地理信息新技術(shù)在礦山測量中的應用

徐慶勛

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院，河南 鄭州 450007）

隨著我國礦山企業(yè)突飛猛進的進步，礦山建設(shè)工程也都取得了一定的成果，在礦山測量與勘查等工作中，測繪與地理信息技術(shù)的應用范圍更廣，地理信息技術(shù)、航天遙感技術(shù)等先進科學技術(shù)已普遍應用于礦山測量中，為礦山測量工作的發(fā)展提供了全新的發(fā)展契機。

1 現(xiàn)代礦山測量在礦山中的作用

礦山測量工作所提供的服務(wù)重點是勘察、設(shè)計與環(huán)保等活動的開展，在進行礦山測量過程中，伴隨著自動化控制技術(shù)運用范圍的擴大，先進的控制技術(shù)已經(jīng)將部分人工勞動取而代之，通過科學的自動化控制技術(shù)可以開展一些簡單的操作行為，在一些較為復雜的操作中也可以對該技術(shù)予以運用，實現(xiàn)了人工勞動量的減少，幫助現(xiàn)場測量工人工作強度予以縮減，促使傳統(tǒng)礦山測量工作形式得以轉(zhuǎn)變，伴隨著應用的持續(xù)開展，其所發(fā)揮的重要作用更加突出。

（1）實現(xiàn)資料共享。針對被測礦區(qū)開展與之相對應控制系統(tǒng)建設(shè)以及策略，能夠共享所獲取的測量數(shù)據(jù)信息，還可以連接國家空中網(wǎng)，將基本圖紙資料提供給設(shè)計部門，確保設(shè)計工作的更好開展。在結(jié)束礦區(qū)的測量工作后，與礦區(qū)存在關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信息更加詳盡、具體，以測量為依托所獲取的數(shù)據(jù)信息，可以有效推動礦區(qū)圖紙設(shè)計工作的開展，確保相關(guān)部門能夠掌握礦區(qū)所有項空間要素數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)資料的共享與使用。

（2）推動礦山開發(fā)。在結(jié)束礦山工程的測量之后，工作人員以設(shè)計的規(guī)定為依據(jù)，全面開展工作，結(jié)合礦山測量數(shù)據(jù)進行圖紙的繪畫，相應數(shù)據(jù)的填充同樣從礦山測量工作開展中獲取，再依據(jù)相關(guān)圖紙科學安裝機電，合理埋設(shè)管線等。生產(chǎn)建設(shè)過程中所有階段方面，都需要依托礦山測量工作開展而進行，從此方面來說，只有做好礦山測量工作的開展，才能讓與礦山相關(guān)的其他工作得到進一步推進。

（3）強化工程監(jiān)督。利用現(xiàn)代礦山測量還可以就礦山相關(guān)工作予以一定監(jiān)督，促使所有工作都嚴格依據(jù)施工方案來進行，可以科學指導施工，有效監(jiān)督施工進度。在具體的監(jiān)督工作中，還將統(tǒng)計工作劃入進來。利用現(xiàn)代礦山測量工作，還可以促使現(xiàn)行的所有施工圖紙與數(shù)據(jù)變得更加健全，能夠?qū)⒏涌茖W、合理的測量資料提供給預防預警與救護工作，有效控制并減少礦山安全事故的發(fā)生。

2 地理信息新技術(shù)在礦山測量中的應用

（1）GPS-RTK技術(shù)。GPS技術(shù)屬于空間交匯定點導航系統(tǒng)的范疇，通過該技術(shù)可以對距離測定工作定時做出控制。關(guān)于GPS技術(shù)方面，其構(gòu)成內(nèi)容通常包括三個部分，即：地面控制部分、用戶設(shè)備部分與空間部分，利用對全球衛(wèi)星系統(tǒng)的覆蓋工作，可以將地標物的三維定位數(shù)據(jù)提供給用戶，該數(shù)據(jù)具備非常高的精確性，該技術(shù)已經(jīng)普遍運用于當前的礦山測量工作中。在研發(fā)與運用階段中，該技術(shù)歷經(jīng)多次技術(shù)革新之中，關(guān)于當前的技術(shù)體系方面居于核心地位的就是RTK技術(shù)，該技術(shù)裝置能夠精準定位地標物的動態(tài)，具備非常高的自動化程度。

關(guān)于RTK技術(shù)裝置方面，流動站與基準站屬于其主要構(gòu)成內(nèi)容，依據(jù)標準的要求與規(guī)定，可以開展流動站與基準站的組織工作，在完成建構(gòu)之后，方可開始工作，在對流動站進行初始化之后，其可以對衛(wèi)星信號進行接收，在確保實時接收的衛(wèi)星信號不低于4顆之后，所獲取的精準數(shù)據(jù)才能夠與要求和規(guī)定相符合。在一些礦山測量工作中，如：煤礦控制測量、采場日常驗收測量、礦區(qū)工程測量等，主要對GPS-RTK技術(shù)予以應用，這樣不單可以對礦區(qū)建筑物的三維地標予以獲取，而且還可以掌握地形地貌信息內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上可以完成采礦工作平面圖的制作工作，提升所獲取礦產(chǎn)開采信息的科學性與精確性，進而與礦產(chǎn)開采計劃開展相關(guān)的核準和校對，促使采礦進度管理得到強化。

（2）全站儀。全站儀屬于全站型電子測距儀的簡稱，屬于測繪儀器系統(tǒng)的范疇，可以將多樣化的測量功能融合成為一個整體，這些測量功能包含高差、距離、水平角、垂直角等，其中距離又包含斜距與平距。針對全站儀而言，光學測繪技術(shù)、電子信息技術(shù)與現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)居于核心地位。

在當前開展礦山測量工作的過程中，全站儀可以普遍運用于一些項目中，這些項目主要指的是：第一，關(guān)于井上礦山工程測量方面，在進行懸高、露天礦開采工程與工程放樣測量工作時，可以對其予以應用。在全站儀中，不僅僅可以開展免棱鏡測量工作，并且具備比較突出的數(shù)據(jù)精確度，一些區(qū)域的測量作業(yè)利用棱鏡很難實現(xiàn)，但是通過全站儀，可以促使相關(guān)數(shù)據(jù)的精確度得到充分保證。第二，關(guān)于井下礦山工程測量方面，在進行具體的豎井定向、斜井與中段平衡施工控制測量，以及工程放樣測量工作的過程中，可以對全站儀予以應用，這樣可以將更加準確的信息提供給井下工程建設(shè)與作業(yè)，能夠確保生產(chǎn)的安全開展，還可以促使生產(chǎn)工作效率得到顯著提升。

（3）無人機遙感技術(shù)。無人機就是無人駕駛飛機的簡稱，在該裝置中，利用無線電遙控設(shè)備與固定程序，開展自主或者半自主操作與控制工作。無人機比較輕巧、便捷，具備比較突出的靈活性能，所花費的造價成本費用不高。針對系統(tǒng)框架而言，關(guān)于無人機測量系統(tǒng)的構(gòu)成方面，其所包含的內(nèi)容比較多，比如：飛行控制系統(tǒng)、無人機飛行平臺、地面控制系統(tǒng)、攝影傳感器等，其中，在飛行控制系統(tǒng)可以進行飛行控制，與此同時，還可以科學管理任務(wù)設(shè)備。通常情況下，人們會對固定翼無人機與EOS5DMarkII攝影傳感器予以選擇與應用，之后，調(diào)查并研究具體的需求，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置相關(guān)航線并航拍外業(yè)，科學處理內(nèi)業(yè)，進而系統(tǒng)評價并判定成果質(zhì)量，利用一系列的流程就可以促使礦山測量作業(yè)實現(xiàn)。新時期我國正在全面開展數(shù)字化礦山建設(shè)工作，在該過程中全站儀發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。除此之外，無論是在礦山環(huán)境的治理與監(jiān)測工作中，還是在礦產(chǎn)資源保護與利用的監(jiān)測中，全站儀所發(fā)揮的重要作用無可取代，在開采建設(shè)礦山工作時，通過全站儀可以對其起到良好的指導功能，能夠顯著提升生產(chǎn)工作的安全性，還能夠?qū)Νh(huán)境起到一定的保護作用。

（4）慣性測量系統(tǒng)。在開展礦山測量工作的過程中，礦山測量系統(tǒng)屬于先進技術(shù)組成，未來具備比較廣的發(fā)展空間，可以顯著提升工程測量的自動化與智能化程度。在慣性測量系統(tǒng)中，其可以既可以全天開展測量工作，具備比較高的自動化程度，具有多元的功能，在具體的運用工作中，普遍與GPS系統(tǒng)共同使用。關(guān)于慣性測量系統(tǒng)方面，慣性導航原理屬于其運用原理。在利用慣性測量系統(tǒng)時，可以對地標物多樣化的參數(shù)信息做出掌握，這些參數(shù)信息主要指的是方位角、重力異常、垂線偏差、高程、經(jīng)度、緯度等，在一些礦山測量工作中，該系統(tǒng)的應用范圍比較廣，在建設(shè)礦山控制測量系統(tǒng)的過程中，可以對慣性測量系統(tǒng)做出應用，在放樣設(shè)計工作、監(jiān)測礦山地表形變、沉陷以及井筒及罐道梁的垂直性方面，也可以充分利用該系統(tǒng)，其具備比較突出的工作效率，數(shù)據(jù)的精確度也可以促使標準的規(guī)定得到滿足。

在當前開展礦山測量開發(fā)應用工作的過程中，慣性測量系統(tǒng)依然處于初級時期，以GPS技術(shù)為前提，通過慣性測量系統(tǒng)的運用，可以促使礦山測量的利用效率得到提高。在進行具體礦山測量工作的過程中，可以將GPS技術(shù)與慣性測量系統(tǒng)緊密聯(lián)系起來，融合成為一個整體，利用二者的組合系統(tǒng)，可以提升礦山測量工作人員導航定位的精確度，確?？傮w大地測量模型數(shù)據(jù)處理工作的順利完成，進而對地標物的三維坐標與大地水準面做出獲取，并對數(shù)據(jù)信息內(nèi)容予以進一步確定，增強定位與導航的平穩(wěn)性能，促使數(shù)據(jù)信息的精確性得到提升，發(fā)展空間較大。

（5）衛(wèi)星導航定位技術(shù)。在測繪學科的發(fā)展中，通過全球衛(wèi)星導航定位技術(shù)，可以高效推動創(chuàng)新工作的開展。關(guān)于衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)方面，GPS應用范圍最廣，且穩(wěn)定性能最為突出。對于GPS而言，關(guān)于其觀測時間與地點方面，可以打破通視的限制作用，能夠全天候開展作業(yè)，突破了傳統(tǒng)的局限性。

近段時間，GPS導航技術(shù)普遍應用于測繪工作中。利用GPS導航技術(shù)，可以促使更多的傳統(tǒng)地面測量工作高效完成。北斗衛(wèi)星導航屬于全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的范疇，由我國自主研發(fā)制作完成，在日后，其可以普遍應用于企業(yè)、軍事單位與民眾中，能夠全天候開展作業(yè)工作，其定位服務(wù)具備非常高的精確度，還可用于通信工作中。

3 礦山測量技術(shù)和儀器的未來發(fā)展

在未來，關(guān)于礦山測量技術(shù)和儀器的發(fā)展方面，數(shù)據(jù)獲取處理工作朝著更加自動化的方向發(fā)展，測量系統(tǒng)的控制更加智能化，內(nèi)外業(yè)一體化工作順利實現(xiàn)，已測量的數(shù)字會實現(xiàn)可視化。為了確保上述目標的實現(xiàn)，關(guān)于測量技術(shù)與測量技術(shù)之間方面，可以系統(tǒng)開展相關(guān)的整合與創(chuàng)新，這樣在礦山測量工作中，可以將現(xiàn)代化科學技術(shù)的重要作用充分體現(xiàn)出來，實現(xiàn)應用范圍的擴大。比如，關(guān)于電子陀螺儀與全站儀方面，可以開展相關(guān)的整合工作。針對GPS、ISS與RTK技術(shù)方面，可以開展相關(guān)的整合工作。伴隨著科學技術(shù)的飛速進步，未來礦山測量技術(shù)將會獲得持續(xù)提升，其測量水平也會產(chǎn)生重大創(chuàng)新。

4 結(jié)語

在礦山開采中，地理信息新技術(shù)得到了普遍的運用，比如：地理信息系統(tǒng)、全球定位、遙感等技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集和處理數(shù)字化與精確性的提升，可以有效推動礦山測量的可持續(xù)發(fā)展。將地理信息新技術(shù)普遍應用于礦山測量工作中，在提升測量效率的同時，還可以促使測量質(zhì)量得到強化，促使礦山資源信息管理的科學性與合理性得到提升，可以不斷擴大新型測繪儀器的運用范圍，為我國礦山事業(yè)的可持續(xù)、穩(wěn)定、和諧發(fā)展，起到良好的促進作用。