关于数字矿山背景下矿山测量发展的思考

姜涛

(莱钢集团鲁南矿业有限公司,山东临沂 276400)

关于数字矿山背景下矿山测量发展的思考

姜涛

(莱钢集团鲁南矿业有限公司,山东临沂 276400)

数字矿山是一个系统的工程,最终要建立矿山从勘探、设计、采矿、充填、选矿、运输等全流程的数据仓库,作为数据采集的矿山测量专业更是首先需要实现数字化。本文综合分析了数字矿山及其特征的基础上,归纳了数字矿山测量的发展趋势。

数字矿山 矿山测量 数字化 发展

近年来，随着数字化技术的普及，现代高新技术科技为矿山企业带来了前所未有的发展机遇。传统矿业正迈向一个信息化、自动化、智能化的发展领域，使得采矿业在采矿工艺、生产管理、组织结构、工程决策、防灾减灾、灾害处理、环境整治等方面发生了深刻的变革[1]。作为给采矿业提供空间定位技术支撑的矿山测量首当其冲的迎来了新的变革。

1 数字矿山的特点

“数字矿山”(简写为DM)是一个科学、总体的概念，也是一种动态持续的过程。它是采用数据库技术、现代信息技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术，在矿山企业生产活动的范围内，对矿山设计、生产与管理的各个环节，实现数字化、网络化、可视化、集成化和科学化管理，从而将企业的安全生产与经营管理，及时准确的提供给各级管理者，使之掌握动态业务中的实时数据，做出有利于生产要素组合优化的决策，从而使企业资源合理配置，以求得最大的经济效益。

DM集GIS、CAD、MIS和三维可视化于一体，功能覆盖矿山地质、测量和采矿管理三大专业领域。专业应用系统在矿山应用服务平台的支持下，实现矿井安全安全生产管理、实时监控、设备管理、矿图管理以及地质储量计算、突发事件处理辅助决策、三维矿井虚拟等子系统[2]。

DM具有以下五大特征[3]：(1)应具备完善的企业数据传输网络。

(2)具备完整的矿业信息数据库及矿业应用模型，数字矿山的核心就是数据仓库。数据仓库、矿业应用模型等核心系统能够管理着矿山地物的几何信息、拓扑信息和属性信息，管理着设计、矿山工程、生产、决策服务等重要环节，如储量计算、矿山开采沉陷设计、污风流向等。(3)以测量(包括数字摄影测量、GPS、大地测量及井下常规测量)、遥感技术为综合手段来建立精确、全面的矿山综合信息数据采集与更新系统。(4)以采矿CAD、科学计算、仿真、可视化、虚拟现实、办公自动化等多技术高度集成。它不仅能够对矿山井上下的地质、地层分布情况进行准确的模拟分析，还可以通过具体事例提高员工的安全意识和工作效率。(5)建立完善的矿山GIS系统，MGIS作为现代矿山信息化办公与决策的公共平台，在矿山业务的全过程中起着决定性作用。面向21世纪DM的MGIS系统应该是一个能为采矿业提供矿山信息组织管理、采矿模拟、空间分析与可视决策支持的真三维GIS系统。

2 数字矿山对矿山测量的挑战

建立数字矿山对矿山测量来说是很大的挑战和机遇，应具有前瞻性、时代性、紧迫性，是测量学科和企业发展的体现：(1)已经突破了在传统测绘工程领域技术，将三维空间问题转化成常规二维空间问题来进行处理的思维方式。(2)现代化数字矿山的生产管理对相关专业技术人员的专业素养要求越来越高，从数据采集到处理信息化技术的掌握和运用上有了更高的要求，告别了必须以纸质形式进行办公和管理的模式。(3)计算机及网络技术的的普及，使矿山测绘与生产管理领域的应用已经达到平台化阶段。(4)测绘仪器的现代化也使矿山测量的数据收集和处理更注重数字化。

3 矿山测量专业发展的趋势

在数字矿山的背景下，矿山测量可以从学科、应用方面进行全新的发展，知识经济时代矿山测量必须充分利用现代高新科技，不断拓宽生存空间和应用领域，服务区域可持续发展[4]。郭达志教授提出“矿山空间信息工程”作为新形势下矿山测绘研究的发展方向，数字矿区的建立无疑可为矿山测量学科的发展提供平台，使其在更高层次上展现出矿山测量学科所具有的优势。

3.1 现代高新科技在矿山测量中的应用

结合数字矿区建立的要求，特别是突出现代高分辨率卫星遥感、计算机网络、空间数据仓库等技术，这些现代高新科技通过多种渠道应用到矿山测量中来，实现学科发展，也为数字矿区的建立奠定基础。

3.2 多个相关专业部门的有机结合

在现行运营模式下，矿山测量的主要服务对象是矿山，且城市、区域的多源信息由不同部门管理，缺乏共享与互用，而数字矿区的建立要求矿山测量信息与区域其他有用信息有机结合，因此，建立完善的信息共享、更新及应用体系，是组建数字矿区的基础。

3.3 拓宽生存空间与应用领域

传统的矿山测量局限于服务矿山，是矿山生产的一项附属工作，发展前景局限，极大地影响了专业的进步，数字矿区的建立，使矿山测量的生存空间得到极大地拓宽，从单纯面向矿山的应用拓宽到服务区域可持续发展上以及矿山测量信息共享与多领域应用。

3.4 矿山测量的自动化

数字矿区的建立要求矿山测量实现集成化、智能化、自动化、数字化，与飞速发展的现代测绘科技和空间技术相比，矿山测量的自动化程度明显滞后，在建立数字矿区的工程中，可以实现矿山测量信息的自动获取、自动处理、可视化多媒体表达、智能分析与应用，最终实现矿山测量工作的全面信息化。

4 结语

数字化时代已经到来，并还将进一步发展，数字矿山是新一代矿山企业的必经之路，只有对传统的采矿业在采矿工艺、生产管理、组织结构、工程决策等方面进行调整，才会真正实现数字化，尤其是提供空间定位平台的矿山测量专业更应率先完成转变，从而为数字矿山的建设和推广打下数据基础。

[1]吴立新.数字地球、数字中国与数字矿区[J].矿山测量,2000(1):6-9.

[2]王李管,曾庆田,贾明涛.数字矿山整体实施方案及其关键技术[J].采矿技术,2006(3).

[3]吴立新,等.三维地学模拟与虚拟矿山系统[J].测绘学报,2001,3(1).

[4]杜培军.对知识经济时代矿山测量发展的几点认识[J].地矿测绘,2000(2).

姜涛(1986-),男,2008年毕业于山东科技大学测绘工程专业，助理工程师,从事井下矿山测量管理工作。