【導(dǎo)讀】survey.tacheometer(.totalstation).

　　

【正文】 量基本已經(jīng)改變。信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展為這些新技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的突間。本文總結(jié)了新技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用，討論了礦山測量中存在的問題，并為現(xiàn)代的礦山測量提供新的方法。 1 現(xiàn)代測量儀器的應(yīng) 用 當(dāng)今世界，礦山測量設(shè)備及其應(yīng)用的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下方面：光電測速儀和準(zhǔn)距儀（如全站儀）的廣泛使用。 作為目前使用最為廣泛的測量儀器，全站儀是一種光電測量儀器，它集合了測距儀和電子經(jīng)緯儀的優(yōu)點。在現(xiàn)階段智能化全站儀是銷售量最大的測量儀器，而且也是未來的發(fā)展趨勢。它融入了光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和力學(xué)的最新科技成果，能同時測量距離和角度。全站儀已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于礦山的測量，它明顯的優(yōu)勢在于同時擁有如下的功能：經(jīng)緯儀和測距儀 。提供數(shù)字化的測量結(jié)果 。操作簡單并攜有電子的記錄。 除了這些常用的測量儀 器外，由于礦山測量環(huán)境的特殊性，一定的特殊設(shè)備也將用于礦山的測量中，比如一些防爆的設(shè)備，尤其在空間方面的測量和地下礦山測量中。 這些比較適合礦山測量的新設(shè)備（如自動觀測陀螺經(jīng)緯議、單自由度陀螺儀）的出現(xiàn)，把礦山測量推向一個新的階段，使礦山測量朝效率化、自動化的方向發(fā)展。 2 空間信息技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用 隨著現(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展，被稱為“ 3S”技術(shù)的遙感，全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)在工業(yè)和采礦領(lǐng)域的資源與環(huán)境信息獲取、管理和分析評價中發(fā)揮著極為重要的作用。 在過去很長一段時間內(nèi)遙感技術(shù)在礦山 測量中已經(jīng)應(yīng)用，并且積累了豐富的經(jīng)驗。其主要用途是認(rèn)識礦區(qū)的地貌和周圍自然環(huán)境狀況，通過選擇適合的遙感數(shù)據(jù)來源和處理并融合數(shù)據(jù)，組合虛假的色彩，幾何校正等來建立模型認(rèn)識遙感目標(biāo)。相對于傳統(tǒng)繪制地圖的方法，遙感技術(shù)顯示出出色的效率、較低的成本和較高的精度，它已經(jīng)被證實是一種不錯的方法。應(yīng)用于礦山測量的空間遙感關(guān)鍵理論和技術(shù)正在研究。利用遙感提供的數(shù)據(jù)，我們可以獲取一個實時、動態(tài)和綜合的采區(qū)信息，監(jiān)測采區(qū)環(huán)境并為采區(qū)的環(huán)境保護(hù)提供果斷的支持。同時，遙感也可以用于勘探，地質(zhì)條件的研究和采區(qū)頂?shù)装宓难芯康鹊?。遙感技 術(shù)為現(xiàn)代礦山測量任務(wù)的完成提供一個非常重要的保證。 在礦山測量中 GPS 的主要用途是替代傳統(tǒng)的實地勘察和測繪。例如，要建立、監(jiān)測和修復(fù)礦區(qū)的測量控制網(wǎng)，監(jiān)測建筑物和采空區(qū)的沉陷，監(jiān)測露天開采邊坡的穩(wěn)定性等。隨著 GPS 性價比的持續(xù)增長，地表 GPS 的應(yīng)用已經(jīng)成為礦山測量的一個非常重要的技術(shù)支持。與其他常規(guī)科學(xué)技術(shù)方法相配合， GPS 和 RS用于礦區(qū)的地質(zhì)測量、地質(zhì)測繪和勘探表現(xiàn)出較好的效果和較高的效益。 礦區(qū)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為礦山測量的一個重要發(fā)展方向。通過建立基于 GIS 的礦區(qū)資源的環(huán)境信息系統(tǒng)，我們 可以處理礦區(qū)地面，地下的空間和資源與環(huán)境信息的輸入、存儲、處理、顯示和輸出，開采地圖的繪制，礦山的開采和設(shè)計，資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境的分析評價，區(qū)域規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展的決策等等。 3 信息整合技術(shù)在采礦測量中的應(yīng)用 一體化的“ 3S”技術(shù) 在傳統(tǒng)的煤礦管理模式下，監(jiān)測煤礦的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和開采所帶來的煤礦環(huán)境問題的方法就是不斷的檢查。這種方法需要較長的時間，而且具有較差的及時性和準(zhǔn)確性。目前，一體化的“ 3S”技術(shù) (RS, GPS and GIS) 可以實現(xiàn)礦物資源規(guī)劃執(zhí)行情況的分析，礦務(wù)環(huán)境影響評 價的管理方案，這項技術(shù)也可以為行政主管部門和公司的快速、有效和經(jīng)濟的宏觀決策提供依據(jù)。 ISS 和 GPS 技術(shù)的融合 現(xiàn)在， ISS 技術(shù)的出現(xiàn)為大地測量、工程測量和礦山測量提供了新的手段。作為一種導(dǎo)航定位技術(shù)， ISS 有諸如全天侯、自治、快速、多功能、靈活等優(yōu)點。這使它初步用于礦山的測量中。 GPS 和 ISS 的融合可能給礦山的測量帶來一個有長遠(yuǎn)發(fā)展的技術(shù)。 GPS 和 InSAR 技術(shù)的融合 在礦山的測量中，最常見的工作一般涉及到監(jiān)測地表的變形，特別是在監(jiān) 測地表的沉陷和海岸。它在煤礦的安全生產(chǎn)中發(fā)揮著極其重要的作用。在監(jiān)測開采沉陷方面， GPS 和 InSAR 有著很強的互補性。首先， GPS 是點定位，但基線長度通常是幾十甚至幾百公里。這種較低的點密度不能滿足監(jiān)測地表變形的高空間分辨率的要求。 InSAR 可以適用于整個區(qū)域地表的連續(xù)信息，其空間分辨率可達(dá)20 米。其次，由于雷達(dá)的影響范圍角度的影響， InSAR 對于地球表面的高程資料是十分靈敏的。而 GPS 在空間精度上是薄弱的。第三， GPS 具有很高的時間分辨率（最高可達(dá)到 1赫茲） ，而 InSAR數(shù)據(jù) 因為其較為封閉的循環(huán)周期而 具有較低的時間分辨率（超過 20天，一般情況下最高只能是 1天 ） 。 一體化的 TPS全站儀和 GPS 作為融合了 TPS 全站儀和 GPS 的全新工具，智能站 超級全站儀經(jīng)緯儀是可行的。該儀器并不需要地面控制點、長長的導(dǎo)線和切除活動。我們只有建立智能站才能使用全站儀經(jīng)緯儀來測量和布置，使用 GPS準(zhǔn)確找出事情發(fā)生的地點。在基線不超過 50公里的情況下，它可以在很短的時間內(nèi)把位置準(zhǔn)確到厘米級的精度上。 GIS和計算機網(wǎng)絡(luò)的融合 為了指導(dǎo)煤礦更安全高效的生產(chǎn)，許多國家正在發(fā)展煤礦地理信息系統(tǒng)，并且在該系統(tǒng)中 正在使用先進(jìn)的射頻識別技術(shù)裝備，計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線通信技術(shù)，該系統(tǒng)解決了地下操作人員的準(zhǔn)確配置和礦工出席檢查的問題。 GIS和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合為煤礦的安全生產(chǎn)提供了很好的保證。 4 現(xiàn)代采礦測量的新思想 （ GIS） 目前，最重要的任務(wù)就是在礦山的建設(shè)中建立必需的和功能強大的礦山地理信息系統(tǒng)（ MGIS）。這是一個信息管理系統(tǒng)。我們可以利用高新技術(shù)、儀器和方法綜合地、系統(tǒng)地、全面地、動態(tài)地開采地表和地下的自然資源。在此基礎(chǔ)上，我們可以建立一個礦山資源和環(huán)境信息系統(tǒng) 。這種適用于空間信息技術(shù)的系統(tǒng)是一種通過整合礦山測量中的“ 3S”技術(shù)、全站儀和其他測量設(shè)備和技術(shù)的全方位的成果。 MGIS 已經(jīng)成為礦山測量發(fā)展的主要方向和必然趨勢。 它主要研究礦井時間和空間信息的收集、保存、處理、分析、模擬和再現(xiàn)。而且它有更好的編輯地圖能力，自動連接空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)、突出的開采礦山、合理利用資源、分析和評估環(huán)境、決定區(qū)域規(guī)劃和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展等等。 根據(jù)煤礦規(guī)劃和建設(shè)的特點，礦山地理信息系統(tǒng)應(yīng)該主要包括如下幾個子系統(tǒng)：礦井地質(zhì)和勘測信息系統(tǒng)、礦山調(diào)度管理信息系統(tǒng)、礦山的生產(chǎn)管理信息 系統(tǒng)、礦井災(zāi)害事故預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)、礦區(qū)規(guī)劃和礦井設(shè)計信息系統(tǒng)、礦區(qū)復(fù)墾管理信息系統(tǒng)和礦井塌陷預(yù)報系統(tǒng)等等。 建立礦山地理信息系統(tǒng)之后，為了更高的生產(chǎn)效率和更方便的管理我們可以修建網(wǎng)絡(luò)化礦山地理信息系統(tǒng)。建立在網(wǎng)絡(luò)化上的礦山地理信息系統(tǒng)將在國內(nèi)外的采礦生產(chǎn)和研究中發(fā)揮更重要的作用。 個人數(shù)字處理技術(shù)的應(yīng)用 個人數(shù)字處理是一種近幾年迅速發(fā)展的便攜式計算機技術(shù)。它集合了計算器、電話、傳真和互聯(lián)網(wǎng)。利用 PDA 我們可以管理個人信息，瀏覽網(wǎng)頁，接收和發(fā)送電子郵件、傳真，甚至還可以把它當(dāng)作一部手機。這些功能 可以通過無線模式實現(xiàn)。與次同時， PDA 嵌入了 windows CE 操作系統(tǒng)，它可以用來和外部計算機及相關(guān)設(shè)備（如 GPS、全站儀等）進(jìn)行交流。 PDA 嵌入了開發(fā)環(huán)境，而且能處理來自測量儀器和土木工程中用過的空間數(shù)據(jù)。同時， 它可以連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過有線的人獲得實時信息。因此， PDA是一種移動 GIS的理想平臺。 整合 3S、無線網(wǎng)絡(luò) (如 GPRS、 GSM)及 PDA 技術(shù) ,我們可以進(jìn)行遙感實地考察、環(huán)境災(zāi)害研究和快速的、實時的地質(zhì)調(diào)查，其中包括每個地質(zhì)、環(huán)境現(xiàn)象的空間范圍以及相應(yīng)屬性的快速輸入。如果結(jié)合矢量地形圖、遙感圖像 以及這些數(shù)字高程模型的三維表面圖，它將有利于各種環(huán)境現(xiàn)象識別。 在采礦測量中使用 PDA 最明顯的優(yōu)點為： （ 1）它體積小，重量輕，特別易于攜帶。由于低功耗的特性使它在自然條件惡劣的礦業(yè)領(lǐng)域中有更好的適用性。 （ 2）集成了移動通信技術(shù)，這使得它與操作員之間的信息交換更加方便。 （ 3）由于 PDA 集成了 GPS 和遙感技術(shù)，這使得它能夠為操作員提供勘查時間安排的路線，因此用該方法獲取定位數(shù)據(jù)的速度加快。 5 結(jié)論 利用現(xiàn)代測繪設(shè)備、信息融合技術(shù)、 PDA 技術(shù)和礦山地理信息系統(tǒng)來調(diào)查礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀，可以為礦務(wù)資源 的合理開采、礦山環(huán)境的保護(hù)和監(jiān)督管理、礦山環(huán)境和生態(tài)恢復(fù)的控制管理提供基本的數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則。這是一個現(xiàn)代采礦測量新方法，并且值得推廣應(yīng)用。 為了保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和優(yōu)化礦產(chǎn)資源開采，實現(xiàn)煤礦可持續(xù)發(fā)展的歷史使命 ，現(xiàn)代采礦測量技術(shù)，特別是 3S集成技術(shù)的應(yīng)用面臨著巨大的新挑戰(zhàn)。同時，它也為運用現(xiàn)代測量技術(shù)提供更多的機會，必將為推動礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要的作用，并且為煤礦的安全生產(chǎn)提供基本的技術(shù)支持。