矿山测绘中数字化测量信息技术的应用研究

曲国宝

（内蒙古平庄煤业（集团）有限责任公司矿产资源管理部，内蒙古 赤峰 024076）

借助计算机技术的发展，矿井实现了数字化测量技术，并为矿山企业了解其资源储量和制定开采计划提供良好的基础。测量信息技术也能应用在信息数据库，实现资源的开发。由于原始的矿山测绘领域的技术系统还不完善，用手动操作完成测绘工作。 这种方法与矿企不断增长的需求相矛盾。在这样背景下，矿山测绘机构应采用先进的测绘信息技术。不断完善测量技术，提高采矿业的建设水平，提高煤炭开发的效率。

1 数字化测量信息技术简析

它是基于计算机信息技术，在工程测量工作中，应用使全站仪，GIS，GPS等先进测量技术，有效地实现了测量和制图的自动化。使测绘工作采集和处理数据效率得到了极大的提高。因此，数字测量信息技术的应用使传统的测绘方法向现代化转型，加速了测绘行业的发展进程。与传统的制图技术相比，数字化提供的地形和制图信息量更加丰富，能更直观地表示被测要素的真实状态，并更加准确地表达地质地形和测量数据。为工程应用提供重要参考价值。传统测量技术本身主要用于矿产资源开采活动，为矿山建设和采掘接替提供良好的测绘服务。由于在煤炭工业的快速崛起，使得矿企正在逐步向转型发展。同时信息时代的到来，各种信息技术已的应用为各个领域的发展提供了技术支持，促进了煤炭工业的现代化，特别是现代化自动化测绘业的发展。让测绘工程项目更加完善。当在测绘行业发展过程中，一些专业的测绘机构已开始能够灵活使用先进的信息技术来创建多功能地理信息网站，所有相关用户都可以共享到煤炭资源信息，为矿山开采参考。在矿企的测绘勘探过程中，数字测绘技术已和GPS，计算机和全站仪等专业设备联合使用成为现实。这些技术和设备的应用具备自动收集有关矿山信息，辅助设计软件并且能实现数据集成和交换的功能，有效地自动制作地图。因此，数字量测信息技术的应用实现了从手动量测与制图到数字化测量的转变。

2 数字化测量信息技术

2.1 GPS测量技术

被用于许多公共服务领域。广泛应用于电子地图和数字定位等程序。不仅如此，它还适用于矿山制图和测绘行业。得益于精确的卫星定位系统的开发，能在任何天气条件下测量矿区的地形完成扫描。它具有在诸多领域进行合理的分析和数据汇总的功能。对于矿山开采过程中的相关测量部门，通过建立矿场控制网并测量区域的塌陷情况。对建筑物的地理因素的变化，进行实时监视。 GPS技术主要与以原子钟为核心技术的卫星系统共同作用，并根据地形进行数据计算。通过将GPS技术应用于矿山开采领域，提高矿山开采的准确性，提高矿山开采领域的测量管理水平。

2.2 GIS技术应用

这种技术曾经被称为第三代地理语言。得益于其强大的中央计算功能，它能处理详细的信息资源数据，并将地理位置信息和应用方案同时进行存储。通过汇总信息以及数字信息技术的测量，可以直观地全面反映地理信息数据和情况。目前，它已经在矿山开采领域得到了广泛的使用。关于中心位置和地理信息标准的LBS，数字点的定位无法满足于大多数矿物开采的需求。因此，需要更高级的GIS技术更新，以满足采矿现场的要求。通过了解GIS 的理论技术，可以说明其在矿山测绘领域中的重要应用价值。它能够完成空间信息字的存储，利用高效的软件操作流程提高工程测绘效率。

2.3 全站仪测量技术

它是一种电子系统的精密仪器，将光学原理与电子技术相结合，以补充地理信息以及数据处理和应用。全站仪也是大型电子测距设备。计算水平角，垂直角等信息，通过经纬度光学结构象限变换处理信息，然后通过自动和半自动系统传输数据。对于矿山大型隧道的建设具有很高的安全准确优势。在施工过程中全站仪可以移动操作的非常方便。其数据指令的相互转换能有效改善采矿程序的效果，明显提高技术关联的标准和矿山勘查数据的配合程度。有的新功能已添加到持续的技术开发中。通过全站仪，可以精确定位矿山位置的三维坐标和方位角数据。最重要的是，它在偏心测量中发挥了巨大的优势作用[1]。

2.4 CGIS技术

它的原理和特点是用于矿山测绘的数字化系统。是一个全面的设计和管理软件，专门用于处理矿山的勘测和测绘数据。该系统包括三维模型，数据库系统和数据库处理系统。

CGIS模块是一组主要基于矿山的地理特征（主要是与矿山地理相关的空间特征和属性）开发的通用空间数据模型。该数据库系统包括测量和制图系统、地质管理和储量管理四个系统。其结构和特定功能如图1所示。

图1 数据库结构图

CGIS系统通过井下水平控制测量快速生成且高精度，同时能统一坐标系统。由于地下环境有限，通常沿车道铺设电缆进行测量。通过测量，可以测量每个电缆点的平面坐标路径的角度，其长度和方位角。CGIS系统能自动完成对所有数据的分析，进行计算和校正，根据这些数据创建空间方向的示意图，数据模型每个路径工作面进行的勘测和映射。还可以生成数据报告作为校准位置的参考。CGIS系统使用高程链接测量确定各个点的高程，建立统一的水准网络系统。 通过计算并分析测绘收集的每个点的高度，自动生成井下示意图，该示意图可用于确定隧道和地下站点的垂直位置。总之，CGIS系统可以自动分析各种的数据，比如原理图或数据报告等[2]。

3 矿山测绘中数字化测量信息技术的具体应用

3.1 数字化测量绘图技术

进行矿山地质勘探的关键是绘制投影图。选择使用传统的测量方法，测量工作量大，整体测量精度低。在测量过程中，由于需要记录各种数据信息，因此需要较长的操作时间，这与当前的快速发展的现代需要存在矛盾。所以选择使用数字测量技术能够地提高测量智能水平。在特定过程中，可用的主要技术是使用3D成像技术。它可以整体控制矿山表面地形区域。测量过程中，都需要加强对测量结果的测量。使用三维镜像技术，网络技术和多媒体技术结合使数据处理得以虚拟实体化。从多角度让测量对象可创建3D虚拟现实情景，该效果可以直观地呈现给技术人员，有助于管理技术人员全面理解地质地貌，这对矿企业而言非常重要。可能更科学的制定采矿计划。

3.2 矿山开采场地控制测量的应用

针对矿山的一般场地测量。测量的主要内容有：规划区域和相关的已建设施等。在具体的测量过程中，相关技术人员使用全站仪和计算机的结合，在获取到测量数据后，根据对获得的测量数据中包含的信息进行属性分析，测量应用软件相配合。使用相对大量的Southern CASS和其他类似的计算机程序进行地图的绘制。特定地点的的测量工作，应采取特定的措施来全面提高测量数据的准确性[3]。

3.3 场地控制测量的应用

矿山条件相对复杂，尤其我国北方。许多矿企进入了深部开采阶段。整体的地质结构相当复杂，地形也不平坦。这种矿山大多数位于山区，控制开采场地的测量工作比较困难。在这种情况下，选择使用GPS系统来可以更好地解决问题。勘测过程中，在勘测区域中布置测量点，可以选择GPS系统精确控制测量点的高程，全面提高测量的精度。同样，可以把最后一个GPS测量点当基点，并逐渐覆盖开采场地内的所有测量点。

3.4 地下矿山测量中的应用

地下勘测是矿山测量的重点，对全面提高地下地形水平至关重要。 选择使用防爆数字全站仪进行测量。将精度设为30＂，水平设置为15＂，用闭合导线法来完井下测量工作。同时对地下地质结构进行了必要的控制措施，并根据井下际情况制定了科学的控制方案。草图绘制过程中，通过获取草图可促进井下测量的高质量完成，提高结果的科学性[4]。

3.5 调查数据和结果收集

在对地形进行一系列测量和绘制地图之后，应收集和汇编信息和图纸。数据信息可以反应标准测量，并绘制图形。如果有丰富的调查经验，就能清楚地验证其重要性的作用。在其特定空间设计中，进行标准的数字化测量，并可以通过分析不同的条件制定科学的测量计划。在数字地形和制图过程中，要执行标准化，完善从地下测量中获得数据。要以图像，报告和数据的形式编写地形报告和制图。通过先进信息测绘技术的计算测量的结果，把全面的数字集成和综合的信息汇总，为矿企制定了重要而安全的施工计划[5]。

3.6 CGIS在矿山地质测绘中应用

3.6.1 数据的存储和处置

矿山的地形图生成的测量数据是矿产资源开采的重要依据，应妥善管理和存储，可以实现可视化。 CGIS系统通过创建防止数据丢失的数据库，对勘测和制图收集的信息进行管理和存储。它的数据库模块包括诸如数据输入、处理、报告和查询等功能。可以通过计算机网络交换数据库数据，实现随时随地查看和搜索。

3.6.2 图形创建和存储

CGIS集成了强大的图形创建软件，该软件使用测量出来的的地形数据自动创建隧道或工作面的平、剖面图。把空间数据参数输入到整个路径而获得的测量系统中。可以随时通过CGIS软件查看和调用图表，或是查看和使用相关测量数据报告。这方法非常直观有效[6]。

4 结语

与传统测量制图技术相比，使用数字化测量技术进行内部计算和绘图具有更强的空间分析和处理能力。 它不仅可以通过计算机模拟，还原复杂的地下地理空间样貌，还可以以创建非常直观的立体图形，将复杂的图形元素转换为可以直接共享和存储数据。 综上所述，数字测绘技术的应用可以有效提高矿企的测绘效率，提高测绘的精度，为矿产资源开采提供更好的保障。