數(shù)字化測量信息技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

金 卓

（大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 大同 037003）

數(shù)字化測量信息技術(shù)是是一種先進(jìn)的測量技術(shù)，其可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)測量技術(shù)中存在的弊端，保證測量數(shù)據(jù)更加精確。在礦山測量中應(yīng)用數(shù)字化測量信息技術(shù)可以大大減少測量工作的危險(xiǎn)性，測量人員利用這一技術(shù)可以迅速對需要測量的內(nèi)容進(jìn)行精確分析，得出準(zhǔn)確的結(jié)果。礦山開采涉及到的內(nèi)容眾多，其中，礦山測量就是很關(guān)鍵的內(nèi)容，為保證礦山測量結(jié)果準(zhǔn)確，就要積極吸取數(shù)字化測量信息技術(shù)的精華。

1 數(shù)字化測量信息技術(shù)的特點(diǎn)

數(shù)字化測量信息技術(shù)有其自身的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)支持該技術(shù)充分發(fā)揮出測量優(yōu)勢，保證測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，從而滿足礦山測量的需求。數(shù)字化測量信息技術(shù)的優(yōu)勢有很多，首先，該技術(shù)中的仿真技術(shù)主要是借助計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢和性能，將礦山中的信息組建成模型，并將這一模型有效呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)之中。仿真技術(shù)能夠保證礦山的信息在模型中全面展示，為測量提供有效依據(jù)，降低測量的難度。工作人員可以根據(jù)這一模型選擇有效的開采方式。第二，數(shù)字化測量信息技術(shù)能夠有效提高測量的效率，保證數(shù)據(jù)在很短的時(shí)間內(nèi)就可以得到綜合、全面的分析。由于數(shù)字化測量信息技術(shù)的高頻率測量方式與動(dòng)態(tài)監(jiān)測的功能十分顯著，因此備受礦山工程人員的歡迎。越來越多的礦山工程依靠這一技術(shù)進(jìn)行實(shí)地測量，做出正確的決策。同時(shí)，數(shù)字化測量信息技術(shù)可以為預(yù)警制度的制定提供一定的參考，減少不必要的測量環(huán)節(jié)，保證工作更加高效進(jìn)行。第三，由于數(shù)字化測量信息技術(shù)是以計(jì)算機(jī)和數(shù)字化信息技術(shù)為主，因此，當(dāng)該技術(shù)捕捉到相應(yīng)的信息后，就可以通過數(shù)字化方式輸出，保證信息更加客觀、真實(shí)。第四，數(shù)字化測量信息技術(shù)的測量范圍比較廣泛，適應(yīng)能力強(qiáng)，在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，還能夠方便信息采集工作順利進(jìn)行，提高采集效率。第五，數(shù)字化測量信息技術(shù)與傳統(tǒng)測量存在較大差異，能夠降低人工參與的頻率，節(jié)省大量物力和時(shí)間，其依靠先進(jìn)的設(shè)備儀器就能夠得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，而且在測量的過程中不會(huì)受到諸多因素的干擾，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。第六，與傳統(tǒng)測量手段相比，數(shù)字化測量信息技術(shù)可以優(yōu)化工作流程，減少冗長的工作環(huán)節(jié)，無需借助大量的測量設(shè)備進(jìn)行測量，只需專業(yè)的儀器設(shè)備即可進(jìn)行測量，還不會(huì)占據(jù)大面積測量場地，非常方便。第七，數(shù)字化測量信息技術(shù)可以有效保證測量人員的人身安全。測量人員無需參與到所有的測量環(huán)節(jié)之中，該技術(shù)可自動(dòng)避開所有危險(xiǎn)，使測量人員能夠在安全的環(huán)境下開展工作。由于礦山測量具有一定的危險(xiǎn)性，而且礦山所在的部分地段很容易發(fā)生事故，因此，就更需要保障測量人員的安全，充分利用的數(shù)字化測量信息技術(shù)的優(yōu)勢。

2 數(shù)字化測量信息常見技術(shù)

數(shù)字化測量信息技術(shù)是一個(gè)宏觀的概念，在具體應(yīng)用時(shí)，這一技術(shù)是由多個(gè)專業(yè)組成，不同專業(yè)技術(shù)充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用。數(shù)字化測量信息技術(shù)可以進(jìn)一步提高礦山測量的精確性，大大提高工作效率。測量人員在進(jìn)行實(shí)地測量時(shí)，往往會(huì)面臨許多難題，還會(huì)置身于比較危險(xiǎn)的環(huán)境之中，不過，利用數(shù)字化測量信息中的多個(gè)專業(yè)技術(shù)就可以幫助測量人員解決實(shí)際問題，得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果。常見的技術(shù)如下所示。

（1）三維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)可以反映出全面的地貌和地質(zhì)條件，這一技術(shù)能夠保證對象以直觀的方式呈現(xiàn)。在礦山測量中應(yīng)用三維可視化技術(shù)可以保證礦山中的數(shù)據(jù)以可視化方式呈現(xiàn)，幫助工作人員更好地獲得詳實(shí)的信息，了解信息之間的關(guān)聯(lián)。三維可視化技術(shù)所帶來的數(shù)據(jù)具有一定的參考價(jià)值，在實(shí)地工作中占據(jù)重要位置。在得出正確的測量結(jié)果之前，要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。測量人員要了解礦山的地形特點(diǎn)，如果僅憑人力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須要采取一定的輔助措施對地形進(jìn)行全面掃描，從而獲得重要的信息。采集到數(shù)據(jù)后，就要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通常要利用專業(yè)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接和噪點(diǎn)清除。三維可視化技術(shù)還有助于構(gòu)建完善的信息管理平臺，為廣大工作人員提供礦山信息，實(shí)現(xiàn)對信息的有效查閱和瀏覽。

（2）數(shù)字化繪圖技術(shù)

數(shù)字化繪圖技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將礦山開采中產(chǎn)生的各類信息以圖紙方式呈現(xiàn)，這樣就可以保證信息的時(shí)效性與真實(shí)性，有利于開展科學(xué)有效的信息管理。在開采的過程中，相關(guān)信息會(huì)發(fā)生變化，將這些變化繪制成圖紙，就可以實(shí)現(xiàn)對信息的實(shí)時(shí)監(jiān)督與動(dòng)態(tài)管理。數(shù)字化繪圖技術(shù)還可以保證信息不局限于圖紙范疇，工作人員一旦發(fā)現(xiàn)信息存在問題，就可以隨時(shí)進(jìn)行修改。此外，數(shù)字化繪圖技術(shù)能夠與GIS技術(shù)有機(jī)結(jié)合，為礦山開采提供更多的信息。

（3）空間信息技術(shù)

空間信息技術(shù)主要包括GPS、RS、GIS三種技術(shù)。首先，GPS技術(shù)又稱之為地理信息系統(tǒng)，該技術(shù)主要是以地理空間為主要的研究對象，通過先進(jìn)的地理模型，保證地理、空間等信息能夠得到實(shí)時(shí)的體現(xiàn)。第二，RS技術(shù)可稱之為遙感技術(shù)，該技術(shù)主要是為地形掃描和信息處理提供相應(yīng)的輔助。RS技術(shù)有強(qiáng)大的信息處理能力與傳輸能力，借助先進(jìn)的傳感器即可對信息進(jìn)行精準(zhǔn)識別。第三，GIS技術(shù)是一種先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)技術(shù)，其實(shí)施的基礎(chǔ)是空間信息。GIS主要依據(jù)地理模型對礦山地質(zhì)的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、真實(shí)的分析。其基本結(jié)構(gòu)框架圖如圖1所示。

圖1 GIS基本結(jié)構(gòu)構(gòu)架圖

3 數(shù)字化測量信息技術(shù)在礦山測量中的具體應(yīng)用

通過分析數(shù)字化測量信息技術(shù)在不同專業(yè)中的代表技術(shù)不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化測量信息技術(shù)包含的內(nèi)容比較多元化，能夠從多個(gè)角度進(jìn)行礦山測量。在數(shù)字化測量信息技術(shù)中除了上述內(nèi)容之外，還有RTK技術(shù)。若是將技術(shù)與技術(shù)有機(jī)結(jié)合，就可以準(zhǔn)確保證測量結(jié)果。

（1）GPS三大板塊互相作用，保證測量效率

GPS技術(shù)在礦山測量中的重要性不言而喻。為保證測量效果，就要要正確利用GPS的優(yōu)勢，提高測量的效率。在GPS中包括的板塊主要有基準(zhǔn)站、流動(dòng)站與數(shù)據(jù)鏈，這三大板塊可以為GPS技術(shù)應(yīng)用提供有效支持，需在互相連接和作用的情況下，就可以落實(shí)最終數(shù)據(jù)。由于GPS技術(shù)能夠有效對目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)測，因此，其測量精度將會(huì)很有保障。GPS將精度設(shè)置為專有的基本點(diǎn)，這樣就可以保證流動(dòng)站中的數(shù)據(jù)及時(shí)、有效，并具有極高的精確度。在流動(dòng)站中，站內(nèi)接受設(shè)備會(huì)將已經(jīng)收到的數(shù)據(jù)再以輸出的方式進(jìn)行操作，這樣就可以保證信息的動(dòng)態(tài)化，便于進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)掌握礦山的變化信息與實(shí)時(shí)狀態(tài)。運(yùn)用GPS技術(shù)時(shí)，不必?fù)?dān)心測量時(shí)所面臨的環(huán)境狀態(tài)。即使是在比較惡劣的環(huán)境之中，工作人員無需有過多擔(dān)憂，只需利用GPS進(jìn)行測量，就可以輕松解決難題，突破局限，保證穩(wěn)妥的測量質(zhì)量。

（2）RTK與GPS結(jié)合，減少誤差

GPS技術(shù)在使用的過程中，可以融入先進(jìn)的RTK技術(shù)，這樣就可以保證數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、及時(shí)，將測量誤差控制在合理范圍內(nèi)。RTK技術(shù)可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，不會(huì)拘泥于同一個(gè)方位，因此，將這一技術(shù)與GPS技術(shù)相結(jié)合，就可以保證測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。工作人員要充分掌握RTK技術(shù)，熟練進(jìn)行操作，從而達(dá)到事半功倍的效果。RTK技術(shù)利用衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測，可保證監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、有效，及時(shí)反映出礦山的情況。RTK技術(shù)將監(jiān)測到的信息發(fā)送給流動(dòng)站，通過這種不斷接收、發(fā)送的方式計(jì)算出坐標(biāo)，以三維方式展示出礦山測量的數(shù)據(jù)。由于RTK技術(shù)有許多優(yōu)勢，還能夠以自動(dòng)化控制的方式實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的監(jiān)督和記錄，當(dāng)海量數(shù)據(jù)得到自動(dòng)接收和發(fā)送后，就無需人工介入，節(jié)省許多勞動(dòng)力，降低不必要的風(fēng)險(xiǎn)，還可以扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)測量中存在的一系列問題。

（3）三維激光掃描，對礦山的特性全面分析

在礦山測量中，應(yīng)用三維激光掃描能夠?qū)ΦV區(qū)進(jìn)行全面的掃描后，再進(jìn)行多角度監(jiān)控，保證監(jiān)控范圍更加全面。同時(shí)，三維激光掃描能夠?qū)ΦV區(qū)地形圖、地表移動(dòng)沉降、礦體幾何圖進(jìn)行測量、觀測和繪制。目前，三維激光掃描技術(shù)的先進(jìn)程度不言而喻，通過這一技術(shù)可以提供高分辨率內(nèi)容，有效提高礦山測量效果。

4 數(shù)字化測量信息技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用必要性

（1）有助于優(yōu)化測量技術(shù)，提高測量安全系數(shù)

利用數(shù)字化測量信息技術(shù)可以有效保證測量技術(shù)得到優(yōu)化，還可提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)的方式得到傳遞。由于施工人員在工作中會(huì)遇到許多問題，面對礦山這一特殊的環(huán)境會(huì)存在許多測量上的困難，還會(huì)有惡劣的自然環(huán)境加以干擾，因此，采用數(shù)字化測量信息技術(shù)可以有效改善現(xiàn)狀，并且有助于分析礦山的特質(zhì)，具有很高的效率。

（2）保證測量數(shù)據(jù)更加精確，提高礦山的綜合效益

由于數(shù)字化測量信息技術(shù)的專業(yè)水平比較高，涉及到多個(gè)內(nèi)容，在進(jìn)行測量之前，要保證工作人員能夠熟練掌握數(shù)字化測量信息技術(shù)，并對各個(gè)專業(yè)技術(shù)的特征和優(yōu)勢有所了解。因此要加大對工作人員的培訓(xùn)力度，提高其操作能力和綜合素質(zhì)，盡快掌握這一技術(shù)。由于在礦山測量中會(huì)面臨一些突發(fā)事件，當(dāng)員工掌握這一技術(shù)后，就可以靈活進(jìn)行處理，保證測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在數(shù)字化測量信息技術(shù)應(yīng)用的過程中，要加強(qiáng)對基站的維護(hù)，定期更新設(shè)備，提高礦山的綜合效益，促進(jìn)礦業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。要大力推行數(shù)字化測量信息技術(shù)，加大投入力度，保證技術(shù)更加完善，人員素質(zhì)到位。要大力進(jìn)行新技術(shù)推廣，確保礦山測量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，為礦山開采工作提供有效的參考依據(jù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，數(shù)字化測量信息技術(shù)包含的專業(yè)較多，除了常見的三維測量技術(shù)和GPS技術(shù)之外，還有先進(jìn)的RTK等專業(yè)技術(shù)。將GPS技術(shù)和RTK技術(shù)有機(jī)結(jié)合，就可以發(fā)揮出二者的優(yōu)勢，對礦山的特征進(jìn)行準(zhǔn)確分析，了解礦山的狀態(tài)和相應(yīng)變化，還可以保證數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、及時(shí)。同時(shí)運(yùn)用數(shù)字化測量信息技術(shù)可以提高工作效率，避免傳統(tǒng)測量中存在的一些問題，減少不必要的人力和物力浪費(fèi)，可以有效保證礦山開采工作順利進(jìn)行。