(福建省華航測繪有限公司,福建漳州 363105)
當(dāng)前,我國礦山企業(yè)仍在大力發(fā)展過程中,各種礦山建設(shè)工程均在不斷進(jìn)步,測繪與地理信息技術(shù)在礦山設(shè)計與勘察等方面大范圍的應(yīng)用。礦山測繪工作應(yīng)用了全新的科學(xué)技術(shù),如ISS(慣性測量系統(tǒng))技術(shù)、MRRIS(地理信息技術(shù))技術(shù)及RS(航天遙感技術(shù))技術(shù)等,使礦山測繪工作迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷變革,現(xiàn)已形成了現(xiàn)代化的測繪技術(shù)體系,當(dāng)前我國的測繪技術(shù)已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)測繪時代,步入了信息化數(shù)字測繪時代。各種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)及光電技術(shù)均廣泛應(yīng)用在礦山測繪技術(shù)中,提升了測繪的質(zhì)量、效率和精度,降低測繪工作人員的工作強(qiáng)度[1]。本文對測繪與地理信息新技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。
第一,在對露天礦山進(jìn)行測量時,一般傳統(tǒng)方法均會使用水準(zhǔn)儀及經(jīng)緯儀進(jìn)行測量,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高,當(dāng)前露天礦山測量時使用聲波定位及攝影測量方法。
第二,對礦井的定向測量時,傳統(tǒng)的測量方法為經(jīng)緯儀定向、鋼尺測距,全站儀的不斷完善,使礦井測量距離以及定向工作可以同步進(jìn)行,提高了測量的效率,使測量的精準(zhǔn)度更高[2]。
第三,測量礦山時,應(yīng)對巷道及豎井的挖掘條件進(jìn)行測量,隨著我國礦業(yè)開采技術(shù)的不斷提高,現(xiàn)階段巷道及豎井的挖掘均有了較大進(jìn)步,其測量方法得到全面提升。
第四,測量礦山時,常使用長鋼絲法及長鋼尺法,加入探測儀后可使測量的效率進(jìn)一步提高。
地理信息技術(shù)在礦山企業(yè)中被稱為礦區(qū)資源的環(huán)境信息系統(tǒng),在礦山測錄環(huán)境中被廣泛應(yīng)用。礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)是一個大平臺,可把其他諸多的測量技術(shù)均視為數(shù)據(jù)的獲取渠道,地理信息技術(shù)可有效完成信息的采集、處理及管理分析,并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。因此,地理信息技術(shù)是礦山實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展的重要保障,地理信息技術(shù)是礦山測量工作的前提,通過礦山測錄的不斷發(fā)展,完善了地理信息技術(shù)。當(dāng)前地理信息技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于國土資源管理及建設(shè)部門中,配套的軟件系統(tǒng)較為完善,可推動產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展[3]。
航天遙感技術(shù)已經(jīng)在礦山測繪工作中應(yīng)用了較長時間,且礦山企業(yè)的相關(guān)工作人員對航天遙感技術(shù)有較為熟練的操作經(jīng)驗,航天遙感技術(shù)的主要作用為測繪礦區(qū)的地形圖[4]。
可通過相片校正及目視判讀等相關(guān)手段,對測繪工作進(jìn)行最終解讀并完成測繪。對比傳統(tǒng)的測繪方法,航天遙感技術(shù)測繪的速度更快,且其成本較低,但其測繪精度較高,是當(dāng)前社會中地圖測繪的有效方法之一[5]。
航天遙感技術(shù)在礦山測量中的具體應(yīng)用方法、應(yīng)用理論應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步研究,通過提高對航天遙感資料的應(yīng)用,可有效加強(qiáng)礦區(qū)的實時動態(tài)獲取能力及信息源的整合能力[6]。通過對礦區(qū)環(huán)境的實時監(jiān)測,可為保護(hù)礦區(qū)環(huán)境提供決策支持。航天遙感技術(shù)應(yīng)用在礦山測繪、煤田地質(zhì)調(diào)查、存儲預(yù)測、發(fā)火區(qū)圈定和滅火作業(yè)等方面均有重要應(yīng)用價值。
慣性測量系統(tǒng)被稱為衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)中的重要分支,其具有全天候及自主式等多個優(yōu)點,可為大地測量、工程測量及礦山測量提供優(yōu)質(zhì)保障[7]。慣性測量系統(tǒng)在礦山測繪工作中,根據(jù)慣性導(dǎo)航的核心思想獲取地面的測量數(shù)據(jù),并結(jié)合高程、經(jīng)緯度、重力異常等不同方面的技術(shù)系統(tǒng),進(jìn)一步提升礦山測繪的質(zhì)量與效率[8]。
慣性測量系統(tǒng)主要分為平臺式系統(tǒng)、捷聯(lián)式系統(tǒng),慣性測量系統(tǒng)在測繪方面的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)測量控制,對現(xiàn)有的控制點進(jìn)行檢驗及加密,檢查、定位管線等。此外,慣性測量系統(tǒng)能夠有效測量區(qū)域重力及預(yù)測地震,并對礦山井筒和灌道梁進(jìn)行垂直測試。
GPS技術(shù)與慣性測量系統(tǒng)可形成優(yōu)質(zhì)組合,符合高精度導(dǎo)航及定位要求的統(tǒng)一發(fā)展趨勢,使GPS及慣性測量系統(tǒng)進(jìn)行互補(bǔ),加強(qiáng)整體測量模型實施數(shù)據(jù)的處理功能,并對三維大地水平面進(jìn)行校準(zhǔn),提高定位導(dǎo)航的精度,使其具有更高的穩(wěn)定性。
全站儀在當(dāng)前的礦山測量工作中具有廣泛應(yīng)用,全站儀的實質(zhì)是一種先進(jìn)的光電測量儀器。主要支持技術(shù)為電子信息技術(shù)及光學(xué)技術(shù),具備測距儀、電子經(jīng)緯儀等設(shè)備的作用,當(dāng)前全站儀已經(jīng)向全面智能化的趨勢發(fā)展[9]。
全站儀以當(dāng)前的信息技術(shù)為基礎(chǔ),在進(jìn)行礦區(qū)測量的過程中可有效建立與礦山相關(guān)的三維立體數(shù)據(jù)庫,并進(jìn)一步實現(xiàn)對礦山數(shù)據(jù)的實時采集、分析等。
傳統(tǒng)的礦山測量工作,降低了礦山測量的人工輸入技術(shù)的工作繁雜強(qiáng)度,提高了測量效率,降低了人工成本。全站儀可實時監(jiān)控礦山的地表變形、移動、沉降等情況,且使用方法便捷,是當(dāng)前測量工作人員的首選[10]。
在以往傳統(tǒng)的礦山測量工作中,當(dāng)測量井下平角時,一般會使用經(jīng)緯儀進(jìn)行測角,采用鋼尺量邊。遇到長度較長的邊時,需要進(jìn)行分段測量或由多人共同進(jìn)行測量。對鋼尺的尺長、溫度、垂直參數(shù)等應(yīng)不斷進(jìn)行修正,會消耗大量的人力資源,測量的效果明顯降低。使用全站儀測量后,可采用四架法傳遞三架法導(dǎo)線測量,提高測量效率,使測量數(shù)據(jù)更精確[11]。
為了促進(jìn)礦山測量技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)根據(jù)礦山測量工作的實際特點不斷提高管理制度。管理層需要根據(jù)社會環(huán)境的不斷變化,制定適合測量人員發(fā)展的規(guī)章制度,并應(yīng)著眼于長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo),提高測量團(tuán)隊的協(xié)作能力[12]。開展測量人員的家庭活動,充分提高員工對企業(yè)的歸屬感,采用獎懲制度及績效考核制度不斷激勵員工,使測量人員為企業(yè)提供新技術(shù)方法,對員工的有效建議進(jìn)行獎勵,激發(fā)員工的工作積極性,為企業(yè)測量技術(shù)提高奠定基礎(chǔ)。
當(dāng)前現(xiàn)代社會的測量設(shè)備具有較強(qiáng)的功能性,相對傳統(tǒng)測量方法,測量效率、測量質(zhì)量均有大幅度提高,測量設(shè)備機(jī)型小巧,可依據(jù)數(shù)據(jù)、智能化的測量功能[13]。
現(xiàn)階段新興技術(shù)逐漸替代傳統(tǒng)測量技術(shù),全站儀、水準(zhǔn)儀及自動化陀螺儀均成為現(xiàn)代化測量的設(shè)備,降低了人力資源成本,提高了計算精度和測量效率。測量數(shù)據(jù)以數(shù)字化顯示屏方式進(jìn)行展現(xiàn),意義上實現(xiàn)了礦山測量工作的全面自動化,為測量工作提供了有效的技術(shù)支持[14]。
礦山測量技術(shù)和儀器的未來發(fā)展趨勢應(yīng)該體現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取處理的自動化、測量系統(tǒng)的控制智能化、內(nèi)外業(yè)一體化以及測量成功的數(shù)字可視化。為了達(dá)成這些目標(biāo),需要測量技術(shù)之間進(jìn)行全面的融合和革新,確?,F(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)在礦山測量中有重要應(yīng)用。
例如,將電子陀螺儀與全站儀進(jìn)行融合、將GPS、ISS以及RTK技術(shù)進(jìn)行融合等。隨著新時代技術(shù)的不斷發(fā)展,未來礦山測量技術(shù)將不斷地提高,其測量水平一定會發(fā)生本質(zhì)上的革新[15]。
綜上所述,當(dāng)前礦山測量技術(shù)已經(jīng)得到了全面發(fā)展,提高了礦山測量質(zhì)量及測量效率,各種計算機(jī)技術(shù)及相關(guān)的儀器設(shè)備已經(jīng)全面應(yīng)用于礦山測量中。推動了我國礦山測量事業(yè)的全方面發(fā)展。未來應(yīng)主要發(fā)展自動化技術(shù)及智能化技術(shù),使礦山測量工程進(jìn)一步完善,相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)對相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行全面的創(chuàng)新和研究,以促進(jìn)我國測量技術(shù)的發(fā)展。