基于測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用研究探索

吳 剛

（安徽省地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)院，安徽 合肥 230022）

在新技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需要將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及衛(wèi)星定位技術(shù)等進(jìn)行綜合應(yīng)用，充分發(fā)揮全站儀、GPS 技術(shù)、慣性測(cè)量、懸掛羅盤、三維激光掃描等新測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。需要注意的是在礦山測(cè)量中，要掌握傳統(tǒng)礦山測(cè)量方法存在的不足，同時(shí)要對(duì)測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析和研究，從而提高礦山測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，為礦山規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)以及運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)等提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

1 礦山測(cè)量技術(shù)概述

礦山測(cè)量工作的綜合性相對(duì)較強(qiáng)，包含地質(zhì)學(xué)勘探學(xué)以及繪制測(cè)量等多項(xiàng)內(nèi)容。在礦山測(cè)量過(guò)程中需要保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這樣才能夠?yàn)楹笃诘牡V山開采、運(yùn)營(yíng)、礦床開發(fā)、采煤等整體布局進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。同時(shí)要做好事前數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，保證礦山開采過(guò)程中的安全性。當(dāng)前，在礦山測(cè)量過(guò)程中，主要是對(duì)開采地區(qū)的地形地貌開采，對(duì)場(chǎng)地參數(shù)以及采礦作業(yè)規(guī)模等進(jìn)行詳細(xì)全面地測(cè)量。利用獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)能夠建立二維地質(zhì)版圖，為礦山開發(fā)工作提供數(shù)據(jù)參考，可以在一定程度上提高礦山開發(fā)規(guī)劃工作的科學(xué)性以及合理性[1]。有效的礦山測(cè)量工作可以提高礦山開采效率，降低開采成本，對(duì)促進(jìn)礦業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有至關(guān)重要的作用。而隨著礦山開采行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的礦山測(cè)量方法已經(jīng)不能滿足礦山測(cè)量的精度要求。這就需要對(duì)先進(jìn)的礦山測(cè)量技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。測(cè)繪新技術(shù)的快速發(fā)展，使當(dāng)前的測(cè)量設(shè)備也更加先進(jìn)，利用測(cè)繪新技術(shù)完成礦山測(cè)量工作，有利于實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量數(shù)據(jù)采集的機(jī)械化、自動(dòng)化以及數(shù)字化發(fā)展。并且可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性以及多元化。在現(xiàn)代化測(cè)量設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，需要了解現(xiàn)代化設(shè)備的具體應(yīng)用要求，并對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量模式和測(cè)量方法進(jìn)行改進(jìn)。這樣有利于提升整體的礦山測(cè)量速度，保證測(cè)量結(jié)果的可靠性。

2 測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 空間信息技術(shù)的應(yīng)用

在礦山測(cè)量過(guò)程中，對(duì)空間信息技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用可以提高礦山測(cè)量的整體水平?？臻g信息技術(shù)指的是GPS 技術(shù)、RS 技術(shù)以及GIS 三種技術(shù)的組合。3S 技術(shù)是當(dāng)前測(cè)繪新技術(shù)的主要代表之一，在各行各業(yè)中都有所應(yīng)用，特別是國(guó)土資源調(diào)查、地籍測(cè)繪控制測(cè)量、工程測(cè)量中，3S 技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。而在當(dāng)前的礦產(chǎn)測(cè)量中，對(duì)3S 技術(shù)的應(yīng)用也相對(duì)普遍。3S 技術(shù)在應(yīng)用中可以發(fā)揮各自的功能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有綜合性的作用，可以完成礦山各方面的信息收集、分析、處理以及應(yīng)用。其中RS 技術(shù)可以對(duì)地表數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集和處理，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的整體性；而GPS 技術(shù)可以利用全天候的作業(yè)對(duì)礦山進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)和測(cè)量，并且其靈活性相對(duì)較高。在GPS 技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可以完成交通導(dǎo)航、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及工程測(cè)量等功能，具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。并且GPS 技術(shù)對(duì)測(cè)量環(huán)境的要求相對(duì)較低，可以適應(yīng)條件相對(duì)復(fù)雜的礦山測(cè)量工作，可以對(duì)礦山的任意點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行三維定位，提高礦山數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)度；GIS 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的處理和分析，能夠提高測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算精度。將GIS 技術(shù)與GPS 技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠?qū)ΦV山安全問(wèn)題進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，同時(shí)可以準(zhǔn)確掌握礦山巖石的分布情況以及地質(zhì)的移動(dòng)變化情況，能夠?qū)ΦV山數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。3S 技術(shù)的應(yīng)用有利于提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性以及實(shí)時(shí)性。在3S 技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可以利用GIS技術(shù)進(jìn)行建模計(jì)算，對(duì)空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，能夠保證空間地理坐標(biāo)的精準(zhǔn)性，對(duì)提高礦山測(cè)量的整體精度有極大幫助。但是需要注意的是在對(duì)3S 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要考慮礦山測(cè)量的具體要求和目的，保證信息處理的針對(duì)性和有效性[2]。

2.2 全站儀的應(yīng)用

當(dāng)前，在礦山測(cè)量過(guò)程中所使用的測(cè)量設(shè)備主要是全站儀。全站儀是綜合光學(xué)技術(shù)以及電學(xué)技術(shù)是一種新型的測(cè)量設(shè)備。在應(yīng)用過(guò)程中可以充分利用光電掃描U 盤對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄，并將記錄的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，方便工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)表，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在全站儀測(cè)量過(guò)程中，其操作比較簡(jiǎn)單方便，可以保證測(cè)量精度。全站儀的內(nèi)部測(cè)量軟件比較多，能夠有效簡(jiǎn)化測(cè)量程序，有利于提高礦山測(cè)量工作的效率以及精度。在開展測(cè)量工作時(shí)，只需要一次完成全站儀設(shè)備安裝工作，就可以進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的水平角、垂直角、距離、高差等數(shù)據(jù)的測(cè)量。在礦山測(cè)量過(guò)程中對(duì)全站儀進(jìn)行應(yīng)用，可以對(duì)所測(cè)點(diǎn)的角度和距離進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，并且能夠?qū)y(cè)量的結(jié)果利用數(shù)字化的形式展現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)可以利用全站儀內(nèi)部的測(cè)量軟件對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理，并利用計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。整體操作相對(duì)簡(jiǎn)單方便，可以在很多復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用，其整體性能也相對(duì)穩(wěn)定。在全站儀應(yīng)用過(guò)程中，可以建立礦山數(shù)據(jù)采集傳輸以及處理系統(tǒng)，并且可以實(shí)現(xiàn)測(cè)距發(fā)射軸、接收軸以及望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)軸三軸共軸，能夠?qū)σ恍┮苿?dòng)的目標(biāo)和空間點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，保證測(cè)量工作的效率和精度。除此之外，在對(duì)礦區(qū)的地面地形進(jìn)行測(cè)量時(shí)，全站儀也具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。還可以對(duì)露天或者井下煤礦生產(chǎn)建設(shè)時(shí)所需要的各種資料信息進(jìn)行測(cè)量，能夠?yàn)榈V區(qū)開采計(jì)劃的制定提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.3 三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以降低操作人員的工作量和工作強(qiáng)度。因?yàn)樵谌S激光掃描測(cè)量中，工作人員并不需要到實(shí)際的測(cè)量點(diǎn)完成測(cè)量作業(yè)，可以利用遙感操控進(jìn)行礦山測(cè)量。其主要測(cè)量原理是利用激光發(fā)射點(diǎn)完成激光掃射，然后利用激光反饋的數(shù)據(jù)建立三維模型。這樣可以對(duì)礦山進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量。三維激光掃描技術(shù)對(duì)硬件設(shè)備的科技要求相對(duì)較高，其抗干擾能力也比較強(qiáng)，并且操作方式比較簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的安全性能，測(cè)量的參數(shù)也相對(duì)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)精確度能夠得到保證。但是三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用成本相對(duì)較高，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)礦山測(cè)量的具體要求合理選擇[3]。

2.4 慣性測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

利用慣性測(cè)量系統(tǒng)完成礦山測(cè)量工作，也是測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的主要應(yīng)用之一。慣性測(cè)量系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中需要利用導(dǎo)航定位技術(shù)完成測(cè)量作業(yè)，其最大的優(yōu)勢(shì)是自主性和多樣性相對(duì)較強(qiáng)。在開展礦山測(cè)量工作時(shí)，慣性測(cè)量系統(tǒng)可以在礦山井下測(cè)量中進(jìn)行充分應(yīng)用，能夠提高礦山井下測(cè)量工作的自動(dòng)化以及智能性。慣性測(cè)量系統(tǒng)主要包括平臺(tái)式系統(tǒng)以及捷聯(lián)式系統(tǒng)兩種。將慣性測(cè)量系統(tǒng)與GPS 技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠形成更加全面的測(cè)量系統(tǒng)。這一技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以提高礦山測(cè)量的精準(zhǔn)度，并且可以充分發(fā)揮慣性測(cè)量系統(tǒng)與GPS 技術(shù)的各自優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)ΦV山數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的測(cè)量和處理。

2.5 懸掛羅盤的應(yīng)用

在一些地勢(shì)相對(duì)狹小的礦井中可以利用懸掛羅盤完成礦山測(cè)量工作。羅盤的主要特點(diǎn)是體積相對(duì)較小，具有較強(qiáng)的靈活性，并且操作方式也比較簡(jiǎn)單方便。測(cè)量點(diǎn)之間的聯(lián)系性相對(duì)較小、受到空間的限制也相對(duì)較小。在當(dāng)前的礦山測(cè)量中，懸掛羅盤測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。為了能夠提高懸掛羅盤的測(cè)量精準(zhǔn)度，在對(duì)懸掛羅盤進(jìn)行應(yīng)用時(shí)需要嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行：第一，需要對(duì)基本數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。對(duì)懸掛羅盤進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要將其與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，對(duì)礦山傾斜角度、長(zhǎng)度以及方位角等進(jìn)行測(cè)量。這樣才能夠計(jì)算出礦山的高差以及坐標(biāo)點(diǎn)。第二，要對(duì)懸掛羅盤的坐標(biāo)數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變技術(shù)，保證計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。可以利用統(tǒng)一的計(jì)算公式對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使其成為平面坐標(biāo)數(shù)。第三，需要利用相應(yīng)的計(jì)算原理對(duì)測(cè)量礦山的最初磁方位角進(jìn)行計(jì)算。磁方位角=坐標(biāo)方位角+改正角。在計(jì)算時(shí)，必須保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)的單位統(tǒng)一，防止計(jì)算錯(cuò)誤而影響最終的測(cè)量結(jié)果。

3 提高礦山測(cè)量水平的相關(guān)措施

現(xiàn)階段，在對(duì)礦山測(cè)量工作進(jìn)行改進(jìn)的過(guò)程中，除了對(duì)現(xiàn)代化的測(cè)繪新技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之外，還要從以下方面出發(fā)，提升礦山測(cè)量水平：第一，加強(qiáng)礦山測(cè)量人員的培訓(xùn)力度，提高測(cè)量工作人員的專業(yè)技能和綜合能力。尤其是要對(duì)測(cè)量工作人員對(duì)測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用能力進(jìn)行培訓(xùn)，保證測(cè)量作業(yè)的規(guī)范性。第二，重視測(cè)點(diǎn)檢查工作。在進(jìn)行礦山測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)測(cè)量要求和目的完成測(cè)點(diǎn)布設(shè)作業(yè)，并且要對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)檢查，保證測(cè)點(diǎn)位置的科學(xué)性。這樣才能為后續(xù)測(cè)量作業(yè)打好基礎(chǔ)，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語(yǔ)

礦山測(cè)量本身就有一定的復(fù)雜性，在發(fā)展過(guò)程中受很多因素的影響。采礦技術(shù)、礦業(yè)發(fā)展水平、測(cè)量?jī)x器設(shè)備、計(jì)算機(jī)技術(shù)等都會(huì)對(duì)礦山工作產(chǎn)生一定影響。而現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以綜合空間技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有效提升礦山測(cè)量工作的智能化以及自動(dòng)化，對(duì)提升礦山測(cè)量工作效率有極大幫助。從而為礦區(qū)的科學(xué)規(guī)劃提供更加可靠的數(shù)據(jù)支撐，能夠有效改善當(dāng)前礦山環(huán)境治理工作質(zhì)量，對(duì)推動(dòng)我國(guó)礦山行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展有積極幫助。