原紹波，陳其明

（1. 山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司靈山礦區(qū)，山東 招遠 265400 ；2. 福建省政和縣源鑫礦業(yè)有限公司，福建 南平 353600）

在礦山開采中，礦山測量工作是較為重要的工作環(huán)節(jié)，是由專業(yè)的測量人員使用相關設備和自身專業(yè)知識、經(jīng)驗，對礦山山體結構、地質(zhì)進行勘察、測量的過程，并對測量數(shù)據(jù)進一步的研究和處理，從而保障礦山開發(fā)工作的順利進行。而礦山測量水平的高低會對礦山開發(fā)質(zhì)量產(chǎn)生一定程度上的影響。隨著科技的發(fā)展，測繪技術也在不斷優(yōu)化和改進，現(xiàn)階段，3S 技術等測繪新技術與先進測量設備相結合，能有效提高礦山測量中效率和質(zhì)量。測繪新技術在礦山測量的應用過程中，應根據(jù)不同礦區(qū)的不同需求和技術優(yōu)勢合理選擇應用，達到提高礦山測量的質(zhì)量和效率的目的[1]。

1 礦山測量工作的主要內(nèi)容

1.1 礦山工程方案設計與放樣

以礦山測量數(shù)據(jù)為基礎，設計好礦山工程施工方案后，礦山測量人員應根據(jù)方案進行管線和機電設備的安置工作，以及礦山工程建設的挖掘與土建環(huán)節(jié)的測量工作。并根據(jù)礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中的基建施工與金屬礦產(chǎn)資源生產(chǎn)現(xiàn)狀，對施工、生產(chǎn)過程依照方案與測量數(shù)據(jù)進行監(jiān)督，也要積極參與到礦山開發(fā)中礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用管理工作中去，做好礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用關節(jié)的監(jiān)督工作，對礦山生產(chǎn)、開發(fā)過程進行指導性的監(jiān)督與核查。從而保障礦山開發(fā)的綜合質(zhì)量和效率。

1.2 建設礦區(qū)內(nèi)部測量控制網(wǎng)絡

礦山工程施工中，礦山測量是首要環(huán)節(jié)，測量結果數(shù)據(jù)也將應用在礦山開發(fā)方案設計、礦山勘探、礦山開發(fā)以及礦山周圍環(huán)節(jié)的綜合治理等工作環(huán)節(jié)中。根據(jù)測繪數(shù)據(jù)在礦區(qū)內(nèi)部建立基準網(wǎng)點，然后根據(jù)網(wǎng)點反饋數(shù)據(jù)建立礦區(qū)內(nèi)部的全面勘測控制網(wǎng)絡，并與國家級的控制網(wǎng)絡進行連接與數(shù)據(jù)共享，通過國家級網(wǎng)點與礦區(qū)網(wǎng)點的對比，明確網(wǎng)點數(shù)據(jù)并對礦區(qū)內(nèi)部的施工進度全面監(jiān)控。另外，礦山測量數(shù)據(jù)也是礦區(qū)設計部門進行方案設計時的基礎資料，精確的測量數(shù)據(jù)有利于設計部門對礦區(qū)情況的掌握，從而提高設計方案的科學性。

1.3 設置地表檢測點

礦山測量數(shù)據(jù)應用貫穿礦山工程開發(fā)的整個環(huán)節(jié)，因此，在礦山工程建設、開發(fā)中為保障礦山開發(fā)質(zhì)量， 加強礦山測量數(shù)據(jù)的準確性和有效性尤為重要。在進行礦山測量的過程中，礦山測量人員首先要在礦山區(qū)域地表合理位置設置長期監(jiān)測點，通過對巖土層結構變化的檢測與研究，為金屬礦的勘探工作提供有效數(shù)據(jù)，從而提高設計與勘探工作的可行性。設置地表檢測點的測量目的是為了檢測因地表下結構的變動出現(xiàn)地表沉陷的問題，并根據(jù)檢測出的地表沉陷綜合信息的計算，預防施工過程中出現(xiàn)坍塌事故，有效保障礦山生產(chǎn)的安全性。

2 礦山測量中測繪新技術的應用優(yōu)勢分析

測繪新技術是通過計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)、空間科學、光電技術以及信息科學等科學技術的融合與應用，發(fā)展為以3S 測繪技術、全站儀、三維激光測繪等關鍵技術的現(xiàn)代化測繪新技術，通過科學的手段有效獲得礦山地形、環(huán)境信息，并進行礦山工程的合理規(guī)劃和科學開發(fā)[2]。

2.1 檢測數(shù)據(jù)數(shù)字化體現(xiàn)

計算機技術的發(fā)展使測繪工作質(zhì)量變得越來越高，在兩者不斷以更先進的方式融合下，大量測繪軟件的出現(xiàn)使測繪工作的開展更有效率。在測繪工作中，測繪設備與測繪軟件能夠?qū)y繪數(shù)據(jù)轉化為數(shù)字化的方式體現(xiàn)，在網(wǎng)絡技術的支持下，改變了測繪數(shù)據(jù)的存儲方式和查找方式，在金屬礦山工程方案設計或開發(fā)環(huán)節(jié)，對測繪數(shù)據(jù)的取用更加方便、快捷[3]。

2.2 自動化水平較高

礦山測量工作較為繁雜，尤其是地形較為復雜的礦區(qū)，使用傳統(tǒng)的礦山測量方式會產(chǎn)生較大的人力、物力資源的消耗，增加礦山開發(fā)成本同時也降低了礦山開發(fā)的效率。而測繪新技術是通過對先進設備和現(xiàn)代化檢測技術的應用，自動化水平較高，在應用過程中會有效降低對礦區(qū)人力、物力資源的浪費。提高礦山開發(fā)效率的同時也降低了礦山開發(fā)成本。另外，測繪新技術也能夠?qū)崿F(xiàn)對礦山測繪數(shù)據(jù)的自主運算，有效增加測繪數(shù)據(jù)的準確度。

2.3 測繪數(shù)據(jù)存儲、更新速度快

傳統(tǒng)測繪技術不能與計算機技術有效結合，在測繪數(shù)據(jù)的紀錄、存儲、查找等方面工作量較大，為提高測繪數(shù)據(jù)的準確性，需要對測繪區(qū)域反復測量，測繪人員工作量較大，工作效率也會受影響。測繪新技術能與網(wǎng)絡技術和計算機技術有效結合，做到對測繪區(qū)域地質(zhì)、環(huán)境數(shù)據(jù)的實時紀錄與存儲。另外，當檢測到礦區(qū)地貌發(fā)生變化，測繪新技術下也能對測繪數(shù)據(jù)進行實時更新，提高了測繪數(shù)據(jù)的有效性和實用性[4]。

2.4 測繪數(shù)據(jù)運算精確度高

傳統(tǒng)的礦山測量方法更依賴與人工操作，因礦山地貌普遍較為復雜，在測量過程中不但工作量大，卻有一定的危險性，獲得測量數(shù)據(jù)后的計算與繪圖工作同樣更依賴人工，因人工操作具有不確定性因素，在測量、數(shù)據(jù)計算、制圖中容易出現(xiàn)誤差問題從而影響礦山測量工作的科學性，反復的進行人工計算也會增加工作量、影響工作效率。3S 、全站儀等測繪新技術的使用，結合了衛(wèi)星探測技術與計算機技術，能大大提高礦山測繪數(shù)據(jù)的準確運算。

2.5 測繪結果顯示方法眾多

對測繪結果的顯示，傳統(tǒng)測繪工作是通過人工繪制圖像來完成，對測繪結果與數(shù)據(jù)的顯示方法較為單一，且在測繪數(shù)據(jù)信息傳遞、共享過程中效率較低。而測繪新技術在先進的技術支持下，顯示方式多種多樣，包括測繪結果的數(shù)字化顯示、二維圖像顯示、三維立體圖像顯示等方式，不斷測繪效率大大提升，也加強的測繪數(shù)據(jù)的準確性和精準性，方便測繪人員從各個角度更直觀的了解對礦山的整體地貌，在下一步工作開展中更加便利和精準。同時，也有利于提高礦區(qū)人員對礦區(qū)結構的了解，在施工中對方位的掌握更加精準，更提高了礦區(qū)人員施工過程中的安全性。

3 測繪新技術在礦山測量中的應用分析

在各項科技快速發(fā)展和被廣泛應用下，測繪新技術方法眾多，并具有不同的應用方式和各自的優(yōu)勢，因根據(jù)不同礦山地貌的不同、礦山內(nèi)部結構的差異性，對各類測繪新技術靈活搭配應用，才能最大程度發(fā)揮出測繪新技術的應用優(yōu)勢。

3.1 無人機技術在礦山測量中的應用

隨著科技的進步，無人機技術也受到了建筑、攝影等多個行業(yè)的歡迎，并隨著此類技術在市場的發(fā)展態(tài)勢，在無人機技術的不斷提升下，成本卻有所降低，因此更促進了無人機技術的廣泛應用。在測繪工作中，無人機測繪技術也是目前的較為常用的測繪方式，通過紅外掃描儀、磁測儀以及輕型光學相機等航空高分辨率攝影設備，與遙感技術的結合，對測繪區(qū)域進行拍攝和紀錄，并將測繪數(shù)據(jù)共享到計算機設備中進行數(shù)據(jù)處理工作，無人機技術也同時具備測繪數(shù)據(jù)的預處理、加密等功能。無人機技術成本低、測繪精確度相對較高，且應用較為靈活，在礦山等較為復雜、惡劣的環(huán)境中尤其適用。

3.2 三維激光掃描技術在礦山測量中的應用

三維激光掃描技術是使用專業(yè)高精度掃描儀對測量物體掃描后獲得測量數(shù)據(jù)的技術，是通過激光對物體不同方位照射后對光束反射后行程條紋的計算，對反射距離感光處理行程三維立體景象的過程，從而形成物體的全息圖片，當激光再次對全息圖片進行照射，并通過對角度的調(diào)整，就可以對物體的全貌進行個觀察。對物體的紋理、反射率以及三維坐標進行觀測，并對目標物體快速復建。三維激光掃描技術通過在各個行業(yè)中的嘗試與探索，形成具有穩(wěn)定性強、安全性高、遠程操控和測量數(shù)據(jù)精準等技術特點。三維激光掃描技術是目前較為先進的測繪技術之一，適合遠距離礦山測量工作，通過坐標為掃描控制點對礦山進行遠距離檢測。

3.3 慣性測量技術在礦山測量中的應用

慣性測量技術是根據(jù)衛(wèi)星定位技術對地面地貌、環(huán)境的測量與搜集而形成的地面是數(shù)據(jù)進行測量，能對礦山的管線、地質(zhì)重力變化等進行有效檢測，慣性測量技術具有操作自主性強、方便、快捷等優(yōu)勢。根據(jù)礦山內(nèi)部結構的不同，與GPS、全站儀等測量技術結合應用，從而有效提高測量效果。慣性測量技術是利用三軸地磁解耦和陀螺儀加速計算，在慣性測量技術的發(fā)展中，使用三軸加速度計和三軸地磁解耦運行，速度受外界環(huán)境影響出現(xiàn)誤差較大，地磁傳感器以地磁線為參照，測繪范圍較大，但測繪強度較低，而融入陀螺儀后，加強了系統(tǒng)測繪數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和精確性。

3.4 全站儀在礦山測量中的應用

全站儀是使用光學技術和機械技術相結合的測繪新技術，具有能應用于不同角度、距離、深度、坐標的測量優(yōu)勢，是目前較為先進的測繪儀器，也在礦山測量中應用較為廣泛，全站儀在角度測量中，通過同軸化原理進行角度測量。即根據(jù)不同角度，調(diào)節(jié)調(diào)焦透鏡與望遠物鏡的設置數(shù)據(jù)，實現(xiàn)測量目標的準確瞄準；在進行距離測量時，首先進行目標瞄準，并選擇符合測量需求的測量模式，包括精測、粗測與跟蹤模式三種，測距完成后全站儀顯示目標物體平距、物體斜距與物體高差；在進行坐標測量時，首先要設置測繪站點的三維坐標，其次根據(jù)實際情況設定方位角和棱鏡常數(shù)，根據(jù)礦山區(qū)域的大氣實際情況設置改氣溫和氣壓值，測量高度并輸入全站儀，最后開始進行測距和坐標測量。

3.5 GPS 定位測繪技術

目前，GPS 定位技術正廣泛應用于軍事領域、科學領域、工業(yè)領域以及日常生活領域，GPS 靈活、便捷，在礦山測量工作中也起到極為重要的作用。GPS 定位技術引入礦山測量工作中，可通過設置多個定位點進而形成一張定位網(wǎng)，對礦山進行全方位的監(jiān)測，測量多角度的數(shù)據(jù)。通過對井下情況的探測，了解井下情況，為井下作業(yè)人員提供安全保障。除此之外，在周圍環(huán)境發(fā)生變化或溫度、風向等天氣變化時，GPS 技術依舊不受干擾而正常運行。測量速度快、準確率高、易操作、抗干擾力強等優(yōu)勢，使得GPS 定位測繪技術在礦山的前期測量后期開采工作中都發(fā)揮極為重要的作用。

3.6 3S 技術在礦山測量中的應用

3S 技術是將GPS、GIS 和RS 三大測繪新技術綜合發(fā)展形成的一體化測繪新技術，也被稱為空間信息技術。GPS 測繪技術是在全球定位系統(tǒng)的支持下，在礦區(qū)測量中建立全面控制網(wǎng)，并實現(xiàn)對礦山全區(qū)域、全天候的實時檢測，檢測過程不受氣候變化影響；GIS 測繪技術是在地理信息系統(tǒng)和計算機技術的支持下，通過對信息數(shù)據(jù)庫大量數(shù)據(jù)的參考分析，實現(xiàn)對礦山區(qū)域的高效、精確測量，并通過三維形象顯示出測繪區(qū)域的立體面貌；RS 測繪技術是在遙感技術的支持下，對礦區(qū)地面變化進行實時檢測，是測繪人員對礦區(qū)整體的規(guī)模和面積更加掌握。在三大技術的綜合應用下，對礦山地貌地形的測繪效率和精確度大幅度提升，同時在對礦山全區(qū)域的實時檢測下，能有效幫助治理礦區(qū)環(huán)境污染等問題。

4 結語

通過以上分析，礦產(chǎn)資源的開采促進了國家經(jīng)濟的發(fā)展，礦山測量工作直接影響礦山開采的科學性與安全性，為提高礦山測量數(shù)據(jù)的精準度，采用遙感、地理信息系統(tǒng)、全站儀等測繪新技術進行礦區(qū)測繪，通過詳細、精準的測繪數(shù)據(jù)，提高礦區(qū)人員對礦山內(nèi)部結構的應用和掌握，并為礦山施工方案設計提供有力的數(shù)據(jù)支持，同時提高礦山施工人員的施工安全，加強礦山環(huán)境的綜合治理。