矿山测量中测绘新技术的应用王开强

王开强

山西中条山集团胡家峪矿业有限公司043700

摘要：测绘技术的发展与仪器设备、计算机技术的开发创新是分不开的，尤其是全站仪、GPS等先进测绘设备的出现，对以往常规仪器和测绘方法，是一次全面性的挑战，这些仪器的应用刷新了测绘业多年的落后局面，开创了测绘事业的新纪元。测绘新技术、新方法已普遍应用于工程建设之中，而在矿山测量中的应用还不是很普通。本文主要对矿山测量中测绘新技术的应用进行分析探讨。

关键词：矿山测量；测绘；新技术

一、全站仪及其在矿山测量中的应用

1.全站仪概述

全站仪是当前应用最为广泛的一种矿山测量仪器，是应用光电扫描度盘，自动记录和显示读数，测角过程简单，误差小。它不仅拥有测距仪、电子经纬仪的测量速度快、精度高的优点，还是一种集光、机、电一体化的测量仪器。全站仪拥有极其丰富的内部测量软件，能有效地简化测量程序、提高测量精度和效率，因为其一次安置仪器就可以完成该测站上的水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差等全部测量工作，所以称之为全站仪。

2.全站仪在矿山测量中的应用

全站仪同时具有角度测量和距离测量的功能，以数字形式提供测量结果，并且可以进行自动数据分析处理且其数据还可以通过计算机或电子手簿进行通讯，其操作简单、适应性强、功能强大、性能稳定，代表了智能化、数字化仪器这一矿山测量发展方向之一。基于全站仪可建立煤矿三维数据自动采集、传输、处理系统，另外，全站仪实现了测距的发射轴、接收轴和望远镜准轴共轴的结构，可以更方便地对移动目标和空间点进行测量，能有效地提高测量的效率和精度。矿区的工程、地形、地面控制的测量都可利用全站仪。露天和井下煤矿的生产和建设监测煤矿地表移动等方面，全站仪也发挥着十分重要的作用。

二、“3S”技术及其在矿山测量中的应用

1.“3S”技术

“3S”技术是空间信息技术的核心，它包括全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）。“3S”技术是空间技术、传感器技术、卫星定位导航技术、计算机技术、通信技术等相结合的产物，对空间信息进行采集、处理、分析、传播和应用的技术。三者结合使用可发挥各自的优势、弥补各自不足，但是单独使用时则会显现出各自的优势和不足。全球定位系统简称为GPS，是卫星导航定位系统其具有全方位实时三维导航定位能力。如今GPS测定地球表面三维从静态变成动态，由数据后续处理变成实时定位导航，广泛地应用到大地测量、矿山测量野外考察探险等各个领域中，具有很强的全天候、高精度、自动化等优势。

GIS又称地理信息系统，是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它能够分层地管理地理信息，还能够将各种地理信息进行组合、分析、查询、检索等。已经在资源调查、土地利用、区域规划、作物估产等方面有着比较广泛的应用。RS又称遥感，是指从外层空间接收地球表层的各种物体的电磁波信息，并对这些信息进行扫描、摄影、传输、处理等对这些地球表層的各种物体进行测控和识别。RS一般应用于气象观测预报、环境质量监测、病虫害预测以及城市的热岛效应等方面。

2.“3S”技术在矿山测量中的应用

“3S”技术的主要工作是建立空间数字模型，对测量数据进行分析、存储、管理及应用。“3S”集成则可以实现优势互补。在矿山测量的过程中，GPS技术被用于定位，建立矿区控制网，监测矿区沉陷部位、露天矿边坡稳定性、露天矿车辆调度等方面。GIS是应用于对采集的地理数据进行处理和分析，从而再现矿区地表或地下环境或对煤矿生产管理流程给予分析处理，为制定决策提供科学的指导。RS技术在矿山测量中主要应用于矿产资源勘查，利用遥感监测矿产资源开采和矿区地表、矿区坍塌土地信息等。RS技术和GIS技术相结合可以进行土地动态监测，从而可以全面地反映土地利用状态；GPS数据采集和GIS数据管理相结合可用于矿山的安全监测、实时分析。

三、惯性测量系统及其在矿山测量中的应用

惯性测量系统由陀螺平台和加速度计等一些惯性器件来组成，可用于载体的重力场参数、空间姿态和位置的测定，具自主式、全天候、机动灵活、快速多能等优点，为工程测量、矿山测量和大地测量作业的全能性和自动化提供一种新技术手段。是运用惯性导航原理同时获取经纬度、方位角、重力异常、垂线偏差、高程等多种大地测量数据地一种技术。ISS可分为平台式和捷联式两大类系统，主要应用的目标有：①控制测量；如对控制点的航测控制、加密和检核等。②管线监测和定位、地表沉陷的观测、地壳变形。③各种建筑测量、工程测量及井下定位。④地震重力的测量，地球物理的研究。⑤罐道梁和井筒垂直性监测。

1.惯性测量系统概述

惯性测量系统简称ISS，是由加速度计和陀螺平台等惯性器件组成的用来测定载体空间位置、姿态和重力场参数的系统。是利用陀螺仪、加速度计等惯性敏感元件和电子计算机测量运载体相对于地面的加速度，从而确定运载体的位置和地球重力场参数。它是以惯性导航为基础，按导航坐标系统的不同分为当地水平惯性系统和空间稳定系统。

2.惯性测量系统在矿山测量中的应用

惯性测量系统在测绘领域主要应用于对已有的控制点的检核控制；惯性测量系统为矿山测量提供经纬度、方位角、垂线偏差等数据。它以卫星导航定位系统为核心，快速有效地获取矿区在垂直方向上的信息，从而对研究矿区地质条件提供科学的依据。惯性测量系统主要应用于对矿山井下进行定位、测量。并且其与GPS组合还可以对矿区建立模型并且进行数据处理，从而提高卫星定位的准确度。

四、三维激光扫描技术及其在矿山测量中的应用

三维激光扫描技术是一种新兴的基于高密度点云数据进行体积计算的实景复制技术，可以实现远距离非接触测量，具有数据点密集、精度高、速度快、成本低、安全系数高、管理方便的特点。它有效地解决了复杂矿山开采区的测量精度问题，特别是在开展露天矿山测量工作中，丰富的可视化数据分析模型形象直观，不用到实地踏勘就能使管理者对矿山的开采过程和状态一目了然，达到矿区实际开采图像、数据和开采状态的高度一致，是目前露天矿山测量中最有效、最快捷、最经济、最安全的技术手段，实现了矿山储量真正的动态监管。从而使矿产储量登记统计更加真实，对于建立以资源消耗量为基础的矿产资源补偿费征缴制度、维护矿产资源国家所有权益、矿业权人权益、矿业权市场的健康发展，都具有十分重要的现实意义。

五、结论

测绘技术的发展进步，促进矿山测量进步与发展，新型测绘技术在矿山测量中的应用，逐渐形成以数据采集、输入、分析、处理、输出为一体技术系统，为矿山的开采带来了新的发展机遇，改变观念并转变传统生产作业方式，把测绘新技术运用到矿山企业是关系到我国的能源企业能否在21世纪立足的重要之举。今后的矿山测量工作应着重于测绘新技术在矿山测量中应用理论、系统和方法的开发，争取我国的矿山企业数字化早日实现。

参考文献：

[1]贺继光，沈碧薇.测绘与地理信息新技术在矿山测量中的应用及展望[J].矿山测量，2013，03：49-51.

[2]姚卫超.基于测绘新技术的发展及其在矿山测量中的应用研究[J].硅谷，2013，15：184+138.