论文部分内容阅读
摘 要：现代矿山生产对测量工作的需求越来越高，影响矿业企业生产的重要因素之一就是矿山测量，矿山测量是一项不仅关系到矿山的安全生产，而且关系到科学生产、矿山开采的重要工作。进行矿山测量工作时，采用现代数字化测量技术可以使矿业企业生产的安全管理效果得到提高，给矿山企业生产指明方向，提高矿山的测量精度，使矿山测量的质量得到有效的提高。
关键词：矿山测量；数字化；应用
Abstract: The increasingly high demand for modern mine production measurements, an important factor affecting the production of mining companies is one of mine surveying, mine surveying is a not only related to mine safety in production, but also to the scientific production, mining important work. Mine survey work, the use of modern digital measurement techniques to improve the safety of mining production management effectiveness to the direction of mining production, improve the measurement accuracy of the mine, measuring the quality of the mine to be effectively improved.Keywords: Mine Surveying; digital; application
中图分类号： TD176 文献标识码：A文章编号：
1. 引言
对于生产矿井而言，矿山测量工作是非常重要的，也是不可或缺的。当前,很多矿山的测量设备效率低，误差大，精度低，严重老化,成图仍为手工绘制,仍采用传统的模拟测量仪器,而且一些矿山自行购买的测绘仪器,不完善也不配套,其弊端逐渐凸显。随着电子计算机和电子全站仪的普及,地形图的成图方法 也开始由传统的白纸法成图逐步转向数字测图。数字测图尤其是在我国的东部沿海发达地区,几乎占据了大多数的地形图测绘市场。
2.在矿山测量中先进测量仪器的应用
例如，全站仪、电子经纬仪、精密测距仪、光电测距仪等很多先进的测量仪器给矿山测量提供了先进的技术手段和工具，改变了过去矿山测量钢尺拉边、经纬仪测角度等作业方法，给矿山测量向数字化、自动化、现代化方向发展提供了有利的条件。尤其是全站仪的产生和应用是矿山测量中的一大变革，给矿山测量作业在很大程度上节省了精力和时间。目前全站仪在矿山测量中已被广泛的应用，它是集电子经纬仪和测距仪的优势为一体的先进仪器，是光电技术和电子技术相结合发展的光电测量仪器，它性能稳定，操作简便，可以使用电子手簿和计算机进行数据通讯。以现代计算机技术和全站仪为基础，可以把矿山三维数据自动采集，传输，处理的矿山测量数据处理系统建立起来，将传统的繁琐计算、手工录入、手簿记录等大量的重复性工作取代。再者，在实施矿区土地复垦、矿山地表移动检测工程等方面，全站仪也得到了广泛的应用。用全站仪替代传统的测量仪器，在矿山测量中进行日常的测量工作，不但保证了精度，减少了开发，而且加快了速度，提高了效益。
在矿山测量中陀螺经纬仪是另外一类主要的测量仪器，新一代的陀螺经纬仪可以连续、自动的对陀螺的摇动进行观测且能对外部的干扰进行补偿，由微机控制，观测精度高、时间短。
矿山测量中，空间信息技术是实现现代任务的重要保障和技术支撑。矿区资源环境信息系统就是在矿山测量中空间信息技术应用的综合性结构，以其他测量仪器和3s技术的有机结合为基础。
此外，还有其他如数字化仪、激光指向仪及其相关的测绘技术等的现代测绘仪器也都在矿山测量中得到了应用，且基于这些技术，形成了很多矿山测量专用的仪器，成为了矿山测量的现代技术和仪器。
3.在矿山测量中GPS定位技术的应用
以计算机为主体的地理信息系统GIS、全球卫星定位系统GPS、成图软件和遥感RS、电子设备在测量工程中的应用，只是为了缩短成图周期，加快测量成图速度。随着计算机成图和外业数据采集有机结合的快速发展，成图的可操作性不断增强，成图精度明显提高，自动化也大大加快。当前的硬件和软件条件使全新的数字化矿图具备了将传统成图模式代替的可行性。尤其是80年代以来，测绘定位技术产生了革命性的变革，给工程测量提供了全新的技术方法和手段。GPS全球定位系统在我国变形监测、工程测量和大地测量等测绘领域得到了广泛的实验与应用，不受气候条件和时间影响，具有费用低、效益高、精度高的优势。在矿山测量中GPS主要是建立高精度施工控制网，便于使用这些网点的坐标直接获取并达到高精度的测量数据。
4.数字化绘图技术在矿山测量中的应用
4.1基本的矿山数字测图作业方法
当前,矿山井下数字成图所使用的方法有两种:一是现场数字测图；二是原图数字化。其主要的作业过程可以平均分为三个步骤:数据采集，数据处理和输出地形图的数据。
（1）现场数字测图
这种方法也可以称作内外业一体化的数字测图，可以在井下直接使用现场数字测图的方法。精度高是使用这种方法所得到数字地图的特点,只要采取一定的措施就可以把相对于邻近控制点的重要地物精度控制在5 cm以内。但其的缺点是投入的财力、物力和人力都比较大。
（2）原图数字化
这种方法只需要配备绘图仪、数字化仪和计算机。具有因为数字化软件的支持,所以能够对数字成果在很短的时间内进行获取。具体的实现方式有两种数字化：扫描矢量化数字化和手扶跟踪数字化,其中前一种的数字化方式要比后一种的数字化方式效率高，精度高。
不过,由于受到数字化过程中和原图精度所产生的各种误差的影响,使用这种方法所得到的数字地图精度，其精度和原图相比比较差。为了通过这种方法能获取比较精确的数字地图,可以使用补测和修测等方法,对一部分地物点的精确坐标进行实测,然后再用这些点的坐标将原来的坐标代替掉,这样就可以在一定程度上使原有图的精度得到提高。此外,随着实测坐标的不断增加,地图的不断更新,还可以再提高地图的精度。
4.2数字矿图的优势
数字化矿图也称作数字矿图，具有以下优势：
（1）和地理信息系统GIS相衍接，能够给土地复垦、环境保护方案的优化、矿区运输路线的优化、矿山发展规划的优化提供准確、快速的决策依据。我们应当在矿山测量中使用“数字”说话，增强精度意识。数字化与矿图的紧密结合，会使矿产资源得到更加合理的开展，使矿山企业得到更大的发展。
（2）能够以图形文件形式把各种矿图存贮在计算机外存贮器中，能够按照需要简易的转换为数据结构，给矿山信息管理系统以及矿图数据库的建立做好作技术上的准备。
（3）能够实现一测多用的目的，对各种比例尺图纸进行派生和连续更新。
（4）不受图纸变形因素的限制，精度高且均匀、技术先进、效率高。
4.3数字化绘图技术的应用
地面建筑物和矿区的回采工作面、各种巷道、井下矿物产状及地质条件、地面的地貌、地物之间的关系均是客观存在的，但是它们随着勘探、建井、开采的进行也是在不断变化的。及时的、正确的、科学的将它们反映在各种图纸上就是测量工程技术人员的任务，这些图纸统称为矿图。矿山测量的重要任务和内容就是矿图的测绘和大比例尺的地形图。常规的成图方法产品单一，成图周期长，具有大量的绘图和室内数据处理工作，是一项体力劳动和脑力劳动相结合的艰苦工作，很难与现代矿井建设和生产的需要相适应。同时在开发矿产资源的过程中，会不可避免的造成生态环境恶化，导致土地被破壞。矿区环境和土地的破坏，在对地方经济的可持续发展产生很大负面影响的同时，也对整个矿区的经济发展造成了直接的影响。
在信息时代快速发展的今天，我们需要不断的改进和完善矿区资源环境。怎样使用先进的科学技术来进行管理和决策，决定了如何使矿区开发的最大效益得到发挥。随着时间的推移和生产的发展，井下和地面的工程、设备、设施、建筑是在不断变化着的，这是矿山的一个显著特点。过去的成图手段已经难以与现代矿山企业实施可持续发展、保护环境、协调采掘、管理贮量、安全管理、组织生产的要求相适应。矿图数字化即将矿图转化为数字信息，以上问题可以通过计算机分析、成图、管理得到解决，通过这些新的技术手段能够对井下和地面的空间关系进行及时的掌握，给矿山企业提供准确、快速的决策依据。
5.结语
随着传统测绘技术向数字化测绘技术方向的转变，矿山测量科技的发展也很迅速，取得了显著成绩；矿山测量技术在21世纪的发展方向和趋势为：测量数据传播和应用的社会化、多样化及网络化；测量数据管理的规格化、标准化及科学化；采集与处理测量数据的数字化、实时化及自动化。在矿山测量中，先进的地面测量仪器、数字化测绘技术、GIS技术、RS技术以及GPS技术等将被广泛应用并发挥重要的作用。
参考文献：
[1] 谷大勇.数字化技术在工程测量中的应用[J].硅谷,2008,(14).
[2] 李玉林,高天荣.先进技术在工程测量中的应用及任务[J].华北国土资源, 2007,(03).
[3] 何沛锋.新技术在西部矿山贯通测量中的应用研究[D].西安科技大学, 2006.
[4] 周建营,吴惠丰.数字测绘技术在工程测量中的应用[A].广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C],2010.
关键词：矿山测量；数字化；应用
Abstract: The increasingly high demand for modern mine production measurements, an important factor affecting the production of mining companies is one of mine surveying, mine surveying is a not only related to mine safety in production, but also to the scientific production, mining important work. Mine survey work, the use of modern digital measurement techniques to improve the safety of mining production management effectiveness to the direction of mining production, improve the measurement accuracy of the mine, measuring the quality of the mine to be effectively improved.Keywords: Mine Surveying; digital; application
中图分类号： TD176 文献标识码：A文章编号：
1. 引言
对于生产矿井而言，矿山测量工作是非常重要的，也是不可或缺的。当前,很多矿山的测量设备效率低，误差大，精度低，严重老化,成图仍为手工绘制,仍采用传统的模拟测量仪器,而且一些矿山自行购买的测绘仪器,不完善也不配套,其弊端逐渐凸显。随着电子计算机和电子全站仪的普及,地形图的成图方法 也开始由传统的白纸法成图逐步转向数字测图。数字测图尤其是在我国的东部沿海发达地区,几乎占据了大多数的地形图测绘市场。
2.在矿山测量中先进测量仪器的应用
例如，全站仪、电子经纬仪、精密测距仪、光电测距仪等很多先进的测量仪器给矿山测量提供了先进的技术手段和工具，改变了过去矿山测量钢尺拉边、经纬仪测角度等作业方法，给矿山测量向数字化、自动化、现代化方向发展提供了有利的条件。尤其是全站仪的产生和应用是矿山测量中的一大变革，给矿山测量作业在很大程度上节省了精力和时间。目前全站仪在矿山测量中已被广泛的应用，它是集电子经纬仪和测距仪的优势为一体的先进仪器，是光电技术和电子技术相结合发展的光电测量仪器，它性能稳定，操作简便，可以使用电子手簿和计算机进行数据通讯。以现代计算机技术和全站仪为基础，可以把矿山三维数据自动采集，传输，处理的矿山测量数据处理系统建立起来，将传统的繁琐计算、手工录入、手簿记录等大量的重复性工作取代。再者，在实施矿区土地复垦、矿山地表移动检测工程等方面，全站仪也得到了广泛的应用。用全站仪替代传统的测量仪器，在矿山测量中进行日常的测量工作，不但保证了精度，减少了开发，而且加快了速度，提高了效益。
在矿山测量中陀螺经纬仪是另外一类主要的测量仪器，新一代的陀螺经纬仪可以连续、自动的对陀螺的摇动进行观测且能对外部的干扰进行补偿，由微机控制，观测精度高、时间短。
矿山测量中，空间信息技术是实现现代任务的重要保障和技术支撑。矿区资源环境信息系统就是在矿山测量中空间信息技术应用的综合性结构，以其他测量仪器和3s技术的有机结合为基础。
此外，还有其他如数字化仪、激光指向仪及其相关的测绘技术等的现代测绘仪器也都在矿山测量中得到了应用，且基于这些技术，形成了很多矿山测量专用的仪器，成为了矿山测量的现代技术和仪器。
3.在矿山测量中GPS定位技术的应用
以计算机为主体的地理信息系统GIS、全球卫星定位系统GPS、成图软件和遥感RS、电子设备在测量工程中的应用，只是为了缩短成图周期，加快测量成图速度。随着计算机成图和外业数据采集有机结合的快速发展，成图的可操作性不断增强，成图精度明显提高，自动化也大大加快。当前的硬件和软件条件使全新的数字化矿图具备了将传统成图模式代替的可行性。尤其是80年代以来，测绘定位技术产生了革命性的变革，给工程测量提供了全新的技术方法和手段。GPS全球定位系统在我国变形监测、工程测量和大地测量等测绘领域得到了广泛的实验与应用，不受气候条件和时间影响，具有费用低、效益高、精度高的优势。在矿山测量中GPS主要是建立高精度施工控制网，便于使用这些网点的坐标直接获取并达到高精度的测量数据。
4.数字化绘图技术在矿山测量中的应用
4.1基本的矿山数字测图作业方法
当前,矿山井下数字成图所使用的方法有两种:一是现场数字测图；二是原图数字化。其主要的作业过程可以平均分为三个步骤:数据采集，数据处理和输出地形图的数据。
（1）现场数字测图
这种方法也可以称作内外业一体化的数字测图，可以在井下直接使用现场数字测图的方法。精度高是使用这种方法所得到数字地图的特点,只要采取一定的措施就可以把相对于邻近控制点的重要地物精度控制在5 cm以内。但其的缺点是投入的财力、物力和人力都比较大。
（2）原图数字化
这种方法只需要配备绘图仪、数字化仪和计算机。具有因为数字化软件的支持,所以能够对数字成果在很短的时间内进行获取。具体的实现方式有两种数字化：扫描矢量化数字化和手扶跟踪数字化,其中前一种的数字化方式要比后一种的数字化方式效率高，精度高。
不过,由于受到数字化过程中和原图精度所产生的各种误差的影响,使用这种方法所得到的数字地图精度，其精度和原图相比比较差。为了通过这种方法能获取比较精确的数字地图,可以使用补测和修测等方法,对一部分地物点的精确坐标进行实测,然后再用这些点的坐标将原来的坐标代替掉,这样就可以在一定程度上使原有图的精度得到提高。此外,随着实测坐标的不断增加,地图的不断更新,还可以再提高地图的精度。
4.2数字矿图的优势
数字化矿图也称作数字矿图，具有以下优势：
（1）和地理信息系统GIS相衍接，能够给土地复垦、环境保护方案的优化、矿区运输路线的优化、矿山发展规划的优化提供准確、快速的决策依据。我们应当在矿山测量中使用“数字”说话，增强精度意识。数字化与矿图的紧密结合，会使矿产资源得到更加合理的开展，使矿山企业得到更大的发展。
（2）能够以图形文件形式把各种矿图存贮在计算机外存贮器中，能够按照需要简易的转换为数据结构，给矿山信息管理系统以及矿图数据库的建立做好作技术上的准备。
（3）能够实现一测多用的目的，对各种比例尺图纸进行派生和连续更新。
（4）不受图纸变形因素的限制，精度高且均匀、技术先进、效率高。
4.3数字化绘图技术的应用
地面建筑物和矿区的回采工作面、各种巷道、井下矿物产状及地质条件、地面的地貌、地物之间的关系均是客观存在的，但是它们随着勘探、建井、开采的进行也是在不断变化的。及时的、正确的、科学的将它们反映在各种图纸上就是测量工程技术人员的任务，这些图纸统称为矿图。矿山测量的重要任务和内容就是矿图的测绘和大比例尺的地形图。常规的成图方法产品单一，成图周期长，具有大量的绘图和室内数据处理工作，是一项体力劳动和脑力劳动相结合的艰苦工作，很难与现代矿井建设和生产的需要相适应。同时在开发矿产资源的过程中，会不可避免的造成生态环境恶化，导致土地被破壞。矿区环境和土地的破坏，在对地方经济的可持续发展产生很大负面影响的同时，也对整个矿区的经济发展造成了直接的影响。
在信息时代快速发展的今天，我们需要不断的改进和完善矿区资源环境。怎样使用先进的科学技术来进行管理和决策，决定了如何使矿区开发的最大效益得到发挥。随着时间的推移和生产的发展，井下和地面的工程、设备、设施、建筑是在不断变化着的，这是矿山的一个显著特点。过去的成图手段已经难以与现代矿山企业实施可持续发展、保护环境、协调采掘、管理贮量、安全管理、组织生产的要求相适应。矿图数字化即将矿图转化为数字信息，以上问题可以通过计算机分析、成图、管理得到解决，通过这些新的技术手段能够对井下和地面的空间关系进行及时的掌握，给矿山企业提供准确、快速的决策依据。
5.结语
随着传统测绘技术向数字化测绘技术方向的转变，矿山测量科技的发展也很迅速，取得了显著成绩；矿山测量技术在21世纪的发展方向和趋势为：测量数据传播和应用的社会化、多样化及网络化；测量数据管理的规格化、标准化及科学化；采集与处理测量数据的数字化、实时化及自动化。在矿山测量中，先进的地面测量仪器、数字化测绘技术、GIS技术、RS技术以及GPS技术等将被广泛应用并发挥重要的作用。
参考文献：
[1] 谷大勇.数字化技术在工程测量中的应用[J].硅谷,2008,(14).
[2] 李玉林,高天荣.先进技术在工程测量中的应用及任务[J].华北国土资源, 2007,(03).
[3] 何沛锋.新技术在西部矿山贯通测量中的应用研究[D].西安科技大学, 2006.
[4] 周建营,吴惠丰.数字测绘技术在工程测量中的应用[A].广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C],2010.