數字化測量技術在礦山測量中的應用分析

李海峰

摘要：數字化測量技術在現代測量中是一種較為先進且高效的測量方法。數字化測量技術的應用不僅提升了礦山測量的質量和效率，還有效推動了礦山開采和建設的健康、穩(wěn)定發(fā)展。在礦山測量中數字化技術的應用使測量方式取得突破性進展，測量成果更具科學可靠性和實用性，并廣泛應用到實踐中。本篇論文主要圍繞數字化測量技術在礦山測量工作中的應用展開詳細剖析，希望能夠為廣大同行提供一些借鑒作用。

關鍵詞：數字化；測量技術；礦山測量；數字化繪圖

1.礦山數字化技術概述

近些年，我國經濟取得高速發(fā)展，特別是現代化工業(yè)方面更為突出，使得市場對礦產資源的需求量大幅增加；礦產資源開采應用也在不斷地深入，礦產資源儲量在逐步減少，資源的有效利用變得尤為重要，這也給礦山開采測量帶來極大的壓力。時有發(fā)生的礦難對受害者家庭造成巨大的創(chuàng)傷，也給國家經濟的蓬勃發(fā)展制造障礙。此時，礦山測量被逐漸關注，測量成果的準確度被著重要求。礦山測量的傳統(tǒng)方式已經難以滿足要求，數字化測量技術被逐漸應用到礦山測量中，其高效的觀測手段和準確的成果輸出極大地沖擊著礦山測量行業(yè)。較為常見的數字化測量技術有數字化成圖、三維數字化軟件以及光電測距、導線測量和全自動陀螺全站儀測量等技術；運用這些數字化技術可以極大程度上提高礦山測量的精準性，有效降低作業(yè)人員工作難度，保障測量人員人身安全，提高礦山開采質量和效率。

概括來說，在礦山測量中運用的數字化測量技術主要包括采集系統(tǒng)、調度系統(tǒng)、功能系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)以及核心系統(tǒng)這五類。其中，采集系統(tǒng)的功能在于采集與處理礦山測量數據，同時對其實施數字化處理；調度系統(tǒng)的功能在于提供查詢與分析空間、構建與維護拓撲、數據訪問控制、映射和輸出等功能；功能系統(tǒng)的重點是提供AI、SA、SC以及MCAD等各類專業(yè)模擬與分析功能的模塊；包裝系統(tǒng)重點是結合用戶需求來提供三維建模工具，能夠結合用戶要求來篩選、包裝與組合多源異構礦山數據；核心系統(tǒng)重點是統(tǒng)一管理礦山測量數據與模型，并且實現數字測量技術的決策、分析與支持功能。

2.探析在礦山測量中應用數字化測量的優(yōu)勢

2.1信息的及時有效應用

在礦山開采作業(yè)中，測量是一項初始內容，也是一項安全保障措施，主要對礦山地形、地物進行全面測繪與勘查。在開展礦山測量工作中，常常會受到各種外界因素干擾，這就需要事先對其測量形式展開系統(tǒng)的研究和分析；如果在這一過程中未經科學有效的研究與分析就直接開展測量工作，很可能會導致許多錯誤信息的產生，進而致使測量結果失去準確性，對礦山的開發(fā)和利用造成隱患。在礦山測量工作中，應用數字化測量技術可以及時有效獲取相關信息并加以利用；同時還可以充分結合自然環(huán)境、地形地貌和水文地質等特點展開綜合性的測量與分析，使測量形式更具科學性。在整體干預階段往往不會受到過多干擾因素影響，可以及時有效地統(tǒng)計相關數據信息。

2.2工作效率得到有效提升

在礦山測量作業(yè)中應用數字化測量技術，可以開展實時有效地監(jiān)測。在進行礦山測量系統(tǒng)設計工作時，需要先開展實地測量工作，測量要求及條件均符合相關標準，再根據測量成果設計圖紙，為礦山安全生產工作提供有力參考依據；另外，數字化測量技術是以計算機與現代信息技術為依托，在進行全局應用及干預時進行豐富多彩的設計，更好地適應系統(tǒng)設計總體性需求。

2.3應用范圍較為廣泛

數字化測量系統(tǒng)在實施設計及干預過程中，常常會受到某些局限性因素影響，致使在后續(xù)的設計與應用時，需進一步深入研究分析和處理，這就需要廣泛應用一體化測量技術來進行。比較常用的有數字攝影測量、三維可視化、變形監(jiān)測以及數字化地形測繪等多種技術，在總體應用過程中，無論是測量信息的準確度，還是數字化控制適用性都能得到有效提升。

3.礦山測量需要堅持的原則

3.1經濟合理性原則

在開展礦山測量工作時，通常需要投入費用較為高昂的高科技儀器設備，但是當前該類設備并未在我國大量生產，實際測繪工作中所需的大部分儀器設備均是由國外買入或從測繪儀器公司租用，在維護與保養(yǎng)設備過程中，又需要投入大量資金來聘請專業(yè)人員來進行指導、維修，所以開展礦山測量工作需要投入的資金較為巨大，而實際效益并不能立刻展現。在開展礦山測量時，應該最大程度降低成本，使用科學的測繪方式和方法。

3.2因地制宜的原則

在進行礦山測量時，往往會受到地質地形等環(huán)境因素的影響，在具體測量環(huán)節(jié)，要求相關作業(yè)人員不但要具有專業(yè)的礦山測量知識技能，同時還需要可以結合實際環(huán)境情況來采用相應的測量方式，做到因地制宜。測繪人員應該設計出最為合理的測量方案，更好地獲取最為準確、科學的數據。

3.3全面研究的原則

開展礦山測量的一個重要目的便是充分掌握我國礦山資源的分布情況，并且了解其分布規(guī)律，為相關人員科學評估礦山的開發(fā)潛力提供依據，為今后制定礦山的開采開發(fā)利用方案提供參考，制定出科學的開發(fā)方案，選擇最佳開發(fā)策略，實現礦山資源的充分利用。因此，堅持全面研究的原則十分有利于提高礦山開發(fā)的經濟效益。

4.淺析在礦山測量中數字化測量技術的具體應用

4.1三維可視化技術的應用

三維可視化技術，是利用三維動畫軟件將其測量的地面及相關地形、地物描述得立體、生動，是對收集到的相關信息用數字化技術來進行表述、輸出。三維可視化技術有著先進的運動匹配與數字化建模等功能，構建出的立體模型更加真實、清晰，還可以更為全面、直觀地展示出礦山地質形態(tài)及其資源坐標等有關空間數字信息。在礦山測量作業(yè)中應用三維可視化技術的具體操作步驟如下：（1）先是利用三維激光掃描技術，對礦山地形開展全面系統(tǒng)的掃描作業(yè)，作業(yè)人員從三維掃描所收集到有關信息中，更好地了解和掌握測量區(qū)域的開采現況及其周邊環(huán)境等相關信息。（2）數據信息的處理?？茖W準確地處理數據信息，可以為后續(xù)礦山模型的構建做好相關準備工作，使其更加真實、準確。在進行數據處理時，需要使用專門的軟件，實施科學有效地處理工作，如數據拼接、噪點去除以及三維模型對采數據等。（3）構建管理平臺。將所有收集到的數據信息展開系統(tǒng)性的分類與歸納，然后將這些信息放置到相應的平臺上，以供查閱和使用，讓數據成果得到共享。

4.2數字化繪圖技術的應用

應用數字化繪圖技術是以收集的數據信息為基礎，實現智能化及信息化的繪制。數據是一種抽象性符號，具有較高準確性，獲取與處理數據需要科學規(guī)范。在礦山測量工作中，測繪工作者在完成相關數據的收集后需要進一步檢查數據的準確性，剔除粗差，檢驗加工，將礦山地表及其地下等情況依據獲得的準確數據利用繪圖方式展示到圖紙中，供用戶使用。

4.3空間信息技術的應用

空間信息技術通常是由GPS、RS及GIS技術共同組成的數據測量技術，也通常被叫作3S技術。其中GPS技術主要是由GPS衛(wèi)星、地面支撐系統(tǒng)以及GPS接收機三部分組成，其工作原理是通過衛(wèi)星導航技術實現地面及空間信息的實時有效監(jiān)控，將監(jiān)控所獲取信息傳遞出去。該技術不受時間限制，同時還具有較高精準性和廣泛性，可以實現靈活測量且不會受到時空限制的影響等。RS技術是對地表物體實現距離測距及識別來獲取相關信息，并對所收集的信息加以掃描、攝影、傳輸和處理，利用應用傳感器和信息傳輸等技術以實現信息的傳遞。該技術具有檢測面積大、控制范圍廣、經濟性與時效性等特點，在礦山測量作業(yè)中得到了較為廣泛的應用，同時能夠為礦山環(huán)境的保護提供參考依據。GIS技術則是對地理空間進行監(jiān)測，結合相關的模型且具有針對性地展開研究與分析，進而獲取相關地理信息數據與資料；該技術主要是對區(qū)域地理環(huán)境信息展開相應的測量、收集以及處理等，使之形成一個數據采集、處理、輸出以及顯示為一體的數字化技術體系，為礦山開采及建設提供相應的數據支持。

4.4數據資料的數字化處理技術應用

在礦山測量作業(yè)中，數據收集及管控是不容忽視的重要內容。對數據的處理機制及其執(zhí)行和落實也是至關重要的，相關技術人員不斷增強管制機制，提高管理工作的有效性，積極構建完善的數據收集與處理手段。在應用數字化處理技術時，技術人員需綜合有效地對數據資料展開分析，最大限度地開發(fā)利用基礎數據信息。進行數據資料數字化處理就是綜合有效地分析電子圖表并繪出相關圖件，再借用轉化技術實現圖形、文字的完整表達輸出，有效提高數字化技術的應用效率需要科學的手段和高科技的投入。在礦山生產中，結合開采建設實際需要，有效增強軟件結構和硬件設備，不斷提升測量機制應用效果，滿足礦山科學開采的需求。

4.5內外業(yè)一體化測圖技術

在運用數字化測量技術過程中，內外業(yè)一體化測量技術的重點是對礦山測量過程中采集的數據進行自動記錄，作業(yè)人員在外業(yè)現場進行草圖繪制，將采集的數據傳輸至計算機，通過人際交互編輯后，運用計算機成圖技術生成數字地圖，最后運用繪圖儀將地圖輸出。該項技術改變了傳統(tǒng)的礦山測量模式，大幅提高了測量精準度和成圖效率，也完成了測量成果的數字化。

5.在礦山測量中數字化測量技術的應用

5.1礦山地形測量

在礦山地形測量中，運用數字化測量技術能夠準確、高效完成礦山測量工作。三維可視化采集的立體坐標數據經過后續(xù)處理可以準確生成立體圖像，突破了“可望而不可即”的障礙，確保了測量人員的人身安全；數字型全站儀的“免棱鏡”觀測模式也成為礦山地形測量的常態(tài)化手段；GPS-RTK技術的實時、動態(tài)測量，消除了傳統(tǒng)測量對“可視化”的依賴；全自動陀螺全站儀的投入使用極大程度地控制了井下測量的方向誤差。數字化測量技術的應用，解決了礦山測量的諸多難題，有效地促進了礦山科學發(fā)展。

5.2礦山區(qū)域的規(guī)劃

運用數字化測量技術能夠將礦山的部分區(qū)域進行有效定位與規(guī)劃，這對開采礦山具有積極的作用。在實際測量過程中，需要將部分礦區(qū)的準確位置定位出來，以便于能夠更好地掌握礦區(qū)周邊的情況。運用數字化測量技術能夠降低天氣對測量所產生的影響，不受時間限制，有效提升測量工作效率。

5.3為礦山開采提供詳細可靠的測量數據

應用數字化測量系統(tǒng)能夠建設礦山生產管理數據庫，大幅減少傳輸測量數據的時間，精簡了傳輸數據環(huán)節(jié)，安全保存測量成果，使測量成果得到最大程度的利用，杜絕重復測量。

5.4科學規(guī)劃礦山的開發(fā)利用

數字化測量技術具有便捷性與高效性，通常在實際測量過程中均是一次性完成數據的采集，生成的成果也具有較高精度。在測量過程中能夠準確獲取礦山中每個點的三維空間坐標，這些點數據形成一個直觀、具體的三維可視化圖像，為礦山的開發(fā)利用提供一個比較可靠的測量依據。

5.5為礦山的安全生產提供可靠測量數據

科學應用數字化測量技術有助于工作人員構建一個開放式的平臺，利用此平臺來幫助礦山管理人員綜合管理各種礦產的開采工作，還可以構建一個完善的數據庫系統(tǒng)，最大程度保障數據的可靠性和準確性。

5.6對最終測量結果進行檢測

運用數字化測量技術能夠快速對測量成果進行檢驗，同時將不同測量形式得到的成果進行比較，如若出現較大偏差，能夠發(fā)現問題所在并加以糾正，確保測量數據的準確與有效。

5.7礦區(qū)地面控制測量

一般來說，礦區(qū)地面控制測量的內容有平面控制測量和高程控制測量。平面控制測量可以利用GPS靜態(tài)觀測技術，利用相關解算軟件通過精確的平差模型得到準確的控制數據。高程控制測量一般通過水準測量完成，新型的電子水準儀可以自動記錄解算數據，在嚴格執(zhí)行觀測條件的要求下，觀測數據通過相關軟件平差計算可以得到準確的高程數據，避免返工。

6.結論

現如今，科學技術的發(fā)展突飛猛進，礦山測量工作的要求也在逐步提升，越來越多的高科技運用其中，數字化測量手段便是其中之一，憑借其顯著的優(yōu)勢在礦山測量作業(yè)中得到了較為廣泛的應用，有效地提升了礦山開采作業(yè)的精準性，保障了作業(yè)人員的安全。希望礦山企業(yè)在開采中重視數字化測量技術，加大投入力度，不斷促進礦山開采及建設事業(yè)的健康、快速發(fā)展。

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