测绘科技与矿山测量的新进展

　　摘要：目前人类在生态环境保护的问题上面临着巨大的挑战，如何对其实现可持续发展是我们现在要进行讨论的重要课题之一，而其中最主要的就是如何实现对矿山资源的综合开发和合理利用。自从进入21世纪后，测绘技术越来越发达，其中进步最为明显的就是天地一体化对地面的观测技术，再结合同样发展速度很快的数字影像科学技术，对矿山资源开发相关的难题提供了很多的解决技术和拯救方法。尤其最近几年，在矿山测量的相关工作中应用到更多的高新技术，并且成果也比较明显，而相关的测绘技术也给矿山开采的生产和实践带来更多的条件。本文对相关情况进行简要的说明。

　　关键词：测绘科技；矿山测量；进展

　　自从进入21世纪后，为了实现对全球或者部分区域进行高分辨率的影像数据的收集，部分国家开始对这一领域进行研究和开发，而其中大部分国家已经构建出了相关的观测体系，即天地一体化对地外侧体系。就我国而言，目前已经开始着手于构建卫星群的相关工作，它属于天基综合信息体系，主要由气象卫星、通讯卫星、高光谱遥感及雷达卫星群等部分组成，他们的特点是均能够实现持续的运转。通过建立这个体系，完成航空对地面观测及卫星导航定位等多项工作。根据矿山的特点，再结合这个体系，对矿山测量的研究指出了新的发展方向。

　　一、在矿山相关工作中3S的应用和研究

　　（一）GPS的相关应用

　　不可否认，如果在矿山能够建立起GPS的工程坐标系统，利用其具有的高程测量功能，会提供更多的便利和优越性。相关研究表示，我们能够通过GPS这一工程坐标系统，收集一组相关的联结点，并且将WGS-84的坐标系进行相关的运算，而参照物可以选择成北京或者西安，接着在两者间进行参数的转换。

　　GPS RTK通常被用于矿区地表已经沉陷的点、线、面等地方，进行三维空间的监测活动，甚至能够建立相应的高程变化模型，而建立的地点通常选在动态变形区。在这方面有一定研究的学者提出，可以利用或者参考统计学中的假设检验法，以此来完成数据的空间分析，或者空间的内插工作。除此之外，通常在露天的矿边坡进行相关的移动监测，或者对其稳定性进行评价和分析中，也会用到GPS的有关技术。而RBN/DGPS的定位技术在我国也已经有了成功的范例。它已经被运用到建立海上油井生产平台的相关环节，如相关的安装配置工作、对油管或者水管进行线路的定位和敷设等。

　　（二）遥感技术和数字摄影测量的相关应用

　　如果对矿区的土地覆盖变化进行严格的控制和监测，可以得到一定的土地利用率。如果在整个检测过程中，使用一定的图像处理软件和系统，可以使测量精度达到我们的工作要求。通常情况下，我们会选择多时相的Landsat TM或者ETM等处理遥感图像数据的工具，往往在经过它们的几何纠正后，监测空间的分辨率会达到0.5个象元。

　　二、有关矿山地下测量的科学技术

　　对地下工程围岩变形的相关系统来说，它属于非接触式监测和分析系统的范畴。这种系统通常来说主要由三部分构成，分别是计算机、计算机包括的数据处理软件及电子测速仪等，其中电子测速仪为两台。计算机中包含的数据处理软件的功能主要分为五点，分别是：

　　1.作为一种接口模块，将其他的电子测速仪与自身的电子测速仪之间的数据进行互相传递和交换；

　　2.作为一种平差模块，对围岩变数的相关数据进行计算；

　　3.作为储存和检索模块，完成相关数据的存储和查阅功能；

　　4.作为分析数据模块，通过对相关数据进行分析，以此来对围岩的稳定性进行判断；

　　5.作为图形或者文本的输出模块，此时系统拥有精度为±1mm的点位测量。

　　另外还有其他科学技术能够完成矿山的地下测量工作，主要通过红外热探测仪和测量机器人进行工作。若使用已经改进的红外探测仪，即ST2L，那么它可以在煤矿井下，完成对地质性质的监测和探测，主要包括地质的褶曲、断裂、断层、煤自燃区等方面，它拥有0.084摄氏度的温度分辨率。而若使用的是测量机器人，则会开启对应的自动监控功能。因为它由三部分组成，分别是计算机硬软件、通讯和具有高精度的电子全站仪。而其结合GeoBasic的编程语言，使边坡监控系统的使用范围也越来越广。

　　三、矿产资源相关信息的评价和分析

　　将GIS包含的矿产资源评价作为参考的基础，对地质、地球化学和物理、遥感等与矿山地学相关的空间数据进行科学性的分析，同时采用一定的空间数据挖掘方法，在特定的方面发挥出一定的优越性，主要包括对矿产资源的可采性及预测和优化勘探目标等方面。

　　裂隙储油层具有独特的孔隙结构，通过这种结构可以对其造成的影响有一定的了解，而其具有的渗透性状这个特点，则可以为我们计算油气储量完成相关的参数依照。在对矿场资源信息进行分析和评价时，对应的石油物理参数是其最重要的一项评价任务。再对油气层的孔隙结构进行分析和计算时，应该由宏观和微观两个方面同时进行，根据多种计算方法，对钻孔记录数据、岩芯数据等进行综合性的分析。

　　GIS中包含的规则格网法结合TIN法能够有效地对地表形态及比较规整的煤层进行描绘，但是考虑到大多数的矿体结构都是比较复杂的，所以两种方法并不适用于这些地方。相关研究的学者表示，针对这些复杂的矿体结构，可以将呈发散状态的三位米粒模型应用其中，而三位米粒模型中包含有连续分层的模拟方法，可以对矿体的结构进行描述，并且将其显示出来，而若是能够借助VC++6.1或者其他技术，则可以实现对矿体结构的开发。

　　四、矿区土地复垦与矿业城市的发展战略

　　因为铁矿的开采模式不同于煤矿的开采方式，所以这两种矿产的土地复垦模式也会出现较大的差别。而在我国的华北一铁矿区，铁矿中的大型矿产的复垦模式和中小型矿产的复垦模式也呈现出不同的方法。对大型铁矿进行复垦的方法主要为在尾矿坝上直接进行无覆土种植和在矸石山上进行造林活动。而针对小型铁矿而言，可以使用尾矿渣对土壤的质量加以改善，还可以直接在矿渣地进行复垦工作。

　　GIS中的数据结构编码，是将线性四叉树和八叉树进行结合后得到的一种新的编码方法。如果能合理使用GIS中这种编码方式，利用多层DTM模型，可以使复垦土壤特性相关的空间变化规律得到科学性的描述，而若要说明土壤特性的时空演化，可以选择修正后的基态来模拟。

　　对资源已经呈现出衰竭态势的城市要紧抓住它的特点，并对其制定出相应的发展战略。虽然对矿山测量的工作人员不是这种问题的主力研究人员，但是却可以发挥出一定的辅助作用，帮助相关研究人员判断一定的决策方向和决策能力，比如在对矿业城镇提供相应的空间数据时，或者对这些数据进行描绘时，还包括对修复生态环境的决策和规划中，都可以体现出矿山测量科技人员的重要性。

　　结束语

　　随着我们测绘技术的快速发展，对矿山测量时能够选择的方法也随之增多。利用GPS、陀螺仪、全站仪及电子求积仪等一系列比较高新的测绘仪器，不仅可以得到以数字化为主的测量数据，还能与处理数据和相关绘制的软件结合，从而得到以数字化为主的测绘成果。矿山测量对于建立矿山系统来说，是完成数字化的必要条件，也是其基本组成部分。这样一来，矿山测量不单单是对地面的测量和制图，而是通过一定的硬件系统和软件系统使矿山的相关信息完成自动化的处理。

　　参考文献：

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　　[2]高伟.浅析矿产测量技术的发展和提高[J].新疆有色金属.2012（05）

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　　[5]宁津生，王正涛.2012-2013年测绘学科发展综合报告[J].测绘科学.2014（02）

　　魏朝庭

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