統(tǒng)開發(fā)以及決策管理的兩個方面。

（1）礦山數(shù)據(jù)采集與挖掘技術(shù)。礦區(qū)數(shù)據(jù)具有復(fù)雜性、海量性、不確定性和動態(tài)性的特點(diǎn)，因此要保證數(shù)據(jù)測量的精度就必須研究更加新型的數(shù)據(jù)挖掘和儲存技術(shù)，在數(shù)據(jù)挖掘方面，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)更加具有預(yù)測性，能夠發(fā)掘礦山數(shù)據(jù)所隱藏的規(guī)律。

（2）礦山模型可視化技術(shù)。對于采集與挖掘到的礦山數(shù)據(jù)，要能夠更加直觀的提供給決策者，才能夠有效發(fā)揮數(shù)據(jù)的意義，為此礦山模型的可視化顯得極為重要?；阢@孔、物探、測量等技術(shù)的三維地學(xué)模擬可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)更新與維護(hù)，對地層的礦山實(shí)體和采礦活動能夠進(jìn)行更加真實(shí)的可視化再現(xiàn)。

（3）快速定位與無線傳輸技術(shù)。在礦區(qū)地下測量過程中，如何在衛(wèi)星信號不能達(dá)到的地下礦井進(jìn)行測量是一個傳統(tǒng)難題，為此可以開發(fā)除了傳統(tǒng)陀螺定向以外的新型快速定位與自動導(dǎo)航技術(shù)，例如正在研發(fā)過程中的影像匹配技術(shù)等。同時除了寬帶網(wǎng)絡(luò)以外，可以開發(fā)更加快速準(zhǔn)確清晰的礦井底下通信技術(shù)，以更加準(zhǔn)確的了解礦井下的各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)與作業(yè)參數(shù)。

（4）采礦機(jī)器人技術(shù)。礦山的自動化層面，要想真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，就要打破傳統(tǒng)關(guān)于采礦機(jī)器人個體的觀念，要從礦山采掘的自動控制、協(xié)調(diào)維護(hù)特點(diǎn)去設(shè)計(jì)新一代的智能采礦機(jī)器人，結(jié)合機(jī)器人的通訊與數(shù)字化優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)整個礦區(qū)的全過程全周期數(shù)字化管理，真正做到礦區(qū)測量的全面數(shù)字化。

4 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在未來礦區(qū)地質(zhì)測量中的應(yīng)用必將越發(fā)廣泛。因此，如何開發(fā)更加先進(jìn)的數(shù)字化測量技術(shù)，提高礦區(qū)生產(chǎn)經(jīng)營活動的效率是相關(guān)研究人員需要解決的問題。本文僅針對當(dāng)前礦區(qū)地質(zhì)測量中存在的問題以及數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出一些措施并進(jìn)行討論，對相關(guān)研究工作的進(jìn)行具有一定的參考意義。

[1]黃小紅．淺談數(shù)字化測繪技術(shù)和地質(zhì)工程測量的發(fā)展應(yīng)用[J]．低碳世界,2016(27)：125-126．

[2]施偉．淺談數(shù)字化測繪技術(shù)在地籍測量工程中的應(yīng)用[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016(4)．