关于数字化测量技术在矿山测量中的实践探讨

张雪松

（山西地宝能源有限公司，山西 太原 030045）

数字化测量技术是一种主流技术，有助于提高矿产测量的水平，目前应用于矿山的安全生产、高效生产中，取得了显著的技术应用成果。在数字化测量技术的应用下，人工操作的劳动强度有所降低，矿山测量更加的精准、高效，在数字化测量技术的应用中，矿山测量活动获取了新技术的支持，提高了矿山测量的信息化数字化水平，推动了我国矿山测量活动的顺利实施。

1 数字化测量技术系统

传统的测量方式主要是以常规的地面定位技术为主，按照光学仪器和钢尺测量的模式进行测量，所获取的结果准确性、全面性不足，而且容易受到外界环境条件的影响，发生数据结果的波动，其中需要投入大量的人力资源、物力资源。随着数字化时代的到来，现代矿山作业对测量工作提出了更高的要求，要向着智能化、精准化的方向，提高矿山测量的技术水平，已经成为了矿山测量工作必然的转型趋势。利用数字化测量技术，建立起综合型的测量技术体系，可以对数据信息进行准确的收集，掌握矿山的各种地质信息情况，构建起矿山数字化测量系统。其中涵盖信息采集系统、调度系统、功能系统、包装系统、核心系统，构建起数字矿山系统，进行矿山生产和运营活动，取得了理想的技术应用成果，数字化测图的运行示意图见图1。

图1 数字化测图的运行示意图

1.1 信息采集系统

信息采集系统指的是将矿山开采过程中产生的数据信息搜集、整理、存储起来，其中涵盖了矿山测量系统、勘察系统、传输和记录数据信息的系统。不同的子系统之间形成了相互协调的关系，共同进行对信息资料的数据化、数字化管理。

1.2 调度系统

调度系统指的是对数据访问进行控制，通过拓展建设和维护，以及传输功能、绘图功能的应用，实现对相关数据信息的访问控制，保证生产调度和开放端口之间的协调性。

1.3 功能系统

在数字矿山系统中，功能系统是重要的构成部分，功能系统负责专业的虚拟和分析研究功能，确保数字化测量技术应用可以发挥出有效的功能，为数字矿山系统的运行提供支持和保障，促使数字化测量活动的精准运行。

1.4 包装系统

在矿山测量中利用数字化测量技术，其中要涵盖包装系统这一关键的程序，包装系统为数字化矿山系统，提供模型工具，在不同的地理环境下，可以筛选矿山数据资料和有关的信息资源。

1.5 核心系统

核心系统是统一化管理各种模具和信息资料数据的系统，在数字化测量矿山的系统中可以形成规范化、统一化的管理功能。在核心系统中，管理者可以从中获取支持，制定科学、正确的决策，以此作为理论依据进行决策的分析和实施[1]。

2 数字化测量技术的应用优势

数字化测量技术在矿山测量中的运用具有显著的优势，利用数字化测量技术，可以在计算机模拟仿真技术的支持下，反映出矿山的地形地貌，在计算机中显示地籍要素等有关的信息，从而进行对矿山开采工作的指导和规划，直接使用测量结果进行矿山开采活动，大大提高了矿山开采、建设的效率。在数字化测量技术的应用中，测量效率大大提高，短时间内就可以获取准确的测量结果，动态监测矿山生产过程中各项内容指标的变化，出图速度快，为矿山生产提供支持，助力了矿山安全生产、高效生产目标的实现。

在矿山测量中利用数字化测量技术，还可以结合生产需求提取其中的各种测量成果要素，为制定生产决策、加强预警管理创建条件，获取图纸和数据资料，扩大对数字化测量成果的使用范围。数字化测量的精度水平高，范围广泛，其中涵盖了三维可视技术、数字化地形图测绘技术，矿山测量的工作量有所减少，获取的测量结果更加的精准，提高了整体的测量效率[2]。

3 数字化测量技术在矿山测量中的具体应用

3.1 三维可视化技术

在矿山测量中利用数字化测量技术展开有关的测量活动，其中三维可视化技术是一项关键的技术内容，三维可视化技术可以对矿山模型进行形象、立体的描述。作为一种先进的技术手段，三维可视化技术能够对矿体的地表形态、矿体空间信息、位置关系进行全面的解读，实现对数据的分析，精准、形象地对数据之间的关系进行解析。在三维可视化技术的应用过程中，利用到了三维动画软件，例如3D max 动画软件，具有先进的建模功能和运动匹配功能，制作三维可视化模型的品质高，速度快，用于矿山测量，是一种具有不可替代性的数字化技术手段。

借助先进软件的建模功能、运动功能、布料功能等动态应用，先进行数据模型的创建，根据实际的比例，确保点、线、面布线的合理性，将矿山矿井的实际情况表现在三维图中，展示机械设备的三维图像，将事物的本质特征、属性展示在三维图中。与周边的环境相匹配，形成现实感，使用软件为不同场景配置画面渲染，结合摄影技术，将时间、空间有机结合起来，展示立体的矿石情况，动态播放矿山情况，数字测图系统见图2[3]。

图2 数字测图系统框图

3.2 数字化资料处理技术

应用数字化资料的处理技术在矿山测量系统中是关键环节，也是一项重要的工作，矿山测量工作涵盖了对数据的全过程管理程序，包括数据采集、数据存储、数据处理、数据应用，数据的类型多样，包含数字形式、图形以及表格等不同的数据类型。在资料的数据化处理过程中，利用计算机技术，以及相关的软件，对数据信息进行提取、分析、整合和运用，例如计算机辅助绘图功能、电子图表化功能、Auto CAD软件、VB软件。

在对资料进行数字化处理时，利用此类先进的技术手段和科技软件，可以实时地处理数据、分析数据，将有价值的信息提取出来，应用到生产中。在该过程中，各种数据库之间可以实现间接的连接和数据共享，例如微软设计的资料数字化应用技术，可以显化其他程序内置对象，使各个不同的程序间的联系得到协调处理和控制。各对象的性质被改变，在程序间实现跨越式的调节和共享，例如利用计算机软件二次开发的功能，可以将程序编辑的繁琐步骤略过，对开发对象进行绘图，快速地获取矿山测绘的数字化视图结果[4]。

3.3 数字化绘图技术

数字化绘图技术是矿山测绘工作中的关键技术应用，因为矿区开采区存在着一定的井下地质条件、地表特征等客观要素，此类要素处于动态变化下，随着开采活动的逐步推进，将会形成新的变化。例如在经过开采之后，矿质发生了变化，采层厚度等有关的参数信息出现了改变，因此测绘人员需要针对此类新的变化进行测量，客观、科学地将变化体现在图纸上。在数字化绘图技术的应用下进行图纸的绘制，按照传统的绘图模式，常常要求工作人员投入大量的脑力和体力，劳动效率低，损耗大，对矿业的高效、安全生产产生了一定的制约。

借助数字化绘图技术，可以有效地改进此类问题，对数据处理情况进行实时更新，在大比例实时测绘中，为矿区环境保护、生产安全提供技术支持。在数字化绘图技术的应用过程中，利用计算机的功能，对地上地下的情况加强实时掌握，可以不受图纸尺寸的影响，更高效地进行图纸的修改、存储，与数据库当中的信息进行跟进对比。借助GIS 数据系统的功能，对矿山的开发规划和运输路线进行优化，提高测量的精度效果，在环境保护方面，发挥出有效的功能，提高矿产资源的开发合理性和有效性。

3.4 RTC数字技术

RTC数字技术的应用过程中，需要选定参考站，对比流动站测量的结果，该技术应用中，参考站和流动站的接收机参数应保持一致。经过严格的检验，对数据信息进行统一的规划和处理，在前期的测量环节，使用RTC 运动测量仪，可以将接收机和中线的距离直接显示出来，对中折线的位置进行确认。矿山测量中部分地形的复杂程度较高，利用RTC数字技术可以获取精确的测量结果，对点变动进行控制时，原有的控制网格需要和新坐标参数转换之间保持一致性。RTC数字技术的应用对工作人员具有较高的要求，操作人员需要具备较强的专业知识和较高的操作水准，确保矿山测量的精度和理想的效率[5]。

3.5 矿山开采环境综合评价治理技术

在数字化测量技术的应用中，建立起矿山开采环境四维动态信息系统，针对矿山开采环境进行综合评价与治理，涵盖了传统的开采沉陷预测工作和评估安全开采方案的内容，除此之外，还需要针对矿区土地管理、区域规划、动态环境评价等进行进一步的延伸。利用GIS 技术手段，建立起数据模型，获取四维数据信息，建立起矿山地理信息系统，模拟各类地质采矿条件下的开采陈列情况。通过四维动态模拟，实现综合治理的目标，为矿山开采沉陷的治理活动提供依据和支持。在建筑物保护、煤柱设计、开采方案制定、治理滑坡等方面，利用矿山开采环境思维动态信息系统，对矿区的生产管理加强模拟，实现动态化的管控，对矿区土地资源进行管理，包括地面覆盖物、塌陷区生态复垦、地下管道工程等资源进行自动化的管理，提高矿区开采环境的评价和综合治理效果。

结合GPS技术、GIS技术，建立起矿山开采环境监测系统，GPS技术是新一代卫星导航和定位系统，利用该技术，对矿山开采环境进行分析研究，主要是利用GPS 定位技术，对地面动态坐标的数据信息进行采集。结合GIS 的数据管理功能和空间分析功能，获取有关的信息数据，建立起环境监测的模型，完善实时监测系统的功能。对地面动态坐标、数据信息进行采集，加强数据管理、数据空间分析，获取有价值的数据结果，监测矿山开采环境的动态变化，完成矿山生产建设中的基础测量工作任务[6]。

4 结论

综上所述，数字化测量技术是一种高新科技下的产物，作为先进的矿山测量技术，可以确保矿山测量的相关数据科学性、准确性，保证测量结果可靠，投入到生产中，利用数字化测量技术，保证了矿山开采活动的安全性，提高了矿山测量工作的效率。在数字化时代，利用数字化测量技术提高矿山测量工作的质量，仍旧还有进一步发展的空间，面临着广阔的发展前景，在矿山测量活动中，要将数字化测量技术的优势充分的利用起来，为矿山测量提供技术支持和保障，助力我国矿山建设事业的稳健发展。