李世彬 王占文

摘要：數(shù)字化測(cè)量技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在礦山測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)，操作過(guò)程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，提高了礦山測(cè)量效率及準(zhǔn)確性。文章主要論述數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，分析具體應(yīng)用方法，為我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化測(cè)量；技術(shù)；測(cè)量運(yùn)用

隨著當(dāng)前礦山生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展以及市場(chǎng)對(duì)礦山產(chǎn)品需求的不斷加大，都對(duì)礦山測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確度提出了更高的要求。礦山測(cè)量工作已然成為影響礦山企業(yè)正常生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的重要因素，它不僅關(guān)系到礦山生產(chǎn)建設(shè)是否科學(xué)合理，更是關(guān)系到礦山開(kāi)采工作的安全。為此，必須加強(qiáng)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量工作的應(yīng)用，通過(guò)空間信息技術(shù)、全站儀、內(nèi)外業(yè)一體化測(cè)量技術(shù)、三維可視化技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)、變形監(jiān)測(cè)技術(shù)、數(shù)字化地形圖等先進(jìn)的數(shù)字化的測(cè)量技術(shù)合理有效利用，以降低測(cè)量工作勞動(dòng)量，提高測(cè)量工作的質(zhì)量和測(cè)量精度，為保障安全生產(chǎn)，提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益奠定良好的基礎(chǔ)。

1、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

首先，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，能夠以計(jì)算機(jī)為載體進(jìn)行仿真模擬，直觀呈現(xiàn)礦山地形地貌及地籍要素等，繼而依據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)礦山開(kāi)采工作進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)。其次，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)效率高，實(shí)施效果好，在較短時(shí)間內(nèi)便可得出測(cè)量結(jié)果，還能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)礦山生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)內(nèi)容及各個(gè)要素等，出圖速度快，預(yù)警機(jī)制完善，生產(chǎn)決策準(zhǔn)確。第三，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的又一優(yōu)勢(shì)在于可依據(jù)實(shí)際需求，科學(xué)處理測(cè)量結(jié)果，使圖紙、數(shù)據(jù)資料等更加完備，使用范圍廣。第四，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)不僅應(yīng)用范圍廣，而且測(cè)量結(jié)果非常精確?？臻g信息技術(shù)、三維可視化技術(shù)、變形監(jiān)測(cè)技術(shù)等都屬于這一范疇，測(cè)量礦山時(shí)工作量小，精度和準(zhǔn)確度兼具[1]。

2、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的具體運(yùn)用

2.1 三維可視化技術(shù)

在礦山測(cè)量中，選用三維可視化技術(shù)，能夠?qū)Φ孛婧偷叵轮T多地質(zhì)情況及特征進(jìn)行描述，深入了解礦山空間信息及空間位置關(guān)系等，便于測(cè)量人員依據(jù)已知數(shù)據(jù)信息，合理？M行空間分析。該技術(shù)具體實(shí)施及應(yīng)用過(guò)程如下：（1）采集數(shù)據(jù)。選用三維激光掃描技術(shù)掃描礦山地形，快速得出等高線、邊坡變化情況、礦山開(kāi)采現(xiàn)狀點(diǎn)等一系列信息。（2）處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集工作結(jié)束之后，先將噪點(diǎn)去除，繼而開(kāi)展數(shù)據(jù)拼接工作，最后進(jìn)行三維建模，通過(guò)該種方法，系統(tǒng)處理這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理軟件在該過(guò)程中應(yīng)用普遍。以SLAM三維激光掃描系統(tǒng)為例，可進(jìn)行實(shí)時(shí)移動(dòng)式測(cè)量，采集采空區(qū)數(shù)據(jù)時(shí)間縮短。該系統(tǒng)主要構(gòu)成元素為激光掃描儀、慣性測(cè)量單元和SLAM算法。其中，空間場(chǎng)景三維數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確由SLAM算法決定[2]。其應(yīng)用原理是結(jié)合激光測(cè)距儀所得數(shù)據(jù)和IMU得出的姿態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)各類空間場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。（3）建設(shè)管理平臺(tái)。之所以構(gòu)建三維系統(tǒng)平臺(tái)，是為了讓礦山測(cè)量人員及生產(chǎn)管理人員以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為載體，準(zhǔn)確查詢、預(yù)覽該區(qū)域中的空間位置、設(shè)備屬性等，繼而執(zhí)行生產(chǎn)調(diào)度管理工作。

2.2 空間信息技術(shù)

當(dāng)前，應(yīng)用較為普遍的空間信息技術(shù)包括GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)等，實(shí)效性和先進(jìn)性兼具。（1）GPS技術(shù)。這一技術(shù)主要構(gòu)成元素有用戶、地面監(jiān)控、空間，其是在衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)基礎(chǔ)上演變而來(lái)的。相較于以往礦山測(cè)量技術(shù)，GPS技術(shù)無(wú)論是靈活性，還是精確度，都比較高，而且具備全天候特征。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可直接忽略測(cè)量點(diǎn)通視情況，基本上無(wú)測(cè)量誤差，在礦山測(cè)量工作中備受青睞，應(yīng)用界面廣。（2）RS技術(shù)。其能夠掃描、攝影、傳輸、處理信息，也能夠識(shí)別地表地物信息，或?qū)ζ溥M(jìn)行距離控測(cè)。該遙感技術(shù)中，除了包含信息傳輸和處理技術(shù)、傳感器技術(shù)之外，也能夠測(cè)量分析目標(biāo)信息特征。在礦山測(cè)量過(guò)程中使用該技術(shù)，能夠準(zhǔn)確測(cè)繪礦山地形圖，大面積監(jiān)測(cè)礦山環(huán)境等，應(yīng)用效果非常好。（3）GIS技術(shù)。其為地理信息系統(tǒng)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，在地理空間基礎(chǔ)上，通過(guò)分析防范地理模型，給出動(dòng)態(tài)性、多維度地理信息數(shù)據(jù)資料。在礦山測(cè)量工作中使用該技術(shù)，以礦區(qū)地理信息系統(tǒng)為載體，采集、處理、輸出測(cè)量數(shù)據(jù)，逐漸形成數(shù)字化技術(shù)體系，在已知數(shù)據(jù)資料基礎(chǔ)上完成礦山生產(chǎn)工作。

3、礦山數(shù)字化測(cè)量技術(shù)

3.1 礦山測(cè)量任務(wù)

礦山測(cè)量因具有一定的的特殊性和多學(xué)科交叉性，曾單獨(dú)為一個(gè)專業(yè)，它的發(fā)展和進(jìn)步與三個(gè)方面密切相關(guān)：一是采礦技術(shù)和礦業(yè)工程的發(fā)展及要求；二是測(cè)繪科學(xué)技術(shù)與儀器設(shè)備的發(fā)展；三是其它學(xué)科的發(fā)展與影響。礦山測(cè)量工作者擔(dān)負(fù)著礦山地面和地下三維空間的測(cè)量、定位與制圖，礦體幾何，儲(chǔ)量管理及開(kāi)采監(jiān)督，開(kāi)采沉陷觀測(cè)及開(kāi)采損害防護(hù)等任務(wù)。近十多年來(lái)，資源、環(huán)境、災(zāi)害和人口問(wèn)題成為人類社會(huì)發(fā)展的四個(gè)重大問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外資料表明，礦山測(cè)量工作者在礦區(qū)和工礦城市環(huán)境的動(dòng)態(tài)綜合監(jiān)測(cè)，環(huán)境評(píng)價(jià)，及礦區(qū)環(huán)境信息管理，礦區(qū)開(kāi)采信息管理系統(tǒng)，開(kāi)采沉陷區(qū)綜合治理等方面做了大量的工作，起到了重要作用。

目前，以3S為主導(dǎo)的空間信息技術(shù)將逐漸應(yīng)用于礦山測(cè)量及礦山建設(shè)與生產(chǎn)中，對(duì)現(xiàn)代化采礦工業(yè)起到優(yōu)質(zhì)高效服務(wù)和輔助決策的作用?，F(xiàn)代礦山測(cè)量的主要任務(wù)可概括為：在礦山勘測(cè)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段，對(duì)礦區(qū)地面和地下空間資源（以礦產(chǎn)資源和土地資源為主）和環(huán)境信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、處理、顯示、分析、利用，為合理有效的開(kāi)發(fā)資源、保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境、治理環(huán)境服務(wù)，為工礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

4、結(jié)束語(yǔ)

充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為繪圖工作提供輔助，使資料以電子圖表形式存在，以文字、圖形、圖標(biāo)、圖表等多種形式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)資料，繼而采用軟件等對(duì)這些資料進(jìn)行數(shù)字化處理。依據(jù)實(shí)際礦山測(cè)量情況及需要，經(jīng)過(guò)軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)建，確保該系統(tǒng)的完善性及功能的多樣化，從而服務(wù)于數(shù)字化測(cè)量和數(shù)字化制圖工作。礦山測(cè)量中，相關(guān)測(cè)量人員要熟練掌握數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，了解數(shù)字化測(cè)量技術(shù)最新研究及發(fā)展動(dòng)態(tài)，依據(jù)礦山測(cè)量工作需求，對(duì)其進(jìn)行靈活應(yīng)用，使礦山測(cè)量過(guò)程更加科學(xué)，提高其準(zhǔn)確度，促進(jìn)礦山生產(chǎn)工作有序開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊菲.數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].科技與企業(yè)，2014，（8）：205-206.

[2]韓斐，曹德富.數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2015，（13）：163-163.

[3]陳川.數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].華北國(guó)土資源，2016，（1）：80-81.

（作者單位：兗煤礦業(yè)工程有限公司1

兗礦集團(tuán)鄂爾多斯市轉(zhuǎn)龍灣有限公司2）