庄景遗
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.063
摘 要：矿山生产建设过程中离不开测量工作，通过数字化技术能够有效地提高矿山测量的精度，降低测绘人员的劳动强度，对于保证矿山的安全生产有着重要的意义，文章就数字化测量技术在矿山测量中的具体应用情况进行简单讨论和分析。
关键词：矿山测量 三维可视化技术 GPS技术 GIS技术 RS技术
中图分类号：TD17 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0063-02
各种矿山企业对于国家经济的发展有着重要的作用，随着社会经济的迅速发展，矿产需求明显增加，对于矿山生产建设提出了更高的要求，要尽可能提高矿山生产的效率，同时保证生产人员的人身安全，数字化测量技术是近年来发展起来的一种比较精确的测量技术，在矿山测量中应用越来越多，研究数字化测量技术在矿山测量中的具体应用对于矿山测量工作的开展有着现实意义。
1 数字化测量技术概述
数字化测量技术能够精确勘探矿山的矿产资源，实现数据的数字化管理，利用GPS技术、三维可视化技术、RS技术可以全方位的勘探矿山的矿产资源分布情况，测量矿山的开采环境，对于整个矿山生产有着重要的意义。矿山数字化测量技术的功能主要包括数据采集、调度、整合、数据分析决策几方面。
数字化测量技术中利用计算机仿真技术，可以直观地反映矿山的地形特点，为矿山的开采工作提供指导；数字化测量技术的测量效率非常高，在动态监测矿山生产中发挥了重要的作用，能够迅速得到测绘图纸，指导矿山生产工作；可以为矿山的生产决策以及应急预警提供参考。数字化测量技术应用时可以结合矿山的生产需求将测量结果的要素数据提取出来，获取更多的数据资料或者图纸信息。数字化测量技术的测量精度较高，测量范围较广，其中包含许多种不同的测绘技术，能够有效减少矿山测量工作的劳动强度。
2 数字化测量技术在矿山测量中的具体应用
数字化测量技术是一门综合性的技术，其中包括RS技术、GPS技术、三维可视化技术等多种，下文就这几种常见的数字化测量技术在矿山测量中的应用情况进行分析概述。
2.1 空间信息技术在矿山测量中的应用
（1）GPS技术在矿山测量中的应用。GPS技术、RS技术等都属于空间信息技术。GPS技术最开始是应用于军用领域中，随着科学技术的不断发展，现阶段GPS技术已经广泛地应用于民用领域。GPS系统应用时移动站以及基站不需要通视，可以全天候作业，整个系统只依靠一个人就可以完成操作，能够明显减少作业量。利用GPS技术可以完成煤矿近井控制网布设、地面沉陷情况监测、煤矿的垂直形变监测等工作。煤矿生产中，煤炭资源经过煤矿井筒从矿井中运输出来，煤矿井筒的贯通工程就十分重要，且精确度要求比较高，新建矿区时，为了保证主副斜井贯通的精准度，地面近井控制网的建设就十分有必要，利用GPS技术可以完成地面近井控制网布设工作；矿山开采过程中可能会出现地面沉陷的问题，加强地面沉陷检测对于保证矿区安全有着重要的意义。利用GPS技术，可以实时检测矿区地面沉陷情况，方便矿区工作人员掌握沉陷区域水平位移情况，进而分析整个矿区的可开采情况，保证矿区开采工作的安全性，尽可能消除安全隐患。实际的监测工作中，首先需要在地面沉陷范围外安全区域设置对应的参考基准，然后布设沉陷区域监测点，该监测点可以参考滑坡变形监测方式进行布设，监测点的坐标系统必须是独立的坐标，GPS接收机可以接收到监测信息，然后利用专用的计算机软件完成数据信息的归纳处理，对比多期监测结果，可以得出矿区大地高变化情况，分析矿区地面沉陷速度，以此为基础评估出矿区采空区的安全系数。利用GPS技术还可以监测煤矿的垂直形变情况，且监测精度高、工作强度低，可以连续监测。测量过程中，将GPS接收机作为观测仪器，根据矿区的经纬度、大地高等数据信息编制卫星可见性预报表、卫星几何图形强度因子预报表等，GPS监测控制网通过边连式连接方式布设，所有的GPS接收机需要保持对中整平，完成矿区静态数据采集之后，对数据信息进行分析监测，得出矿区大地高以及沉降值曲线，就可以清晰地看出煤矿的垂直形变情况。
就目前来说，在煤矿测量工作中，基本已经全面普及GPS技术，但由于GPS技术对于信號接收要求较高，因此实际的矿山测量工作中，还需要将GPS技术与其他的测绘技术结合起来使用。
（2）RS技术（遥感技术）在矿山测量中的应用。遥感技术是基于电磁波理论产生的一种探测技术，随着科学技术的迅速发展，遥感技术发展的更加完善，传感器的频谱范围、分辨率都明显提升。遥感技术主要利用红外光、红光以及绿光三种光谱波段探测，在矿产资源探测中主要依靠红外光完成探测工作，可以说遥感技术在地质矿产调查中发挥了重要的作用，利用不同波段的红外光可以识别各种矿物岩石，比如可见-近红外段可以识别硫酸盐、氢氧化物、赤铁矿物、铁氧化物等，端红外波段可以识别黄钾铁矾、白云母等，热红外段可以识别石英、绿泥石等。地质矿产调查过程中，遥感信息主要通过GIS技术进行传送。遥感技术应用过程中离不开信息传输设备、遥感平台、遥感器、图像处理设备、接收装置等设备，实际的工作过程中，首先由遥感器完成资料信息的收集工作，经过信息传输设备将数据信息传送到接收装置中，由接收装置进行归纳整理后发送到图像处理设备中，得出三维影像飞行图或者多光谱彩色合成图，与地形图、地质图相比，精度更高，在矿产资源勘探中发挥重要作用。
（3）GIS技术在矿山测量中的应用。GIS技术也就是地理信息系统，利用GIS技术可以完成矿山资源信息的展示、表达、统计、查询等工作，为矿山地质管理工作奠定良好的基础，促进了矿山地质信息图形标识的电子化，为矿山的地质空间分布地图的测绘、矿山决策工作提供支持。用GIS技术进行矿山测量时，首先需要建立一个矿山地理信息系统，该系统中包括矿山的地质地形图、矿山的基本测量资料等信息，应具有矿山地质数据编辑、空间分析、综合管理等功能，能够对矿山资源的开采工作奠定良好的基础。endprint
2.2 三维可视化技术在矿山测量中的应用
矿山地质对象本身具备复杂多变性、隐蔽性等特点，为了保证矿山生产建设工作顺利进行，必须要做好矿山测量工作，利用三维可视化技术，能够将矿山测量工作中得出的各种数字信息、平面图形以更加直观的方式展现出来，有效地增强地质数据的表现力以及直观性，为矿山地质工作者的地质现象以及空间分布分析提供技术支持。利用三维可视化技术可以完成矿山地质体的三维模拟工作，一般情况下，矿山的地质体形态十分复杂，空间范围大，变化较大，地质资料信息来源较多、类型也较多，包括水文地质信息、岩土特性等多种，比较复杂，因此地质体三维模拟过程中的原始数据大多是离散的，三维地质建模的关键就是处理这些不规则的数据信息。三维空间建模过程中首先需要收集地表、断层以及矿体三部分的原始数据，地表样本数据通过测量就可以获得，断层数据采集时首先需要根据勘探线剖面图将断层投影到地形平面图之上，之后可以得到断层地表露头数据以及断层面数据。矿体数据采集的方式与断层数据采集方式比较类似，最终获得的数据形式均为离散点三维坐标。露天采场空间范围较大，人工取样工作量大，比较麻烦，精确度也难以保证，因此需要利用空间插值技术完成数据的处理。工程地表面上的点及线的特征表达可以依靠不规则多边形网格模型完成，形成不规则边界多边形之后，需要将其剖分成TIN模式，地表断层、矿带边界的TIN剖分结果各不相同，如图1、图2分别为同一个矿山地表、矿带边界TIN剖分模型。图形绘制时，首先将地表、断层、矿带边界绘制出来，然后进行地质界面的求交裁剪，最终可以得到完整的三維地质模型。三维可视化技术的应用，使得矿山地质体空间形态表达更加的直观，对于工程技术人员的工作有着重要的意义。
3 结语
当前阶段矿山测量过程中数字化技术已经被广泛推广开来，可以明显提高矿山的生产效率，保证矿山生产的安全性，矿山生产工作中，相关工作人员要对各种数字化技术的功能以及实际的使用方法有充分的认识，了解数字化技术在矿山生产中的重要意义，结合自身的实际情况合理选择数字化技术，保证矿山生产工作顺利高效开展。
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