3S技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用研究

摘要：地理信息處理系統(tǒng)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）的有機(jī)結(jié)合為礦山測量提供了全面的數(shù)據(jù)支持，不僅提高了測量工作的效率和準(zhǔn)確度，還為礦業(yè)生產(chǎn)的規(guī)劃和執(zhí)行提供了直觀的數(shù)據(jù)支撐。深入研究在礦山測量領(lǐng)域中的3S技術(shù)應(yīng)用，聚焦GIS、RS和GPS在提升礦山測量效率和準(zhǔn)確度方面的應(yīng)用。綜合運(yùn)用這些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對礦山實(shí)體的精確描述、地表信息的準(zhǔn)確獲取和礦山地理空間形態(tài)的三維建模。通過3S集成技術(shù)的綜合應(yīng)用，整合各類技術(shù)，提升了礦山測量工作的整體水平，以供同行參考與交流。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù);地理信息系統(tǒng);全球定位系統(tǒng);礦山測量

13S技術(shù)的分析

1.1地理信息系統(tǒng)

地理信息處理系統(tǒng)（GIS）作為計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的一部分，主要負(fù)責(zé)高效處理各類地理信息。通過自動分類、分級和分層管理，GIS對采集的地理信息進(jìn)行深度處理。在礦山測量領(lǐng)域，工作人員通過利用地理信息系統(tǒng)中的可視化實(shí)現(xiàn)對由遙感技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成直觀且高度清晰的三維圖像，顯著提升了礦山測量結(jié)果的直觀性，使其更易理解。同時，GIS呈現(xiàn)的圖像具有同步獲取數(shù)據(jù)功能，技術(shù)人員能夠更深入地對該區(qū)域的植被及地表覆蓋等情況進(jìn)行詳細(xì)分析，使測量人員能更全面、準(zhǔn)確地評估礦山區(qū)域的特征和環(huán)境，為相關(guān)決策提供了有力的支持，極大地提高了信息處理、分析和傳播的效率，為決策者提供直觀的數(shù)據(jù)支持，有助于礦山開采工作的規(guī)劃和執(zhí)行。

1.2遙感技術(shù)

遙感技術(shù)（RS）能夠?qū)Ω骺臻g層面中的電磁波信號進(jìn)行有效接收，并將所收集到的信息進(jìn)一步掃描、攝影及處理，還可以實(shí)現(xiàn)信息的高效傳輸。該技術(shù)在礦山測量領(lǐng)域通過監(jiān)測地面沉降并精確繪制地形圖，利用差分干涉技術(shù)分析雷達(dá)信號，獲取地表的三維信息，準(zhǔn)確計(jì)算地面高程，提高了對地表信息的準(zhǔn)確獲取能力，為礦山開采提供可靠支持。將遙感技術(shù)應(yīng)用在礦山測量中，可以實(shí)現(xiàn)一次測量完成測量任務(wù)，同時在數(shù)據(jù)分析方面還具有自動化性能，能夠以圖像方式將數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行展現(xiàn)，為工作人員提供全面直觀的數(shù)據(jù)支持。

1.3全球定位系統(tǒng)

在測量中，GPS技術(shù)可完成金屬礦山地表移動監(jiān)測、地面控制測量和地面碎部測量等任務(wù)。通過運(yùn)用3S技術(shù)構(gòu)建模型，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)找礦、掌握礦體分布和地質(zhì)分析，為礦山測量提供廣闊應(yīng)用前景，為礦業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支持，不僅提高了礦產(chǎn)行業(yè)效率和精度，同時為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持［1］。

23S技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

2.1地理信息處理系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息處理系統(tǒng)在礦山測量領(lǐng)域充當(dāng)著至關(guān)重要的角色，為礦山管理、勘探和環(huán)境監(jiān)測提供了多方面的強(qiáng)大支持，進(jìn)而在整個礦業(yè)生命周期中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在地形分析方面，GIS通過對地形數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)、精確的分析和建模，生成詳盡的地形圖和精準(zhǔn)的三維地貌模型，為礦山采礦區(qū)域的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和最佳開采路徑的確定提供了不可或缺的關(guān)鍵信息。比如在礦山資源分布分析中，GIS技術(shù)通過數(shù)字化和空間化管理礦產(chǎn)資源，為決策者提供全面的、直觀的信息，為礦產(chǎn)的勘探、開發(fā)和利用提供科學(xué)指導(dǎo)。GIS技術(shù)作為一種集成多源地理數(shù)據(jù)的平臺，為礦產(chǎn)資源的數(shù)字化管理提供了理想的解決方案。通過GIS系統(tǒng)，決策者可以整合來自衛(wèi)星遙感、地面測量、地質(zhì)勘探等多個數(shù)據(jù)源的信息，建立起全面而準(zhǔn)確的礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)包括不同類型礦產(chǎn)的分布情況、儲量數(shù)據(jù)、地質(zhì)屬性等，形成礦產(chǎn)資源的數(shù)字化表示。繪制資源分布圖是GIS技術(shù)在資源分布分析中的一項(xiàng)核心功能。通過空間分析和地圖制圖技術(shù)，GIS系統(tǒng)可以將各類礦產(chǎn)資源在地理坐標(biāo)上進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)注，形成直觀的資源分布圖。這張地圖不僅可以顯示各種礦產(chǎn)的空間分布，還可以通過顏色、符號等方式反映不同礦產(chǎn)的儲量豐富程度，為決策者提供了一目了然的信息，使其能夠深入了解礦區(qū)內(nèi)各種礦產(chǎn)的分布情況。這種資源分布圖不僅提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，更為礦產(chǎn)勘探和開發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。決策者可以通過分析資源分布圖確定潛在的開發(fā)熱點(diǎn)區(qū)域，指導(dǎo)勘探團(tuán)隊(duì)在有望取得更好開發(fā)效果的區(qū)域集中資源勘探［2］。

2.2遙感技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)主要是運(yùn)用電磁波原理，采用不同傳感器來接收地表電磁波信息，并將其統(tǒng)一處理后傳回地面。該項(xiàng)技術(shù)在測量礦山時具有較強(qiáng)靈敏性，能夠搜集海量信息，且成本較低，為測量工作提供有力支撐。采用該項(xiàng)技術(shù)，工作人員能夠大范圍收集礦山數(shù)據(jù)，并且利用遙感衛(wèi)星在短時間內(nèi)獲得區(qū)域圖像，提高各類信息獲取效率。比如在礦山環(huán)境監(jiān)測中，遙感技術(shù)的應(yīng)用為其提供了強(qiáng)大的工具。獲取多光譜影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對礦山區(qū)域的土壤、植被、水質(zhì)等環(huán)境參數(shù)的全面監(jiān)測。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提供及時的環(huán)境信息，更有助于制定科學(xué)的環(huán)境保護(hù)策略，促使礦山行業(yè)朝著可持續(xù)發(fā)展的方向邁進(jìn)。首先，遙感技術(shù)通過獲取多光譜影像數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對礦山區(qū)域土壤的監(jiān)測。多光譜數(shù)據(jù)能夠捕捉土壤的吸收和反射光譜特征，通過這些信息可以分析土壤的質(zhì)地、含水量、營養(yǎng)成分等關(guān)鍵參數(shù)。這對于礦區(qū)土壤的質(zhì)量評估至關(guān)重要，能夠幫助識別土壤污染、酸堿度異常等問題，為制定土壤修復(fù)計(jì)劃提供科學(xué)依據(jù)。其次，遙感技術(shù)的應(yīng)用還能實(shí)現(xiàn)對礦山區(qū)域植被的監(jiān)測。多光譜影像數(shù)據(jù)的分析，可以獲取植被的生理信息，包括植被覆蓋度、植被健康狀況等。這對于評估礦區(qū)植被的生態(tài)系統(tǒng)健康度、監(jiān)測植被的生長狀況具有關(guān)鍵意義。及時發(fā)現(xiàn)植被的變化，有助于采取保護(hù)措施，防止因開采活動導(dǎo)致的植被破壞和生態(tài)平衡失調(diào)。水質(zhì)監(jiān)測是礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測中的另一個關(guān)鍵領(lǐng)域，遙感技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。通過遙感獲取的多光譜影像數(shù)據(jù)，可以分析水體的光學(xué)特性，如濁度、溶解物質(zhì)含量等，從而評估水體的質(zhì)量。相較傳統(tǒng)的采樣分析方法，這種監(jiān)測方式更為高效，能夠提供更全面、實(shí)時的水質(zhì)信息，對于預(yù)防礦區(qū)水體污染，及時發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對異常情況具有重要意義。

2.3全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用

全球定位系統(tǒng)（GPS）隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展在礦山測量工作中得到不斷完善和廣泛應(yīng)用，對推動礦業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。在礦山地形測量上，GPS技術(shù)的應(yīng)用為礦山地形的高精度測量提供了革命性的手段。通過實(shí)現(xiàn)對礦山地形的精準(zhǔn)測量，GPS技術(shù)不僅提供了真實(shí)可靠的地理坐標(biāo)信息，而且為地形地貌的準(zhǔn)確呈現(xiàn)和后續(xù)工程建設(shè)的規(guī)劃提供了關(guān)鍵性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。首先，GPS技術(shù)在地形測量中的應(yīng)用是基于其衛(wèi)星定位系統(tǒng)的高精度定位功能。在礦山地區(qū)布設(shè)GPS接收器，可以實(shí)現(xiàn)對地表高程的高精度測量。這使得礦山地形的起伏、坡度、坡向等細(xì)微變化都能夠被準(zhǔn)確捕捉，為地形地貌的真實(shí)呈現(xiàn)提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。其次，GPS技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對平面地形的測量，還能夠獲取立體地形信息。通過多顆衛(wèi)星的信號接收，GPS技術(shù)可以計(jì)算出接收器與衛(wèi)星之間的三維空間坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對地形的立體測量。這對于礦山地形中的山脊、谷底等立體特征的準(zhǔn)確描述至關(guān)重要，為后續(xù)工程建設(shè)提供了精確的三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過GPS技術(shù)測量得到的地理坐標(biāo)信息，可以被用于構(gòu)建礦山地形的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model， DEM）。DEM以柵格形式呈現(xiàn)地表的高程信息，通過空間插值和分析工具，可以生成各種形式的地形圖，直觀地展示礦山地區(qū)的地形地貌特征。這些通過GPS技術(shù)獲得的地形數(shù)據(jù)不僅在礦山地質(zhì)勘探中具有重要應(yīng)用，同時也為后續(xù)的工程建設(shè)提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持［3］。

2.43S集成技術(shù)的應(yīng)用

近年來，我國3S集成技術(shù)蓬勃發(fā)展，3S集成技術(shù)的綜合應(yīng)用全面整合各類技術(shù)，提升了操作的便利性和安全性。在實(shí)際應(yīng)用中，特別強(qiáng)調(diào)結(jié)合遙感技術(shù)、地理信息處理系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)，以高質(zhì)量完成測量工作。比如礦山災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)，結(jié)合遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等3S技術(shù)，礦山管理者可以有效監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害、水災(zāi)等自然災(zāi)害。通過實(shí)時數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測，提前發(fā)出預(yù)警信息，為礦山安全管理提供了強(qiáng)大的支持。首先，遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用。通過衛(wèi)星和航空器獲取的高分辨率影像數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對礦山區(qū)域地表的動態(tài)監(jiān)測。例如，遙感技術(shù)可以探測地表的裂縫、滑坡、崩塌等跡象，為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供及時的監(jiān)測和預(yù)警。這種全面、遠(yuǎn)程的監(jiān)測方式有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，為礦山安全管理提供了關(guān)鍵信息。其次，GIS技術(shù)通過整合遙感數(shù)據(jù)、地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)等多源信息，構(gòu)建地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)模型?；谶@些數(shù)據(jù)，可以利用GIS平臺進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的空間分析和模擬。模型預(yù)測可以估計(jì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性、規(guī)模和影響范圍。這為提前預(yù)警提供了科學(xué)依據(jù)，幫助礦山管理者采取相應(yīng)的措施，減少地質(zhì)災(zāi)害對礦山生產(chǎn)和人員安全的不利影響。此外，GPS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用也是至關(guān)重要的。在潛在災(zāi)害點(diǎn)布設(shè)GPS接收器，可以實(shí)時監(jiān)測地表的位移和變形。一旦監(jiān)測到異常情況，比如地表的微小變動，GPS技術(shù)可以及時反饋這一信息，觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)。這為礦山安全管理提供了實(shí)時、高精度的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測手段，有助于及時采取緊急應(yīng)對措施，保障礦山安全。

3結(jié)論

3S技術(shù)在礦山測量中具有巨大的潛力和廣泛的應(yīng)用前景。隨著3S集成技術(shù)的不斷發(fā)展，對礦山測量工作的認(rèn)識將更加全面，技術(shù)手段也將更加先進(jìn)，為礦山開采和環(huán)境保護(hù)等方面提供更為可靠的支持。在未來的發(fā)展中，我們有信心通過不斷的創(chuàng)新和應(yīng)用研究，進(jìn)一步提升3S技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用水平，為礦業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。

參考文獻(xiàn)：

［1］張俊，王偉彪.3S技術(shù)在礦產(chǎn)資源測繪中的有效應(yīng)用研究［J］.西部探礦工程，2019，31（2）：123125.

［2］趙虹.研究礦山測量工作當(dāng)中的地理信息系統(tǒng)技術(shù)靈活運(yùn)用［J］.世界有色金屬，2022（19）：172174.

［3］李潔，侯威震.無人機(jī)低空遙感在礦山測量中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代鹽化工，2022，49（3）：9293.

作者簡介：吳偉，男，安徽合肥人，地質(zhì)測繪工程師，本科，從事地質(zhì)測繪技術(shù)工作。