測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析

冀念芬，王成志

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025；2.天水三和數(shù)碼測(cè)繪院有限公司，甘肅 天水 741025）

新時(shí)代要求在簡(jiǎn)化測(cè)繪操作的基礎(chǔ)上，提高礦山測(cè)繪的精度和廣度。而測(cè)繪新技術(shù)的出現(xiàn)，不僅解決了操作難度大、誤差高的問題，還為實(shí)際測(cè)量過程中提供了額外的輔助數(shù)據(jù)，使測(cè)繪人員更加便捷的得到相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而做出更科學(xué)有效的分析報(bào)告，為后續(xù)礦山的開采奠定基礎(chǔ)[1]。

1 測(cè)繪新技術(shù)的特點(diǎn)

測(cè)繪新技術(shù)更加體系化。傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)只能測(cè)出距離、角度、偏差狀況等，而影響礦山測(cè)繪的其他因素，則需要技術(shù)人員通過各種設(shè)備和人為估量得到，并通過相應(yīng)理論公式，計(jì)算其他因素為測(cè)量帶來的誤差。而測(cè)繪新技術(shù)更加健全，不僅能夠測(cè)出距離、角度和偏差，還能夠測(cè)出溫度、濕度、氣壓等數(shù)據(jù)，并自行把影響測(cè)繪的誤差考慮進(jìn)來，不僅能夠降低測(cè)繪難度，而且能夠有效減少不必要的勞動(dòng)時(shí)間。

測(cè)繪新技術(shù)具有較高靈活性。傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，往往需要在多個(gè)測(cè)繪點(diǎn)安置輔助儀器，同時(shí)需要通過人工操作測(cè)出距離和角度，再多次測(cè)量取得最優(yōu)數(shù)據(jù)。但采用測(cè)繪新技術(shù)可以直接簡(jiǎn)化測(cè)繪操作，并且不需要像傳統(tǒng)測(cè)繪方法一樣安置多個(gè)輔助設(shè)備，就可以輕易測(cè)出所需要的數(shù)據(jù)。測(cè)繪新技術(shù)充分利用現(xiàn)代遙感技術(shù)、定位技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，將測(cè)繪操作最簡(jiǎn)化，將測(cè)量精度最大化，有效提升測(cè)繪質(zhì)量并減少測(cè)繪時(shí)間，廣泛運(yùn)用于國(guó)內(nèi)各大測(cè)繪工作之中。

2 測(cè)繪新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）測(cè)量精度較高。測(cè)繪新技術(shù)巧妙的將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到實(shí)地測(cè)繪過程中來，有效地減少了在測(cè)繪時(shí)帶來的誤差。傳統(tǒng)設(shè)備測(cè)量范圍小，測(cè)量精度低，在進(jìn)行礦山的某一段斜坡測(cè)量時(shí)，往往需要人工的將設(shè)備進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，但由于人工對(duì)準(zhǔn)存在誤差，在后續(xù)測(cè)繪中需要加入誤差分析。而誤差分析過程中，又需要多次測(cè)量，多次進(jìn)行數(shù)據(jù)讀數(shù)，人為讀數(shù)又容易產(chǎn)生偏差，進(jìn)而導(dǎo)致在測(cè)繪過程中需要更多的誤差分析。比起傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)和設(shè)備，新測(cè)繪技術(shù)下的測(cè)量設(shè)備測(cè)量范圍大、精度高，只需要單獨(dú)一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)繪，不需要設(shè)置多個(gè)輔助點(diǎn)，同時(shí)新測(cè)繪設(shè)備不需要過多的人工讀數(shù)，能夠有效減少偶然誤差對(duì)測(cè)繪工作的影響。

（2）自動(dòng)化水平高。測(cè)繪新技術(shù)下的測(cè)量設(shè)備幾乎都是電子設(shè)備，電子設(shè)備融入了各種計(jì)算功能，并且計(jì)算具有連續(xù)性，能夠自動(dòng)將測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，并進(jìn)行多次復(fù)查，完全不需要過多人工操作。例如，在測(cè)得礦山斜坡的一段高程時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)進(jìn)行下一步的角度計(jì)算，同時(shí)考慮溫度、氣壓等因素帶來的誤差，準(zhǔn)確得出其他各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)。

（3）功能強(qiáng)大。較強(qiáng)的功能性是測(cè)繪新技術(shù)最突出的特點(diǎn)之一。新設(shè)備不僅能夠自動(dòng)測(cè)出場(chǎng)地的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，還能夠通過已測(cè)得數(shù)據(jù)繪制出二維平面圖，協(xié)助技術(shù)人員對(duì)礦山的測(cè)繪進(jìn)行分析。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多設(shè)備已經(jīng)載入三維立體圖繪制技術(shù)，設(shè)備能夠根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)將礦山所測(cè)范圍以三維視角展現(xiàn)出來。技術(shù)人員能夠根據(jù)三維立體圖做出更加全面的分析報(bào)告，同時(shí)為設(shè)計(jì)部門提供更加優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)資料。

3 測(cè)繪新技術(shù)的運(yùn)用

（1）全站儀。測(cè)繪新技術(shù)下誕生的先進(jìn)設(shè)備之一就是全站儀。由于優(yōu)點(diǎn)較為突出，全站儀被廣泛運(yùn)用到測(cè)量領(lǐng)域，尤其在礦山測(cè)量，全站儀既有光學(xué)經(jīng)緯儀的精準(zhǔn)性，也具備電子經(jīng)緯儀的自動(dòng)功能，使得全站儀的使用幾乎出現(xiàn)在所有中短距離的測(cè)量操作任務(wù)中。便捷的角度測(cè)量和距離測(cè)量是全站儀的最大優(yōu)勢(shì)。

在進(jìn)行角度測(cè)量時(shí)，只需要將儀器設(shè)置為角度測(cè)量模式，之后技術(shù)人員只需要將全站儀對(duì)準(zhǔn)第一個(gè)測(cè)角點(diǎn)，并把水平度盤調(diào)為零，再把全站儀對(duì)準(zhǔn)第二個(gè)測(cè)角點(diǎn)，此時(shí)度盤上顯示讀數(shù)便是兩個(gè)測(cè)角點(diǎn)之間角度。在進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，技術(shù)人員需要把調(diào)整好的棱鏡常數(shù)輸入到全站儀中，以便調(diào)整點(diǎn)位距離的誤差。將儀器和棱鏡的高度輸入到全站儀中去，并對(duì)準(zhǔn)棱鏡中心將全站儀調(diào)整為距離測(cè)量模式，即可自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，得到一個(gè)點(diǎn)所有的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括高差、斜距等等。此外，全站儀之所以廣泛運(yùn)用礦山的實(shí)地測(cè)量中，是因?yàn)槠淇焖贉y(cè)得的數(shù)據(jù)能夠幫助技術(shù)人員更加迅速的繪制地形圖。技術(shù)人員只需要利用全站儀的存儲(chǔ)功能記錄下每個(gè)測(cè)繪點(diǎn)的高差、角度、斜距等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上，利用已有的繪圖軟件，便可以得到測(cè)量范圍內(nèi)的地形圖。而傳統(tǒng)繪圖方式，除了需要設(shè)置多個(gè)輔助點(diǎn)并進(jìn)行認(rèn)為地?cái)?shù)據(jù)讀取外，還需要手工繪制地形圖，產(chǎn)生的誤差相對(duì)較大。全站儀的出現(xiàn)有效解決了人工測(cè)繪中的幾大問題，不僅減少測(cè)繪過程中產(chǎn)生的誤差，并且在很大程度上縮短技術(shù)人員的工作時(shí)間。

（2）三維激光掃描儀。顧名思義，三維激光掃描儀，就是通過光學(xué)技術(shù)，將所測(cè)目標(biāo)以三維立體密度圖的形式展示出來。它打破了傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)量的模式，可以進(jìn)行非接觸式測(cè)量，將地形以三維立體形式展示出來，能夠有效避免在實(shí)地測(cè)量中遇到的危險(xiǎn)情況，具有極高安全系數(shù)。三維激光掃描儀的最大特點(diǎn)就是能夠?qū)y(cè)量地點(diǎn)三維立體化，技術(shù)人員可以利用三維激光掃描儀獲取礦山的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并通過后期處理，可以進(jìn)一步獲得DEM數(shù)據(jù)，通過更加直觀的觀測(cè)，做出測(cè)繪報(bào)告。三維激光掃描儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山沉陷區(qū)域的建模。在實(shí)地開采過程中，由于不同高度和角度的礦量不一樣，并且表面巖石的延伸方式也不一樣，導(dǎo)致在開采前必須進(jìn)行沉陷區(qū)測(cè)量，以降低開采風(fēng)險(xiǎn)。三維激光掃描儀器可以有效協(xié)助井下開采礦工作。技術(shù)人員先用該設(shè)備測(cè)量出已有巷道的深度和寬度，通過所得數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)纜線、腰線長(zhǎng)度，再根據(jù)控制測(cè)量、巷道變形監(jiān)測(cè)做出分析報(bào)告，讓技術(shù)人員更加便捷的進(jìn)行實(shí)地開采。

（3）定位、測(cè)繪掛羅盤。在中小型非金屬礦山的測(cè)量過程中，若測(cè)量過程較為復(fù)雜，即可使用掛羅盤。由于地形復(fù)雜，測(cè)量數(shù)據(jù)較多，無法提供充足的圖紙，在一定程度上影響礦山的建設(shè)。這時(shí)，就需要依靠掛羅盤導(dǎo)線測(cè)量，來矯正挖掘方向，在掛羅盤矯正的方向上尋找礦脈，隨后進(jìn)行礦山的建設(shè)。而我國(guó)開采礦山的力度越來越大，遇到的地形也越來越復(fù)雜，為此掛羅盤便成為技術(shù)人員的必備工具之一。

4 結(jié)語

測(cè)繪新技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛運(yùn)用，有效地減少了技術(shù)人員的操作時(shí)間，不僅在傳統(tǒng)測(cè)繪的基礎(chǔ)之上將測(cè)量精度提高到一個(gè)新階段，而且能夠進(jìn)行自動(dòng)化計(jì)算，自動(dòng)算出高差、水平角、豎直角、斜距等。同時(shí)，在測(cè)量過程中，能夠?qū)囟取鈮旱纫蛩乜紤]進(jìn)去，及時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行糾正，協(xié)助技術(shù)人員作出分析報(bào)告。