李海峰

摘要：數(shù)字化測量技術(shù)在現(xiàn)代測量中是一種較為先進(jìn)且高效的測量方法。數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用不僅提升了礦山測量的質(zhì)量和效率，還有效推動了礦山開采和建設(shè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。在礦山測量中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使測量方式取得突破性進(jìn)展，測量成果更具科學(xué)可靠性和實(shí)用性，并廣泛應(yīng)用到實(shí)踐中。本篇論文主要圍繞數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量工作中的應(yīng)用展開詳細(xì)剖析，希望能夠?yàn)閺V大同行提供一些借鑒作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；測量技術(shù)；礦山測量；數(shù)字化繪圖

1.礦山數(shù)字化技術(shù)概述

近些年，我國經(jīng)濟(jì)取得高速發(fā)展，特別是現(xiàn)代化工業(yè)方面更為突出，使得市場對礦產(chǎn)資源的需求量大幅增加；礦產(chǎn)資源開采應(yīng)用也在不斷地深入，礦產(chǎn)資源儲量在逐步減少，資源的有效利用變得尤為重要，這也給礦山開采測量帶來極大的壓力。時(shí)有發(fā)生的礦難對受害者家庭造成巨大的創(chuàng)傷，也給國家經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展制造障礙。此時(shí)，礦山測量被逐漸關(guān)注，測量成果的準(zhǔn)確度被著重要求。礦山測量的傳統(tǒng)方式已經(jīng)難以滿足要求，數(shù)字化測量技術(shù)被逐漸應(yīng)用到礦山測量中，其高效的觀測手段和準(zhǔn)確的成果輸出極大地沖擊著礦山測量行業(yè)。較為常見的數(shù)字化測量技術(shù)有數(shù)字化成圖、三維數(shù)字化軟件以及光電測距、導(dǎo)線測量和全自動陀螺全站儀測量等技術(shù)；運(yùn)用這些數(shù)字化技術(shù)可以極大程度上提高礦山測量的精準(zhǔn)性，有效降低作業(yè)人員工作難度，保障測量人員人身安全，提高礦山開采質(zhì)量和效率。

概括來說，在礦山測量中運(yùn)用的數(shù)字化測量技術(shù)主要包括采集系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、功能系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)以及核心系統(tǒng)這五類。其中，采集系統(tǒng)的功能在于采集與處理礦山測量數(shù)據(jù)，同時(shí)對其實(shí)施數(shù)字化處理；調(diào)度系統(tǒng)的功能在于提供查詢與分析空間、構(gòu)建與維護(hù)拓?fù)?、?shù)據(jù)訪問控制、映射和輸出等功能；功能系統(tǒng)的重點(diǎn)是提供AI、SA、SC以及MCAD等各類專業(yè)模擬與分析功能的模塊；包裝系統(tǒng)重點(diǎn)是結(jié)合用戶需求來提供三維建模工具，能夠結(jié)合用戶要求來篩選、包裝與組合多源異構(gòu)礦山數(shù)據(jù)；核心系統(tǒng)重點(diǎn)是統(tǒng)一管理礦山測量數(shù)據(jù)與模型，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)字測量技術(shù)的決策、分析與支持功能。

2.探析在礦山測量中應(yīng)用數(shù)字化測量的優(yōu)勢

2.1信息的及時(shí)有效應(yīng)用

在礦山開采作業(yè)中，測量是一項(xiàng)初始內(nèi)容，也是一項(xiàng)安全保障措施，主要對礦山地形、地物進(jìn)行全面測繪與勘查。在開展礦山測量工作中，常常會受到各種外界因素干擾，這就需要事先對其測量形式展開系統(tǒng)的研究和分析；如果在這一過程中未經(jīng)科學(xué)有效的研究與分析就直接開展測量工作，很可能會導(dǎo)致許多錯(cuò)誤信息的產(chǎn)生，進(jìn)而致使測量結(jié)果失去準(zhǔn)確性，對礦山的開發(fā)和利用造成隱患。在礦山測量工作中，應(yīng)用數(shù)字化測量技術(shù)可以及時(shí)有效獲取相關(guān)信息并加以利用；同時(shí)還可以充分結(jié)合自然環(huán)境、地形地貌和水文地質(zhì)等特點(diǎn)展開綜合性的測量與分析，使測量形式更具科學(xué)性。在整體干預(yù)階段往往不會受到過多干擾因素影響，可以及時(shí)有效地統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

2.2工作效率得到有效提升

在礦山測量作業(yè)中應(yīng)用數(shù)字化測量技術(shù)，可以開展實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測。在進(jìn)行礦山測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要先開展實(shí)地測量工作，測量要求及條件均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)測量成果設(shè)計(jì)圖紙，為礦山安全生產(chǎn)工作提供有力參考依據(jù)；另外，數(shù)字化測量技術(shù)是以計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代信息技術(shù)為依托，在進(jìn)行全局應(yīng)用及干預(yù)時(shí)進(jìn)行豐富多彩的設(shè)計(jì)，更好地適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體性需求。

2.3應(yīng)用范圍較為廣泛

數(shù)字化測量系統(tǒng)在實(shí)施設(shè)計(jì)及干預(yù)過程中，常常會受到某些局限性因素影響，致使在后續(xù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用時(shí)，需進(jìn)一步深入研究分析和處理，這就需要廣泛應(yīng)用一體化測量技術(shù)來進(jìn)行。比較常用的有數(shù)字?jǐn)z影測量、三維可視化、變形監(jiān)測以及數(shù)字化地形測繪等多種技術(shù)，在總體應(yīng)用過程中，無論是測量信息的準(zhǔn)確度，還是數(shù)字化控制適用性都能得到有效提升。

3.礦山測量需要堅(jiān)持的原則

3.1經(jīng)濟(jì)合理性原則

在開展礦山測量工作時(shí)，通常需要投入費(fèi)用較為高昂的高科技儀器設(shè)備，但是當(dāng)前該類設(shè)備并未在我國大量生產(chǎn)，實(shí)際測繪工作中所需的大部分儀器設(shè)備均是由國外買入或從測繪儀器公司租用，在維護(hù)與保養(yǎng)設(shè)備過程中，又需要投入大量資金來聘請專業(yè)人員來進(jìn)行指導(dǎo)、維修，所以開展礦山測量工作需要投入的資金較為巨大，而實(shí)際效益并不能立刻展現(xiàn)。在開展礦山測量時(shí)，應(yīng)該最大程度降低成本，使用科學(xué)的測繪方式和方法。

3.2因地制宜的原則

在進(jìn)行礦山測量時(shí)，往往會受到地質(zhì)地形等環(huán)境因素的影響，在具體測量環(huán)節(jié)，要求相關(guān)作業(yè)人員不但要具有專業(yè)的礦山測量知識技能，同時(shí)還需要可以結(jié)合實(shí)際環(huán)境情況來采用相應(yīng)的測量方式，做到因地制宜。測繪人員應(yīng)該設(shè)計(jì)出最為合理的測量方案，更好地獲取最為準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)據(jù)。

3.3全面研究的原則

開展礦山測量的一個(gè)重要目的便是充分掌握我國礦山資源的分布情況，并且了解其分布規(guī)律，為相關(guān)人員科學(xué)評估礦山的開發(fā)潛力提供依據(jù)，為今后制定礦山的開采開發(fā)利用方案提供參考，制定出科學(xué)的開發(fā)方案，選擇最佳開發(fā)策略，實(shí)現(xiàn)礦山資源的充分利用。因此，堅(jiān)持全面研究的原則十分有利于提高礦山開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.淺析在礦山測量中數(shù)字化測量技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1三維可視化技術(shù)的應(yīng)用

三維可視化技術(shù)，是利用三維動畫軟件將其測量的地面及相關(guān)地形、地物描述得立體、生動，是對收集到的相關(guān)信息用數(shù)字化技術(shù)來進(jìn)行表述、輸出。三維可視化技術(shù)有著先進(jìn)的運(yùn)動匹配與數(shù)字化建模等功能，構(gòu)建出的立體模型更加真實(shí)、清晰，還可以更為全面、直觀地展示出礦山地質(zhì)形態(tài)及其資源坐標(biāo)等有關(guān)空間數(shù)字信息。在礦山測量作業(yè)中應(yīng)用三維可視化技術(shù)的具體操作步驟如下：（1）先是利用三維激光掃描技術(shù)，對礦山地形開展全面系統(tǒng)的掃描作業(yè)，作業(yè)人員從三維掃描所收集到有關(guān)信息中，更好地了解和掌握測量區(qū)域的開采現(xiàn)況及其周邊環(huán)境等相關(guān)信息。（2）數(shù)據(jù)信息的處理?？茖W(xué)準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)信息，可以為后續(xù)礦山模型的構(gòu)建做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，使其更加真實(shí)、準(zhǔn)確。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要使用專門的軟件，實(shí)施科學(xué)有效地處理工作，如數(shù)據(jù)拼接、噪點(diǎn)去除以及三維模型對采數(shù)據(jù)等。（3）構(gòu)建管理平臺。將所有收集到的數(shù)據(jù)信息展開系統(tǒng)性的分類與歸納，然后將這些信息放置到相應(yīng)的平臺上，以供查閱和使用，讓數(shù)據(jù)成果得到共享。

4.2數(shù)字化繪圖技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用數(shù)字化繪圖技術(shù)是以收集的數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智能化及信息化的繪制。數(shù)據(jù)是一種抽象性符號，具有較高準(zhǔn)確性，獲取與處理數(shù)據(jù)需要科學(xué)規(guī)范。在礦山測量工作中，測繪工作者在完成相關(guān)數(shù)據(jù)的收集后需要進(jìn)一步檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，剔除粗差，檢驗(yàn)加工，將礦山地表及其地下等情況依據(jù)獲得的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)利用繪圖方式展示到圖紙中，供用戶使用。

4.3空間信息技術(shù)的應(yīng)用

空間信息技術(shù)通常是由GPS、RS及GIS技術(shù)共同組成的數(shù)據(jù)測量技術(shù)，也通常被叫作3S技術(shù)。其中GPS技術(shù)主要是由GPS衛(wèi)星、地面支撐系統(tǒng)以及GPS接收機(jī)三部分組成，其工作原理是通過衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)地面及空間信息的實(shí)時(shí)有效監(jiān)控，將監(jiān)控所獲取信息傳遞出去。該技術(shù)不受時(shí)間限制，同時(shí)還具有較高精準(zhǔn)性和廣泛性，可以實(shí)現(xiàn)靈活測量且不會受到時(shí)空限制的影響等。RS技術(shù)是對地表物體實(shí)現(xiàn)距離測距及識別來獲取相關(guān)信息，并對所收集的信息加以掃描、攝影、傳輸和處理，利用應(yīng)用傳感器和信息傳輸?shù)燃夹g(shù)以實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。該技術(shù)具有檢測面積大、控制范圍廣、經(jīng)濟(jì)性與時(shí)效性等特點(diǎn)，在礦山測量作業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，同時(shí)能夠?yàn)榈V山環(huán)境的保護(hù)提供參考依據(jù)。GIS技術(shù)則是對地理空間進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)合相關(guān)的模型且具有針對性地展開研究與分析，進(jìn)而獲取相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)與資料；該技術(shù)主要是對區(qū)域地理環(huán)境信息展開相應(yīng)的測量、收集以及處理等，使之形成一個(gè)數(shù)據(jù)采集、處理、輸出以及顯示為一體的數(shù)字化技術(shù)體系，為礦山開采及建設(shè)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。

4.4數(shù)據(jù)資料的數(shù)字化處理技術(shù)應(yīng)用

在礦山測量作業(yè)中，數(shù)據(jù)收集及管控是不容忽視的重要內(nèi)容。對數(shù)據(jù)的處理機(jī)制及其執(zhí)行和落實(shí)也是至關(guān)重要的，相關(guān)技術(shù)人員不斷增強(qiáng)管制機(jī)制，提高管理工作的有效性，積極構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)收集與處理手段。在應(yīng)用數(shù)字化處理技術(shù)時(shí)，技術(shù)人員需綜合有效地對數(shù)據(jù)資料展開分析，最大限度地開發(fā)利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。進(jìn)行數(shù)據(jù)資料數(shù)字化處理就是綜合有效地分析電子圖表并繪出相關(guān)圖件，再借用轉(zhuǎn)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖形、文字的完整表達(dá)輸出，有效提高數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用效率需要科學(xué)的手段和高科技的投入。在礦山生產(chǎn)中，結(jié)合開采建設(shè)實(shí)際需要，有效增強(qiáng)軟件結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)備，不斷提升測量機(jī)制應(yīng)用效果，滿足礦山科學(xué)開采的需求。

4.5內(nèi)外業(yè)一體化測圖技術(shù)

在運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)過程中，內(nèi)外業(yè)一體化測量技術(shù)的重點(diǎn)是對礦山測量過程中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄，作業(yè)人員在外業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行草圖繪制，將采集的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)，通過人際交互編輯后，運(yùn)用計(jì)算機(jī)成圖技術(shù)生成數(shù)字地圖，最后運(yùn)用繪圖儀將地圖輸出。該項(xiàng)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的礦山測量模式，大幅提高了測量精準(zhǔn)度和成圖效率，也完成了測量成果的數(shù)字化。

5.在礦山測量中數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用

5.1礦山地形測量

在礦山地形測量中，運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)能夠準(zhǔn)確、高效完成礦山測量工作。三維可視化采集的立體坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)過后續(xù)處理可以準(zhǔn)確生成立體圖像，突破了“可望而不可即”的障礙，確保了測量人員的人身安全；數(shù)字型全站儀的“免棱鏡”觀測模式也成為礦山地形測量的常態(tài)化手段；GPS-RTK技術(shù)的實(shí)時(shí)、動態(tài)測量，消除了傳統(tǒng)測量對“可視化”的依賴；全自動陀螺全站儀的投入使用極大程度地控制了井下測量的方向誤差。數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用，解決了礦山測量的諸多難題，有效地促進(jìn)了礦山科學(xué)發(fā)展。

5.2礦山區(qū)域的規(guī)劃

運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)能夠?qū)⒌V山的部分區(qū)域進(jìn)行有效定位與規(guī)劃，這對開采礦山具有積極的作用。在實(shí)際測量過程中，需要將部分礦區(qū)的準(zhǔn)確位置定位出來，以便于能夠更好地掌握礦區(qū)周邊的情況。運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)能夠降低天氣對測量所產(chǎn)生的影響，不受時(shí)間限制，有效提升測量工作效率。

5.3為礦山開采提供詳細(xì)可靠的測量數(shù)據(jù)

應(yīng)用數(shù)字化測量系統(tǒng)能夠建設(shè)礦山生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫，大幅減少傳輸測量數(shù)據(jù)的時(shí)間，精簡了傳輸數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，安全保存測量成果，使測量成果得到最大程度的利用，杜絕重復(fù)測量。

5.4科學(xué)規(guī)劃礦山的開發(fā)利用

數(shù)字化測量技術(shù)具有便捷性與高效性，通常在實(shí)際測量過程中均是一次性完成數(shù)據(jù)的采集，生成的成果也具有較高精度。在測量過程中能夠準(zhǔn)確獲取礦山中每個(gè)點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，這些點(diǎn)數(shù)據(jù)形成一個(gè)直觀、具體的三維可視化圖像，為礦山的開發(fā)利用提供一個(gè)比較可靠的測量依據(jù)。

5.5為礦山的安全生產(chǎn)提供可靠測量數(shù)據(jù)

科學(xué)應(yīng)用數(shù)字化測量技術(shù)有助于工作人員構(gòu)建一個(gè)開放式的平臺，利用此平臺來幫助礦山管理人員綜合管理各種礦產(chǎn)的開采工作，還可以構(gòu)建一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，最大程度保障數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

5.6對最終測量結(jié)果進(jìn)行檢測

運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)能夠快速對測量成果進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)將不同測量形式得到的成果進(jìn)行比較，如若出現(xiàn)較大偏差，能夠發(fā)現(xiàn)問題所在并加以糾正，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與有效。

5.7礦區(qū)地面控制測量

一般來說，礦區(qū)地面控制測量的內(nèi)容有平面控制測量和高程控制測量。平面控制測量可以利用GPS靜態(tài)觀測技術(shù)，利用相關(guān)解算軟件通過精確的平差模型得到準(zhǔn)確的控制數(shù)據(jù)。高程控制測量一般通過水準(zhǔn)測量完成，新型的電子水準(zhǔn)儀可以自動記錄解算數(shù)據(jù)，在嚴(yán)格執(zhí)行觀測條件的要求下，觀測數(shù)據(jù)通過相關(guān)軟件平差計(jì)算可以得到準(zhǔn)確的高程數(shù)據(jù)，避免返工。

6.結(jié)論

現(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，礦山測量工作的要求也在逐步提升，越來越多的高科技運(yùn)用其中，數(shù)字化測量手段便是其中之一，憑借其顯著的優(yōu)勢在礦山測量作業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，有效地提升了礦山開采作業(yè)的精準(zhǔn)性，保障了作業(yè)人員的安全。希望礦山企業(yè)在開采中重視數(shù)字化測量技術(shù)，加大投入力度，不斷促進(jìn)礦山開采及建設(shè)事業(yè)的健康、快速發(fā)展。

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