＊李 科

（汾西礦業(yè)集團賀西煤礦 山西 033300）

隨著信息技術水平的不斷提升，3S技術已經(jīng)能夠為礦山測量解決一些實際問題。因為，當前礦山開發(fā)規(guī)模越來越大，次數(shù)越來越多，那么對于礦山測量技術的要求也就越來越嚴格。雖然3S技術自身有著精準度高、可靠性高等特點，但是在應用過程中依然有問題沒有及時解決，需要不斷對其完善，這樣才能夠更好的滿足礦山測量需求。

1.3S技術概述

3S技術，即GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感技術）、GPS（全球定位系統(tǒng)）的統(tǒng)稱，是一種廣泛應用于當代地質(zhì)測繪、土地資源規(guī)劃管理、環(huán)境保護等領域的關鍵技術。GIS技術，即基于現(xiàn)代計算機軟件技術、信息技術及地理知識體系，對各類反映地理特征的參數(shù)進行采集、整理，在計算機軟件及數(shù)據(jù)庫中形成虛擬的地理信息體系。為滿足不同地理信息的應用需求，可以通過GIS提供針對性、動態(tài)化的信息數(shù)據(jù)支持。隨著各個領域地理信息的不斷采集，GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)模在不斷擴大，詳細程度也越來越高，為地質(zhì)勘察、礦物勘測、環(huán)境管理等工作領域提供可靠依據(jù)。RS技術主要是指通過傳感器，按照一定的方法，對目標物相關信息進行采集的過程。在礦山測量工作中，RS技術的應用主要是通過人工及人造機械等方式，對一定區(qū)域各個目標物進行遠距離觀測，并最終形成該區(qū)域地質(zhì)信息體系，滿足礦物勘測、風險評估等方面的需求。值得一提的是，現(xiàn)代RS技術的應用價值體現(xiàn)在其可以通過遠距離攝像設備，從更合適的位置及角度，對目標物圖像進行采集，進而獲得高清晰度、可視化的地理信息資料。GPS主要是利用衛(wèi)星信號接收裝備，與衛(wèi)星進行通信交互，生成接收設備所在地區(qū)地理位置信息，滿足精準定位、區(qū)域地理信息體系建設需求。精準的地理位置信息，是GPS技術的核心價值所在，在礦山精準測量中發(fā)揮著重要作用。

為了滿足現(xiàn)代相關測繪管理工作的需要，3S技術不再是三種技術的簡單組合，而是基于計算機軟件技術、大數(shù)據(jù)分析理念的一套集成技術體系。也就是說，需要在信息化、大數(shù)據(jù)背景下，利用強大的計算機軟件功能，對三種技術采集到的信息、數(shù)據(jù)、圖像等進行處理，形成可視化、精細化、動態(tài)化的地理信息體系。其中，GPS技術提供精確的位置、速度等信息，RS技術提供圖像、影像信息，再由GIS進行信息整合、處理，便于不同用戶進行信息調(diào)取和使用。顯然，3S并不是GIS、RS及GPS技術的簡單組合，而是從不同的應用需求出發(fā)，對三種技術進行有效融合，形成一套完整、有序且精細的技術系統(tǒng)，進而去滿足更多的地理信息應用需求。

2.3S技術在礦山測量中的應用價值

在礦山建設過程中有著很多個環(huán)節(jié)，比如開發(fā)、設計等等，需要了解礦產(chǎn)資源的分布情況，明確礦區(qū)的環(huán)境信息，制定開發(fā)礦產(chǎn)資源的相應方法，更好的保護環(huán)境等內(nèi)容[1]。如果想要讓以上內(nèi)容順利開展，那么就需要礦山測量工作的準確，通過利用3S技術為礦山測量工作打下基礎，確保礦山測量工作質(zhì)量，為開展相應工作提供幫助。尤其在如今礦山開采環(huán)境越來越復雜，以及環(huán)境保護、成本控制要求越來越高的情況下，傳統(tǒng)礦山測量工作在效率、準確性、全面性和實用性方面存在的不足暴露出來?？傮w來講，在礦山測量中應用3S技術主要有以下幾方面的優(yōu)勢：其一，有效規(guī)避環(huán)境影響。多數(shù)情況下，礦山所在地區(qū)的環(huán)境都比較復雜，尤其是隨著各類礦物開采廣度和深度不斷提升，礦山測量工作面臨的環(huán)境影響因素越來越多且越來越復雜。而3S技術的應用，可以很大程度上降低環(huán)境因素對測量活動及策略結(jié)果的影響。其二，保證測量安全和效率。傳統(tǒng)礦山測量需要大量技術人員深入現(xiàn)場進行人工測量，不僅效率較低，也存在較大的安全隱患。而3S技術應用背景下，通過對各種遙感技術、通信衛(wèi)星技術的應用，測量人員甚至無需到達礦山核心地區(qū)，就可以對關鍵參數(shù)進行遠距離、精確測量，這極大提升了測量效率，且保證了測量安全。其三，有助于提升測量精度和測量結(jié)果價值。傳統(tǒng)測量工作模式下測量的數(shù)據(jù)參數(shù)精準性不足，同時參數(shù)類別、體量存在一定的局限性，這顯然無法達到當今規(guī)?；?、精細化生產(chǎn)管理的礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展要求。而3S技術的應用，不僅可以充分發(fā)揮三種技術的應用優(yōu)勢，同時還會伴隨著一系列先進儀器、測算方法的應用，可以極大提升測量精準度，同時也可以對更多有助于生產(chǎn)及管理的信息數(shù)據(jù)進行測量和分析。因此，急需要通過3S技術的應用，促進礦山測量工作的創(chuàng)新和信息化改革，促進測量效率的提升，并且為后續(xù)的礦山開采、環(huán)境保護提供更多可靠的信息支持。

3.礦山測量中3S技術應用過程存在的不足

(1)未建立可靠的信息平臺

在現(xiàn)代社會生產(chǎn)管理背景下，3S技術的應用，需要建立在一套完善、可靠的信息庫的基礎之上。也就是說，需要有一個可靠的平臺來對通過3S技術采集到的地理信息進行處理。但是，目前礦山測量中應用3S技術時，沒有對信息的采集標準、要求進行明確，在硬件、軟件方面的投入不足，導致3S技術的應用缺少一個可靠的信息平臺。平臺的不健全，直接導致無法通過對3S技術采集到信息、數(shù)據(jù)不能進行有效處理，無法進一步挖掘這些數(shù)據(jù)信息的價值，自然也不利于礦山開采、生產(chǎn)管理工作的有序開展。

(2)缺少對現(xiàn)代工具資源的應用

在礦山測量工作中應用3S技術，需要深入了解相應的技術特點和要求，對礦山測量工作目標進行分析，再在實際應用中充分發(fā)揮3S技術的應用優(yōu)勢。但是，雖然部分單位為礦山測量工作配備的了3S技術應用所需的設備、系統(tǒng)工具，但是相關人員的工作、理念依然停留在傳統(tǒng)的工作模式之下。比如，針對礦山周邊地區(qū)地勢、地貌的勘察，依然消耗大量的人力資源去進行現(xiàn)場勘測，使用傳統(tǒng)的影像采集設備進行拍攝。同時，也沒有對采集到的影像信息進行信息化處理，更沒有構(gòu)建可視化的虛擬模型，這自然無法滿足當下礦山測量工作的數(shù)據(jù)應用需求。

(3)測量工作機制不合理

在礦山策略工作中，3S技術的應用，實際上要求對傳統(tǒng)測量工作機制進行全面的改革，充分結(jié)合現(xiàn)代技術形成科學、高效的測量機制。但是，部分單位沒有深入結(jié)合3S技術的應用要求，測量工作中對信息數(shù)據(jù)采集、整理和分析應用意識不足，導致工作中無法發(fā)掘更多有價值的數(shù)據(jù)信息，也無法對已有數(shù)據(jù)進行科學處理，無法有效推動礦山測量工作的全面改革創(chuàng)新。

4.3S技術在礦山測量中的應用

所謂3S技術其實就是三種技術的總稱，分別為衛(wèi)星遙感測量技術、地理信息系統(tǒng)測量技術和全球定位系統(tǒng)測量技術，這三種技術在繪制科學中的應用越來越廣泛。在這其中的地理信息系統(tǒng)主要是以計算機技術為基礎，然后利用測量技術來獲取相應的數(shù)據(jù)，并對其分析處理，讓測繪系統(tǒng)向著自動化。智能化方向有效發(fā)展[2]。所以，當前的測繪技術隨著3S測量技術的不斷應用，正在向前發(fā)展。

在礦產(chǎn)行業(yè)不斷發(fā)展過程中，其礦山測量技術的應用領域也在不斷擴大，向著地面控制、地面碎部、地表移動監(jiān)測等方面來進行應用。通過3S測量技術能夠開發(fā)更多全新領域，比如通過3S技術能夠建立模型，以此來用于找礦，還能通過模型，更好的了解礦體分布情況，進而分析礦山的地下地質(zhì)。通過對其新技術的有效應用，能夠有效的創(chuàng)新傳統(tǒng)測量模式，進而推動礦山測量向自動化方向有效發(fā)展。

(1)RS技術在礦山測量中的應用

對于這種技術而言，以電磁波為基礎，利用相應的傳感器來接受電磁波信息，這種技術的成本并不高，而且對于信息的反應較為靈敏，能夠很有效的收集相應信息[3]。遙感技術作為一種重要的技術，能夠很好的用于礦山環(huán)境監(jiān)測、分析等工作中。這種技術的覆蓋范圍較廣，所得到的相應圖像能夠很直觀的看到相應數(shù)據(jù)，其具有真實性的特點。通過遙感技術能夠獲取到礦山的實際地形情況，以及其中的地質(zhì)構(gòu)造。

因為合成孔徑雷達干涉測量技術并不會受到過多外界因素的影響，而且能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測，所以利用這種技術對其礦區(qū)的相應數(shù)據(jù)進行處理，通過明確其數(shù)據(jù)來獲取到地表的信息，通過測量信息的方法來明確礦區(qū)的地表變化。在利用遙感技術獲取到相應信息過程中，合成孔徑雷達干涉測量技術其精準度最高。因為這種技術不會受到天氣環(huán)境的影響，能夠獲取到精度達到毫米級的信息，真正的實現(xiàn)高精度、高可靠性的監(jiān)控特點。從二十世紀八十年代以來，國外的一些研究人員就將這種技術有效的應用于對各種地表形變的監(jiān)測中，比如沉降、火山等相應災害的監(jiān)測中。而我國應用這種技術的時間較晚，當前隨著遙感技術不斷更新，合成孔徑雷達干涉測量技術已經(jīng)在各個領域都有所應用，比如地表沉降、滑坡等方面的監(jiān)測，在礦山測量方面也取得較好的效果，能夠?qū)ΦV山的變形情況進行實時監(jiān)測。

(2)GIS技術在礦山測量中的應用

這種技術是利用計算機系統(tǒng)來及時收集相應的地理信息，并對其進行分析，而且還能夠從不同的角度來進行分析。首先，地理信息系統(tǒng)自身有著非常龐大的數(shù)據(jù)庫，利用這其中所存在的數(shù)據(jù)就能夠及時的獲取到相應的地理信息，進而來有效的解決相應的問題。其次，地理信息系統(tǒng)因為是以計算機為基礎，所以能夠及時的采取相應的地理信息，并對其進行分析和解決。最后，這種系統(tǒng)可以顯示地理信息，并對其進行儲存的一項管理系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)庫為基礎，能夠及時的在相應專業(yè)人員的幫助下解決所出現(xiàn)的問題。雖然在不同角度下，其GIS的定義各不相同，但是都能夠很好的體現(xiàn)出地理信息系統(tǒng)的高精準度。

地理信息系統(tǒng)在礦山中的應用，能夠讓礦山測量更加智能化。因為地理信息系統(tǒng)自身有著非常強的信息分析能力，能夠及時對礦山的空間進行具體分析，能夠有效的實現(xiàn)空間查詢、分析。礦區(qū)通過利用GIS查詢礦圖的空間屬性，可以結(jié)合礦區(qū)的辦公系統(tǒng)，來及時對礦山的三維空間進行有效分析。相比于傳統(tǒng)的分析方法，其精準度更高，而且工作量更少。

(3)GPS技術在礦山測量中的應用

隨著計算機系統(tǒng)的不斷完善，GPS被應用于各個領域中。與此同時，將GPS技術應用于礦區(qū)控制測量中，能夠更好的發(fā)揮GPS技術的高精度、高自動化。GPS定位系統(tǒng)就是為了能夠?qū)δ繕诉M行實時監(jiān)控、測量。GPS定位由三部分組成，分別是基準站、數(shù)據(jù)鏈和流動站所組成，GPS監(jiān)控系統(tǒng)將基準站設計為精度較高的控制點，并且在這其中安裝衛(wèi)星來對其進行檢測，然后再利用無線電和參數(shù)設備將所接收到的信號傳輸?shù)较鄳慕邮諜C上，對其進行計算，進而來獲取到準確的坐標。當前，國家大地測量GPS控制網(wǎng)，通過對其坐標之間的轉(zhuǎn)換，能夠更好的對地球形狀、空間技術等方面進行研究，進而來為防災提供相應資料。所建立的GPS控制網(wǎng)，能夠更好的監(jiān)控局部區(qū)域，進而為城市建設提供相應幫助。

在一些位置偏遠、環(huán)境復雜、風險性較大的地區(qū)，礦山測量工作更需要用到GPS技術。在人造衛(wèi)星的支持下，測量人員無需深入危險地帶，便可以快速對當?shù)馗鱾€測繪點進行精確定位，結(jié)合RS技術實現(xiàn)風險區(qū)的地理信息獲取。這些信息的獲取，對后續(xù)的礦山生產(chǎn)活動規(guī)劃、環(huán)境保護等工作，都提供了重要的信息支持。所以目前我國正全面加強對GPS技術的投入，其中北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)的建成，更是在國家能源開發(fā)、國防事業(yè)當中發(fā)揮了舉足輕重的作用。

5.3S集成技術在礦山測量中的應用趨勢

3S集成技術將遙感系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)有效的結(jié)合到一起，利用遙感系統(tǒng)來及時的獲取目標所在地理位置，通過地理信息系統(tǒng)能夠及時對相應數(shù)據(jù)進行分析，并且對其進行儲存，而全球定位系統(tǒng)能夠為其提供目標的空間位置，將這三種技術有效的結(jié)合在一起能夠真正的實現(xiàn)互補。比如，在礦山危險源探測中，通過GIS地理信息系統(tǒng)，對當?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)、環(huán)境變化情況進行了解，大致判斷當?shù)丨h(huán)境情況，對可能存在危險源的風險地區(qū)進行劃定。然后，通過RS技術，對該區(qū)域進行遙感攝影，獲取不同角度及比例尺的高精度影像資料，再通過計算機軟件對這些資料進行處理，生成當?shù)氐刭|(zhì)地貌環(huán)境三維模擬圖。然后，通過GPS技術，對風險地區(qū)的各個關鍵位置進行精確定位，設置觀測點，進一步縮小危險源的判定范圍，直到精確找到可能威脅礦山生產(chǎn)活動的危險源。另外，可以通過將遙感系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)進行結(jié)合，還能夠?qū)ν恋氐膶嶋H情況進行實時監(jiān)測，并自動生成相應的可視化模擬圖，便于直觀地判斷區(qū)域風險，提高風險管理能力。

在應用3S技術過程中，雖然能夠取得較好的檢測效果，但是在這其中依然存在著一些問題。比如，利用3S技術只能夠?qū)ζ錅y量數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理，在未來發(fā)展過程中還應該向智能化方向發(fā)展。此外，如何在這其中做好對大量數(shù)據(jù)的儲存，依然是3S技術中需要解決的重要問題。為了能夠更好的利用3S技術的優(yōu)點，在這其中及時的和其它相應技術結(jié)合使用，讓其數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化，這樣才能夠讓3S技術有效的發(fā)揮自身價值。因此，在未來的礦山測量工作中，關于3S技術的研究重點在于，分別提高各類技術的應用水平的基礎上，強化技術集成，構(gòu)建自動化、實時化、精確化及智能化的地理信息管理應用系統(tǒng)。目前，國家相關領域正基于能源產(chǎn)業(yè)、土地規(guī)劃管理工作，積極建設融合了3S技術的智能化地理信息管理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的基礎上，礦山測量工作將可以實現(xiàn)多部門協(xié)作，快速完成測繪、圖像模擬、風險分析及資源規(guī)劃等工作，全面提高土地測量工作的成果價值。

6.結(jié)語

總而言之，雖然當前3S技術還處于初步應用階段，但是在礦山測量中已經(jīng)取得較好的效果，能夠更好的保證其工作效率，有效的解決在礦山測量中所存在的問題，更好的推動礦山測量向前發(fā)展。3S技術在以后礦山測量中將占據(jù)非常重要的地位，隨著3S技術的不斷發(fā)展，礦山測量技術其深度和廣度也在不斷擴大，向著智能化、自動化方向前進。