简析数字化测量技术在矿山测量中的运用

李世彬 王占文

摘要：数字化测量技术以其独特的优势在矿山测量中得到了广泛应用。该技术专业性强，操作过程相对比较简单，提高了矿山测量效率及准确性。文章主要论述数字化测量技术在矿山测量中的应用优势，分析具体应用方法，为我国矿产资源开发奠定良好基础。

关键词：数字化测量；技术；测量运用

随着当前矿山生产的进一步发展以及市场对矿山产品需求的不断加大，都对矿山测量数据的完整性和准确度提出了更高的要求。矿山测量工作已然成为影响矿山企业正常生产和可持续发展的重要因素，它不仅关系到矿山生产建设是否科学合理，更是关系到矿山开采工作的安全。为此，必须加强数字化测量技术在矿山测量工作的应用，通过空间信息技术、全站仪、内外业一体化测量技术、三维可视化技术、数字摄影测量技术、变形监测技术、数字化地形图等先进的数字化的测量技术合理有效利用，以降低测量工作劳动量，提高测量工作的质量和测量精度，为保障安全生产，提高矿山企业的经济效益和社会效益奠定良好的基础。

1、数字化测量技术在矿山测量中的应用优势

首先，数字化测量技术应用过程中，能够以计算机为载体进行仿真模拟，直观呈现矿山地形地貌及地籍要素等，继而依据测量结果对矿山开采工作进行针对性指导。其次，数字化测量技术效率高，实施效果好，在较短时间内便可得出测量结果，还能够动态监测矿山生产过程中的各项内容及各个要素等，出图速度快，预警机制完善，生产决策准确。第三，数字化测量技术的又一优势在于可依据实际需求，科学处理测量结果，使图纸、数据资料等更加完备，使用范围广。第四，数字化测量技术不仅应用范围广，而且测量结果非常精确。空间信息技术、三维可视化技术、变形监测技术等都属于这一范畴，测量矿山时工作量小，精度和准确度兼具[1]。

2、数字化测量技术在矿山测量中的具体运用

2.1 三维可视化技术

在矿山测量中，选用三维可视化技术，能够对地面和地下诸多地质情况及特征进行描述，深入了解矿山空间信息及空间位置关系等，便于测量人员依据已知数据信息，合理？M行空间分析。该技术具体实施及应用过程如下：（1）采集数据。选用三维激光扫描技术扫描矿山地形，快速得出等高线、边坡变化情况、矿山开采现状点等一系列信息。（2）處理数据。数据采集工作结束之后，先将噪点去除，继而开展数据拼接工作，最后进行三维建模，通过该种方法，系统处理这些数据。数据处理软件在该过程中应用普遍。以SLAM三维激光扫描系统为例，可进行实时移动式测量，采集采空区数据时间缩短。该系统主要构成元素为激光扫描仪、惯性测量单元和SLAM算法。其中，空间场景三维数据是否准确由SLAM算法决定[2]。其应用原理是结合激光测距仪所得数据和IMU得出的姿态数据，对各类空间场景数据进行计算。（3）建设管理平台。之所以构建三维系统平台，是为了让矿山测量人员及生产管理人员以计算机网络为载体，准确查询、预览该区域中的空间位置、设备属性等，继而执行生产调度管理工作。

2.2 空间信息技术

当前，应用较为普遍的空间信息技术包括GPS技术、RS技术、GIS技术等，实效性和先进性兼具。（1）GPS技术。这一技术主要构成元素有用户、地面监控、空间，其是在卫星导航技术基础上演变而来的。相较于以往矿山测量技术，GPS技术无论是灵活性，还是精确度，都比较高，而且具备全天候特征。实际应用过程中，可直接忽略测量点通视情况，基本上无测量误差，在矿山测量工作中备受青睐，应用界面广。（2）RS技术。其能够扫描、摄影、传输、处理信息，也能够识别地表地物信息，或对其进行距离控测。该遥感技术中，除了包含信息传输和处理技术、传感器技术之外，也能够测量分析目标信息特征。在矿山测量过程中使用该技术，能够准确测绘矿山地形图，大面积监测矿山环境等，应用效果非常好。（3）GIS技术。其为地理信息系统技术的简称，在地理空间基础上，通过分析防范地理模型，给出动态性、多维度地理信息数据资料。在矿山测量工作中使用该技术，以矿区地理信息系统为载体，采集、处理、输出测量数据，逐渐形成数字化技术体系，在已知数据资料基础上完成矿山生产工作。

3、矿山数字化测量技术

3.1 矿山测量任务

矿山测量因具有一定的的特殊性和多学科交叉性，曾单独为一个专业，它的发展和进步与三个方面密切相关：一是采矿技术和矿业工程的发展及要求；二是测绘科学技术与仪器设备的发展；三是其它学科的发展与影响。矿山测量工作者担负着矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图，矿体几何，储量管理及开采监督，开采沉陷观测及开采损害防护等任务。近十多年来，资源、环境、灾害和人口问题成为人类社会发展的四个重大问题。国内外资料表明，矿山测量工作者在矿区和工矿城市环境的动态综合监测，环境评价，及矿区环境信息管理，矿区开采信息管理系统，开采沉陷区综合治理等方面做了大量的工作，起到了重要作用。

目前，以3S为主导的空间信息技术将逐渐应用于矿山测量及矿山建设与生产中，对现代化采矿工业起到优质高效服务和辅助决策的作用。现代矿山测量的主要任务可概括为：在矿山勘测、设计、开发和生产运营阶段，对矿区地面和地下空间资源（以矿产资源和土地资源为主）和环境信息进行采集、存储、处理、显示、分析、利用，为合理有效的开发资源、保护资源、保护环境、治理环境服务，为工矿区可持续发展服务。

4、结束语

充分发挥计算机技术优势，为绘图工作提供辅助，使资料以电子图表形式存在，以文字、图形、图标、图表等多种形式呈现数据资料，继而采用软件等对这些资料进行数字化处理。依据实际矿山测量情况及需要，经过软件开发，实现数据处理系统构建，确保该系统的完善性及功能的多样化，从而服务于数字化测量和数字化制图工作。矿山测量中，相关测量人员要熟练掌握数字化测量技术，了解数字化测量技术最新研究及发展动态，依据矿山测量工作需求，对其进行灵活应用，使矿山测量过程更加科学，提高其准确度，促进矿山生产工作有序开展。

参考文献：

[1]杨菲.数字化测量技术在矿山测量中的应用研究[J].科技与企业，2014，（8）：205-206.

[2]韩斐，曹德富.数字化测量技术在矿山测量中的应用[J].科技与企业，2015，（13）：163-163.

[3]陈川.数字化测量技术在矿山测量中的应用分析[J].华北国土资源，2016，（1）：80-81.

（作者单位：兖煤矿业工程有限公司1

兖矿集团鄂尔多斯市转龙湾有限公司2）