魏朝庭

摘要：目前人類在生態(tài)環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題上面臨著巨大的挑戰(zhàn)，如何對(duì)其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是我們現(xiàn)在要進(jìn)行討論的重要課題之一，而其中最主要的就是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山資源的綜合開發(fā)和合理利用。自從進(jìn)入21世紀(jì)后，測(cè)繪技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)，其中進(jìn)步最為明顯的就是天地一體化對(duì)地面的觀測(cè)技術(shù)，再結(jié)合同樣發(fā)展速度很快的數(shù)字影像科學(xué)技術(shù)，對(duì)礦山資源開發(fā)相關(guān)的難題提供了很多的解決技術(shù)和拯救方法。尤其最近幾年，在礦山測(cè)量的相關(guān)工作中應(yīng)用到更多的高新技術(shù)，并且成果也比較明顯，而相關(guān)的測(cè)繪技術(shù)也給礦山開采的生產(chǎn)和實(shí)踐帶來(lái)更多的條件。本文對(duì)相關(guān)情況進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪科技；礦山測(cè)量；進(jìn)展

自從進(jìn)入21世紀(jì)后，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)全球或者部分區(qū)域進(jìn)行高分辨率的影像數(shù)據(jù)的收集，部分國(guó)家開始對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行研究和開發(fā)，而其中大部分國(guó)家已經(jīng)構(gòu)建出了相關(guān)的觀測(cè)體系，即天地一體化對(duì)地外側(cè)體系。就我國(guó)而言，目前已經(jīng)開始著手于構(gòu)建衛(wèi)星群的相關(guān)工作，它屬于天基綜合信息體系，主要由氣象衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、高光譜遙感及雷達(dá)衛(wèi)星群等部分組成，他們的特點(diǎn)是均能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)建立這個(gè)體系，完成航空對(duì)地面觀測(cè)及衛(wèi)星導(dǎo)航定位等多項(xiàng)工作。根據(jù)礦山的特點(diǎn)，再結(jié)合這個(gè)體系，對(duì)礦山測(cè)量的研究指出了新的發(fā)展方向。

一、在礦山相關(guān)工作中3S的應(yīng)用和研究

（一）GPS的相關(guān)應(yīng)用

不可否認(rèn)，如果在礦山能夠建立起GPS的工程坐標(biāo)系統(tǒng)，利用其具有的高程測(cè)量功能，會(huì)提供更多的便利和優(yōu)越性。相關(guān)研究表示，我們能夠通過(guò)GPS這一工程坐標(biāo)系統(tǒng)，收集一組相關(guān)的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，并且將WGS-84的坐標(biāo)系進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算，而參照物可以選擇成北京或者西安，接著在兩者間進(jìn)行參數(shù)的轉(zhuǎn)換。

GPS RTK通常被用于礦區(qū)地表已經(jīng)沉陷的點(diǎn)、線、面等地方，進(jìn)行三維空間的監(jiān)測(cè)活動(dòng)，甚至能夠建立相應(yīng)的高程變化模型，而建立的地點(diǎn)通常選在動(dòng)態(tài)變形區(qū)。在這方面有一定研究的學(xué)者提出，可以利用或者參考統(tǒng)計(jì)學(xué)中的假設(shè)檢驗(yàn)法，以此來(lái)完成數(shù)據(jù)的空間分析，或者空間的內(nèi)插工作。除此之外，通常在露天的礦邊坡進(jìn)行相關(guān)的移動(dòng)監(jiān)測(cè)，或者對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析中，也會(huì)用到GPS的有關(guān)技術(shù)。而RBN/DGPS的定位技術(shù)在我國(guó)也已經(jīng)有了成功的范例。它已經(jīng)被運(yùn)用到建立海上油井生產(chǎn)平臺(tái)的相關(guān)環(huán)節(jié)，如相關(guān)的安裝配置工作、對(duì)油管或者水管進(jìn)行線路的定位和敷設(shè)等。

（二）遙感技術(shù)和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的相關(guān)應(yīng)用

如果對(duì)礦區(qū)的土地覆蓋變化進(jìn)行嚴(yán)格的控制和監(jiān)測(cè)，可以得到一定的土地利用率。如果在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，使用一定的圖像處理軟件和系統(tǒng)，可以使測(cè)量精度達(dá)到我們的工作要求。通常情況下，我們會(huì)選擇多時(shí)相的Landsat TM或者ETM等處理遙感圖像數(shù)據(jù)的工具，往往在經(jīng)過(guò)它們的幾何糾正后，監(jiān)測(cè)空間的分辨率會(huì)達(dá)到0.5個(gè)象元。

二、有關(guān)礦山地下測(cè)量的科學(xué)技術(shù)

對(duì)地下工程圍巖變形的相關(guān)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它屬于非接觸式監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)的范疇。這種系統(tǒng)通常來(lái)說(shuō)主要由三部分構(gòu)成，分別是計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)包括的數(shù)據(jù)處理軟件及電子測(cè)速儀等，其中電子測(cè)速儀為兩臺(tái)。計(jì)算機(jī)中包含的數(shù)據(jù)處理軟件的功能主要分為五點(diǎn)，分別是：

1.作為一種接口模塊，將其他的電子測(cè)速儀與自身的電子測(cè)速儀之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行互相傳遞和交換；

2.作為一種平差模塊，對(duì)圍巖變數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；

3.作為儲(chǔ)存和檢索模塊，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查閱功能；

4.作為分析數(shù)據(jù)模塊，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此來(lái)對(duì)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷；

5.作為圖形或者文本的輸出模塊，此時(shí)系統(tǒng)擁有精度為±1mm的點(diǎn)位測(cè)量。

另外還有其他科學(xué)技術(shù)能夠完成礦山的地下測(cè)量工作，主要通過(guò)紅外熱探測(cè)儀和測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行工作。若使用已經(jīng)改進(jìn)的紅外探測(cè)儀，即ST2L，那么它可以在煤礦井下，完成對(duì)地質(zhì)性質(zhì)的監(jiān)測(cè)和探測(cè)，主要包括地質(zhì)的褶曲、斷裂、斷層、煤自燃區(qū)等方面，它擁有0.084攝氏度的溫度分辨率。而若使用的是測(cè)量機(jī)器人，則會(huì)開啟對(duì)應(yīng)的自動(dòng)監(jiān)控功能。因?yàn)樗扇糠纸M成，分別是計(jì)算機(jī)硬軟件、通訊和具有高精度的電子全站儀。而其結(jié)合GeoBasic的編程語(yǔ)言，使邊坡監(jiān)控系統(tǒng)的使用范圍也越來(lái)越廣。

三、礦產(chǎn)資源相關(guān)信息的評(píng)價(jià)和分析

將GIS包含的礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)作為參考的基礎(chǔ)，對(duì)地質(zhì)、地球化學(xué)和物理、遙感等與礦山地學(xué)相關(guān)的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)性的分析，同時(shí)采用一定的空間數(shù)據(jù)挖掘方法，在特定的方面發(fā)揮出一定的優(yōu)越性，主要包括對(duì)礦產(chǎn)資源的可采性及預(yù)測(cè)和優(yōu)化勘探目標(biāo)等方面。

裂隙儲(chǔ)油層具有獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)可以對(duì)其造成的影響有一定的了解，而其具有的滲透性狀這個(gè)特點(diǎn)，則可以為我們計(jì)算油氣儲(chǔ)量完成相關(guān)的參數(shù)依照。在對(duì)礦場(chǎng)資源信息進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)應(yīng)的石油物理參數(shù)是其最重要的一項(xiàng)評(píng)價(jià)任務(wù)。再對(duì)油氣層的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，應(yīng)該由宏觀和微觀兩個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行，根據(jù)多種計(jì)算方法，對(duì)鉆孔記錄數(shù)據(jù)、巖芯數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合性的分析。

GIS中包含的規(guī)則格網(wǎng)法結(jié)合TIN法能夠有效地對(duì)地表形態(tài)及比較規(guī)整的煤層進(jìn)行描繪，但是考慮到大多數(shù)的礦體結(jié)構(gòu)都是比較復(fù)雜的，所以兩種方法并不適用于這些地方。相關(guān)研究的學(xué)者表示，針對(duì)這些復(fù)雜的礦體結(jié)構(gòu)，可以將呈發(fā)散狀態(tài)的三位米粒模型應(yīng)用其中，而三位米粒模型中包含有連續(xù)分層的模擬方法，可以對(duì)礦體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，并且將其顯示出來(lái)，而若是能夠借助VC ++6.1或者其他技術(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦體結(jié)構(gòu)的開發(fā)。

四、礦區(qū)土地復(fù)墾與礦業(yè)城市的發(fā)展戰(zhàn)略

因?yàn)殍F礦的開采模式不同于煤礦的開采方式，所以這兩種礦產(chǎn)的土地復(fù)墾模式也會(huì)出現(xiàn)較大的差別。而在我國(guó)的華北一鐵礦區(qū)，鐵礦中的大型礦產(chǎn)的復(fù)墾模式和中小型礦產(chǎn)的復(fù)墾模式也呈現(xiàn)出不同的方法。對(duì)大型鐵礦進(jìn)行復(fù)墾的方法主要為在尾礦壩上直接進(jìn)行無(wú)覆土種植和在矸石山上進(jìn)行造林活動(dòng)。而針對(duì)小型鐵礦而言，可以使用尾礦渣對(duì)土壤的質(zhì)量加以改善，還可以直接在礦渣地進(jìn)行復(fù)墾工作。

GIS中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼，是將線性四叉樹和八叉樹進(jìn)行結(jié)合后得到的一種新的編碼方法。如果能合理使用GIS中這種編碼方式，利用多層DTM模型，可以使復(fù)墾土壤特性相關(guān)的空間變化規(guī)律得到科學(xué)性的描述，而若要說(shuō)明土壤特性的時(shí)空演化，可以選擇修正后的基態(tài)來(lái)模擬。

對(duì)資源已經(jīng)呈現(xiàn)出衰竭態(tài)勢(shì)的城市要緊抓住它的特點(diǎn)，并對(duì)其制定出相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略。雖然對(duì)礦山測(cè)量的工作人員不是這種問(wèn)題的主力研究人員，但是卻可以發(fā)揮出一定的輔助作用，幫助相關(guān)研究人員判斷一定的決策方向和決策能力，比如在對(duì)礦業(yè)城鎮(zhèn)提供相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)時(shí)，或者對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行描繪時(shí)，還包括對(duì)修復(fù)生態(tài)環(huán)境的決策和規(guī)劃中，都可以體現(xiàn)出礦山測(cè)量科技人員的重要性。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我們測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)礦山測(cè)量時(shí)能夠選擇的方法也隨之增多。利用GPS、陀螺儀、全站儀及電子求積儀等一系列比較高新的測(cè)繪儀器，不僅可以得到以數(shù)字化為主的測(cè)量數(shù)據(jù)，還能與處理數(shù)據(jù)和相關(guān)繪制的軟件結(jié)合，從而得到以數(shù)字化為主的測(cè)繪成果。礦山測(cè)量對(duì)于建立礦山系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是完成數(shù)字化的必要條件，也是其基本組成部分。這樣一來(lái)，礦山測(cè)量不單單是對(duì)地面的測(cè)量和制圖，而是通過(guò)一定的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)使礦山的相關(guān)信息完成自動(dòng)化的處理。

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