GPS測繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測繪中的實踐探析

＊楊少平

（晉城澤祥勘探測繪有限公司 山西 048000）

在我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，社會科學(xué)技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，GPS技術(shù)得到了進(jìn)一步的開發(fā)和運用，作為一項高科技的技術(shù)手段，GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，將其運用到礦山測繪活動中，可以有效的提高測繪質(zhì)量，彌補傳統(tǒng)的測繪方式、測繪模式下存在的不足，提高測繪質(zhì)量、測繪速度。在礦山地質(zhì)測量活動中，為了獲取有關(guān)的地質(zhì)參數(shù)，利用GPS技術(shù)時，需要結(jié)合生態(tài)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)破壞問題的防范目標(biāo)，合理的利用GPS技術(shù)，把握技術(shù)要點，準(zhǔn)確的做好定位工作，增強測繪效果，提高數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)化程度，促使礦山地質(zhì)測繪工作的順利實施和展開。

1.GPS測繪技術(shù)的特點及優(yōu)勢

GPS技術(shù)指的是利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)進(jìn)行實時定位的一項技術(shù)，又被稱為全球定位系統(tǒng)技術(shù)，在科技化時代，GPS技術(shù)逐步的完善，技術(shù)水平大大提高，廣泛的運用到了多個行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)。GPS測繪技術(shù)在地質(zhì)測繪中的運用，可以獲取全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，利用軟件構(gòu)建起整體的地貌信息模型，利用GPS技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，可以精準(zhǔn)地呈現(xiàn)地理信息，獲取有關(guān)的數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫。GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢特點，因為GPS系統(tǒng)先進(jìn)性強，是一種多用途系統(tǒng)，可以用于大地、工程、航空、地形等多個領(lǐng)域進(jìn)行測量活動，改變了落后的房屋建筑測繪中必須要進(jìn)行測繪點之間通式的難題。因為GPS技術(shù)的應(yīng)用可以靈活的進(jìn)行測繪選點，保持上空開闊，接收GPS衛(wèi)星信號，以此來收集信息。有著較強的抗干擾能力，工作效率高，可以獲取準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)信息，用于礦山環(huán)境修復(fù)治理，見圖1，成本投入較低，體現(xiàn)出了一定的應(yīng)用特色，具有不可替代的功能。

圖1 礦山環(huán)境修復(fù)治理模式

（1）抗干擾性。GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用和傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢，那就是其較強的抗干擾性，利用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行測繪活動，可以將測量活動中受到的外界干擾有效的降低，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性被破壞的問題，利用GPS測繪技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)信息有著較高的精準(zhǔn)程度，誤差小。這是因為GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用過程中，系統(tǒng)自身所帶的抗干擾屬性所形成的結(jié)果，GPS技術(shù)的應(yīng)用過程中，系統(tǒng)有著較強的抗干擾能力，即使在不理想的環(huán)境中，也可以進(jìn)行測量活動。例如，在測量現(xiàn)場存在著較為復(fù)雜的地形環(huán)境，天氣條件差，測量活動的過程中，外界環(huán)境對數(shù)據(jù)的獲取和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性形成影響。利用GPS技術(shù)進(jìn)行測繪活動，可以明顯的提高數(shù)據(jù)測繪的可靠性，形成對外界環(huán)境的防范效果，抵御外界環(huán)境所帶來的負(fù)面影響，測繪數(shù)據(jù)的可靠性、全面性更強。利用GPS技術(shù)進(jìn)行人工測繪活動，所獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，通過衛(wèi)星探測的方式進(jìn)行操作，獲取信息數(shù)據(jù)的誤差低、風(fēng)險小，工作人員在GPS技術(shù)的應(yīng)用中，可以高效、便捷地進(jìn)行有關(guān)操作，提高測繪工作的質(zhì)量和精準(zhǔn)程度。

（2）高效性。GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用具有較高的工作效率，可以借助地面接收裝置，探測數(shù)據(jù)信息，結(jié)算數(shù)據(jù)信息，并對有關(guān)的測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行運用。與傳統(tǒng)的測繪方式相比，GPS技術(shù)可以在復(fù)雜的測繪工作中應(yīng)用，測繪質(zhì)量和測繪效率較高，利用輔助設(shè)備進(jìn)行測繪時，獲取精準(zhǔn)、詳細(xì)的測繪圖像。GPS測繪技術(shù)所繪制的地形圖信息準(zhǔn)確，可以有效的節(jié)約測繪時間，降低投入到測繪工作中的時間成本，提高測繪工作的效率。

（3）準(zhǔn)確性強。在礦山地質(zhì)測繪工作的實踐中，利用GPS測繪技術(shù)，測繪的準(zhǔn)確效率較高，可以獲取準(zhǔn)確的測繪數(shù)據(jù)信息，因為在礦山測繪工作中，傳統(tǒng)的方式是使用儀器進(jìn)行測量，實踐操作也是以人工操作的模式為主，很有可能形成系統(tǒng)誤差風(fēng)險，落后儀器設(shè)備使用的精準(zhǔn)性不足，獲取的信息數(shù)據(jù)不全面。人工操作的模式下，發(fā)生數(shù)額誤差的風(fēng)險較大，一旦出現(xiàn)了誤差超過限制的情況，將會對最終的整體測量結(jié)果和準(zhǔn)確性形成負(fù)面的干擾與影響，甚至增加了返工風(fēng)險。GPS技術(shù)的應(yīng)用具有較高的準(zhǔn)確性強的優(yōu)勢，利用GPS技術(shù)進(jìn)行礦山測繪工作，可以有效的防范人工方式下形成的干擾風(fēng)險，結(jié)合礦山環(huán)境修復(fù)治理模式建立過程，將人工干預(yù)的因素降低，控制誤差幾率，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（4）低成本性。GPS測繪技術(shù)和地質(zhì)信息測繪中使用到的其他技術(shù)相比，體現(xiàn)出了明顯的技術(shù)成本經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢，因為利用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)信息的測繪活動，所獲取到的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確，而且能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的測繪，將人工操作減少，測繪人員的工作量大大降低，因此可以減少在操作方面投入的人工成本，加強了對技術(shù)應(yīng)用成本的控制。隨著測繪技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和逐步完善，設(shè)備設(shè)施的性能也持續(xù)的升級與優(yōu)化，有越來越多具有復(fù)合作用的設(shè)備，被運用到了礦山測繪工作中，降低了設(shè)備的應(yīng)用成本，GPS測繪技術(shù)成本的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢充分的體現(xiàn)出來。

2.礦山地質(zhì)測繪中利用GPS測繪技術(shù)的必要性

GPS測繪技術(shù)在創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展中，有效的提高了礦山地質(zhì)測繪工作的質(zhì)量，增強了礦山地質(zhì)測繪工作的效率，因為在GPS測繪技術(shù)的運用，使得地質(zhì)測繪工作更加便捷、簡單，測繪工作量大大減少。GPS測繪技術(shù)在地質(zhì)測繪工作中體現(xiàn)出了積極的作用，GPS測繪技術(shù)將部分勞動力解放，降低了人工作業(yè)的任務(wù)量，無論是在選擇地質(zhì)環(huán)節(jié)，還是在勘察地形的環(huán)節(jié)，GPS測繪技術(shù)均可以發(fā)揮出有效的功能，幫助測量人員減輕作業(yè)壓力。在面臨著較為復(fù)雜的地形情況時，GPS技術(shù)應(yīng)用有著顯著的便捷性，例如，遇到水下作業(yè)的情況或是在高山作業(yè)的環(huán)境中，利用GPS測繪技術(shù)，可以降低人工作業(yè)量，解放技術(shù)人員的雙手，釋放人工壓力，節(jié)約地質(zhì)測繪中投入到的人員成本，提升測繪工作的效率，獲取更高的經(jīng)濟(jì)收益、綜合效益[1]。

GPS測繪技術(shù)的運用還使得野外測繪減輕了工作量，縮短了測繪時間，并且在信息技術(shù)的支持下，GPS測繪技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)信息可以實現(xiàn)共享，在一定程度上，加快了數(shù)據(jù)的使用效率，提高了數(shù)據(jù)的應(yīng)用率，促使數(shù)據(jù)實現(xiàn)二次開發(fā)和使用。利用GPS測繪技術(shù)，還可以在礦山地質(zhì)的測繪工作中進(jìn)行對地質(zhì)災(zāi)害問題的防范與治理，集中做好該區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測活動，利用GPS技術(shù)，可以實現(xiàn)全球覆蓋，因為GPS技術(shù)的應(yīng)用過程中，利用全天候三維導(dǎo)航的功能，能夠及時的做好地質(zhì)災(zāi)害情況的預(yù)報，早期進(jìn)行災(zāi)害的發(fā)現(xiàn)治理，提前對區(qū)域情況加強掌握，并作出科學(xué)正確的選擇。礦山地質(zhì)測繪中，利用GPS測繪技術(shù)，大大的提高了礦山地質(zhì)測繪工作的效率，明確了工作任務(wù)，增強了礦山測繪工作的精細(xì)化、精準(zhǔn)化水平。

3.GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用流程

例如泰山隆安煤礦前期的準(zhǔn)備階段，在礦山地質(zhì)測繪中利用GPS測繪技術(shù)，要按照規(guī)范的流程來完成建設(shè)目標(biāo)，首先需要建立起控制網(wǎng)絡(luò)，再通過對地表變形的監(jiān)測，獲取地表情況的參數(shù)結(jié)果，再進(jìn)行后續(xù)的礦山工程測量活動。構(gòu)建礦山控制網(wǎng)絡(luò)時，工作人員需要結(jié)合礦山監(jiān)控的現(xiàn)實需求，建立起功能完善的礦山控制網(wǎng)絡(luò)，合理的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的具體密度，成功地進(jìn)行模型構(gòu)建。利用GPS測繪技術(shù)獲取真實的模型參數(shù)，對監(jiān)測節(jié)點的密度水平和參數(shù)進(jìn)行判斷、分析，獲取準(zhǔn)確的監(jiān)測節(jié)點密度結(jié)果，建立起空箱控制網(wǎng)絡(luò)安裝監(jiān)控設(shè)施，為后續(xù)的監(jiān)測活動奠定基礎(chǔ)。通常情況下，開采礦產(chǎn)的過程當(dāng)中，開采區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境會受到直接的影響，無論是地表環(huán)境還是地質(zhì)結(jié)構(gòu)，都會受到礦產(chǎn)開采工作的直接干擾，引起安全事故問題，增加安全事故隱患的發(fā)生概率，例如，坍塌風(fēng)險等安全事故問題就是在礦產(chǎn)開采的現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)的一種事故類型，因此監(jiān)測地表變形問題是十分重要的，有利于礦山環(huán)境修復(fù)，這也是保證安全生產(chǎn)、高效率生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

利用地表變形監(jiān)測技術(shù)，可以對礦山地表變形的情況加強充分的了解，獲取有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，對監(jiān)測的結(jié)果進(jìn)行計算，以此來制定對地表變形問題的防控方案，控制地表變形問題的進(jìn)一步蔓延。利用監(jiān)測工作獲取計算結(jié)果，加強對地表變形真實情況數(shù)據(jù)信息的掌握分析，確保對礦區(qū)地表變形問題的有效防范和治理，在科學(xué)性的數(shù)據(jù)支持下，增強對礦山開采工作的安全保障。礦山工程的測量工作通常是在較為復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行，因為礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度高，通視條件不理想，利用落后的測繪技術(shù)進(jìn)行對礦山工程的測量活動時，由于技術(shù)的適應(yīng)性不足，導(dǎo)致了在落后單一的測繪技術(shù)應(yīng)用過程中，所獲取的工程測算結(jié)果精準(zhǔn)性不足，降低了工作效率。利用GPS測繪技術(shù)時，可以將測繪工作中的不足問題改進(jìn)，彌補測繪工作中存在的缺陷問題，提高礦山工程的測量質(zhì)量、測量效率，獲取準(zhǔn)確的測量結(jié)果，GPS測繪技術(shù)可以在沉陷區(qū)積水測量工作中，發(fā)揮出有效的功能，有序的進(jìn)行礦山測繪工作，提高礦區(qū)測繪工作的質(zhì)量和效率[2]。

4.GPS測繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測繪中的具體應(yīng)用

以貴州省盤江煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司委托中煤國際工程（集團(tuán)）重慶設(shè)計院的響水礦井（一期）地面勘察設(shè)計工作為例，該礦區(qū)位于貴州省盤縣特區(qū)南部，測區(qū)內(nèi)有著便捷的交通條件，屬于亞熱帶高原性季風(fēng)氣候區(qū)氣候，濕潤溫和，有著充沛的雨量。在此次測量任務(wù)中利用GPS測位技術(shù)，建立起了礦山地質(zhì)測繪模型，加強了對礦山環(huán)境的調(diào)查、分析，利用GPS測繪技術(shù)獲取了準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)信息，整體的投入成本較低，取得了顯著的應(yīng)用成果。

（1）采集測繪數(shù)據(jù)。GPS測繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測繪中的運用，目前已經(jīng)愈發(fā)的普遍，利用GPS測繪技術(shù)，測繪人員漸漸的積累了大量的實戰(zhàn)經(jīng)驗，將GPS測繪技術(shù)運用和貫穿到礦山地質(zhì)測繪的各環(huán)節(jié)當(dāng)中，有效地提高了礦山地質(zhì)測繪的質(zhì)量。例如，在測繪數(shù)據(jù)的采集環(huán)節(jié)，利用GPS測繪技術(shù)，可以在實際的礦山地質(zhì)測繪工作中，發(fā)揮出先進(jìn)科技的優(yōu)勢，GPS測繪技術(shù)應(yīng)用中，通過衛(wèi)星對待測繪地區(qū)當(dāng)中的基礎(chǔ)信息進(jìn)行收集、儲存，借助網(wǎng)格寬度的收集和儲存方式，將數(shù)據(jù)信息利用起來。采集測繪數(shù)據(jù)的過程中，GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用和傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，體現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢，無論是在搜集環(huán)節(jié)還是在數(shù)據(jù)的儲存、使用環(huán)節(jié)，均可以改變落后的數(shù)據(jù)測量方法，不再使用人工測量的方式。利用GPS測繪技術(shù)的新理念、新方法，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，人工測量所獲取的數(shù)據(jù)信息和GPS測繪技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)信息相比，形成了一定的缺失問題，GPS測繪技術(shù)所獲取到的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性、全面性更強。

（2）處理測繪數(shù)據(jù)。在處理測繪數(shù)據(jù)的過程中利用GPS測繪技術(shù)，可以在GPS測繪系統(tǒng)的功能下，準(zhǔn)確的處理已經(jīng)搜集到的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合不同的空間和時間數(shù)據(jù)，以及地質(zhì)的具體屬性，處理收集到的數(shù)據(jù)信息，可以為后續(xù)的繪制活動奠定基礎(chǔ)，保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。值得注意的是，在處理測繪數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)，測繪技術(shù)人員通常會在處理數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)測量過的數(shù)據(jù)信息與以往的數(shù)據(jù)之間形成差額問題的現(xiàn)象，此時最終的測量數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以后續(xù)得到的測量數(shù)據(jù)為主，進(jìn)行對測繪數(shù)據(jù)信息的有效處理，為后續(xù)的數(shù)據(jù)運用奠定基礎(chǔ)。

（3）管理測繪數(shù)據(jù)。GPS測繪技術(shù)應(yīng)用的范圍廣泛，在對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的過程中，利用GPS測繪技術(shù)，可以發(fā)揮出該技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢進(jìn)行標(biāo)識，對于礦山當(dāng)中已經(jīng)存在的道路岔口進(jìn)行標(biāo)記，將礦山中的道路橋梁記錄下來。對于其中具體的道路橋梁位置進(jìn)行測量，獲取有關(guān)的位置數(shù)據(jù)參數(shù)，在數(shù)據(jù)的收集和處理當(dāng)中，完善數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建起數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的礦山地質(zhì)測繪奠定基礎(chǔ)，提高測繪數(shù)據(jù)的管理水平、管理效率[3]。

（4）顯示測繪數(shù)據(jù)。在礦山地質(zhì)測繪工作的實踐過程中，測繪工作人員通常是結(jié)合礦山的地質(zhì)特征，用符號和地圖相結(jié)合的模式進(jìn)行特征表現(xiàn)，礦山的地質(zhì)特征在符號和地圖相融合的運用中，可以清晰的體現(xiàn)出來，投入到后續(xù)的使用中。工作人員對不同的標(biāo)識符號進(jìn)行分辨的過程當(dāng)中，可以獲取礦山地質(zhì)情況的測量結(jié)果，對礦山的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行衡量，最終達(dá)到預(yù)期的礦山測繪工作任務(wù)目標(biāo)。利用GPS測繪技術(shù)，可以更加精準(zhǔn)的對礦山的地質(zhì)特征信息和參數(shù)進(jìn)行整合、分析，運用到礦山地質(zhì)特征的整合和分析中，獲取準(zhǔn)確的礦山地質(zhì)特征結(jié)果，提高測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和可用性。

（5）實時定位測繪數(shù)據(jù)。在礦山地質(zhì)圖的繪制過程中，需要建立起礦山的坐標(biāo)模型，結(jié)合對獲取到的測繪數(shù)據(jù)的應(yīng)用和分析，建立起功能完善的礦山坐標(biāo)模型，并投入到后續(xù)的使用中。利用GPS測繪技術(shù)進(jìn)行測繪數(shù)據(jù)的實時定位，可以準(zhǔn)確的構(gòu)建坐標(biāo)模型，最大限度的將坐標(biāo)模型中的數(shù)據(jù)參數(shù)利用起來，準(zhǔn)確的進(jìn)行礦山位置的定位，保證最終所獲取的礦山模型繪制結(jié)果可以銜接到其他的測量資料中，綜合的利用測量資料，進(jìn)行實時的定位工作。礦山地質(zhì)的測繪中利用GPS測繪技術(shù)，可以構(gòu)建起基礎(chǔ)的GPS控制網(wǎng)絡(luò)，采集有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，對礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進(jìn)行分析、運用，對每一點位的坐標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)，確保后續(xù)的繪制活動可以順利的實施，獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。在測量實際的地形情況時，對于擬測量區(qū)域的地形圖要進(jìn)行繪制，分析確定有關(guān)的參數(shù)，建立地形圖，在待測量區(qū)域內(nèi)構(gòu)建地形圖模型，達(dá)到預(yù)期中的測量目標(biāo)，獲取礦山地質(zhì)情況的參數(shù)。

5.結(jié)論

綜上所述，GPS測繪技術(shù)作為信息化時代、智能化時代的產(chǎn)物，運用到礦山地質(zhì)的測繪工作中，改變了落后的測繪方法，與以往的測繪方式相比，GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用效率更高。因為GPS測繪技術(shù)可以呈現(xiàn)出地表信息，用一種智能化、自動化的方式處理數(shù)據(jù)，利用GPS技術(shù)進(jìn)行建?；顒印⑿畔?shù)據(jù)的處理活動，增強了礦山地質(zhì)測繪活動的效率，用科學(xué)、合理的規(guī)劃，進(jìn)行礦山開采作業(yè)，促進(jìn)我國礦業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)和長遠(yuǎn)發(fā)展。