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数字化测量技术在矿山测量中的应用分析

来源:用户上传      作者:李海峰

摘要:数字化测量技术在现代测量中是一种较为先进且高效的测量方法。数字化测量技术的应用不仅提升了矿山测量的质量和效率,还有效推动了矿山开采和建设的健康、稳定发展。在矿山测量中数字化技术的应用使测量方式取得突破性进展,测量成果更具科学可靠性和实用性,并广泛应用到实践中。本篇论文主要围绕数字化测量技术在矿山测量工作中的应用展开详细剖析,希望能够为广大同行提供一些借鉴作用。

关键词:数字化;测量技术;矿山测量;数字化绘图

1.矿山数字化技术概述

近些年,我国经济取得高速发展,特别是现代化工业方面更为突出,使得市场对矿产资源的需求量大幅增加;矿产资源开采应用也在不断地深入,矿产资源储量在逐步减少,资源的有效利用变得尤为重要,这也给矿山开采测量带来极大的压力。时有发生的矿难对受害者家庭造成巨大的创伤,也给国家经济的蓬勃发展制造障碍。此时,矿山测量被逐渐关注,测量成果的准确度被着重要求。矿山测量的传统方式已经难以满足要求,数字化测量技术被逐渐应用到矿山测量中,其高效的观测手段和准确的成果输出极大地冲击着矿山测量行业。较为常见的数字化测量技术有数字化成图、三维数字化软件以及光电测距、导线测量和全自动陀螺全站仪测量等技术;运用这些数字化技术可以极大程度上提高矿山测量的精准性,有效降低作业人员工作难度,保障测量人员人身安全,提高矿山开采质量和效率。

概括来说,在矿山测量中运用的数字化测量技术主要包括采集系统、调度系统、功能系统、包装系统以及核心系统这五类。其中,采集系统的功能在于采集与处理矿山测量数据,同时对其实施数字化处理;调度系统的功能在于提供查询与分析空间、构建与维护拓扑、数据访问控制、映射和输出等功能;功能系统的重点是提供AI、SA、SC以及MCAD等各类专业模拟与分析功能的模块;包装系统重点是结合用户需求来提供三维建模工具,能够结合用户要求来筛选、包装与组合多源异构矿山数据;核心系统重点是统一管理矿山测量数据与模型,并且实现数字测量技术的决策、分析与支持功能。

2.探析在矿山测量中应用数字化测量的优势

2.1信息的及时有效应用

在矿山开采作业中,测量是一项初始内容,也是一项安全保障措施,主要对矿山地形、地物进行全面测绘与勘查。在开展矿山测量工作中,常常会受到各种外界因素干扰,这就需要事先对其测量形式展开系统的研究和分析;如果在这一过程中未经科学有效的研究与分析就直接开展测量工作,很可能会导致许多错误信息的产生,进而致使测量结果失去准确性,对矿山的开发和利用造成隐患。在矿山测量工作中,应用数字化测量技术可以及时有效获取相关信息并加以利用;同时还可以充分结合自然环境、地形地貌和水文地质等特点展开综合性的测量与分析,使测量形式更具科学性。在整体干预阶段往往不会受到过多干扰因素影响,可以及时有效地统计相关数据信息。

2.2工作效率得到有效提升

在矿山测量作业中应用数字化测量技术,可以开展实时有效地监测。在进行矿山测量系统设计工作时,需要先开展实地测量工作,测量要求及条件均符合相关标准,再根据测量成果设计图纸,为矿山安全生产工作提供有力参考依据;另外,数字化测量技术是以计算机与现代信息技术为依托,在进行全局应用及干预时进行丰富多彩的设计,更好地适应系统设计总体性需求。

2.3应用范围较为广泛

数字化测量系统在实施设计及干预过程中,常常会受到某些局限性因素影响,致使在后续的设计与应用时,需进一步深入研究分析和处理,这就需要广泛应用一体化测量技术来进行。比较常用的有数字摄影测量、三维可视化、变形监测以及数字化地形测绘等多种技术,在总体应用过程中,无论是测量信息的准确度,还是数字化控制适用性都能得到有效提升。

3.矿山测量需要坚持的原则

3.1经济合理性原则

在开展矿山测量工作时,通常需要投入费用较为高昂的高科技仪器设备,但是当前该类设备并未在我国大量生产,实际测绘工作中所需的大部分仪器设备均是由国外买入或从测绘仪器公司租用,在维护与保养设备过程中,又需要投入大量资金来聘请专业人员来进行指导、维修,所以开展矿山测量工作需要投入的资金较为巨大,而实际效益并不能立刻展现。在开展矿山测量时,应该最大程度降低成本,使用科学的测绘方式和方法。

3.2因地制宜的原则

在进行礦山测量时,往往会受到地质地形等环境因素的影响,在具体测量环节,要求相关作业人员不但要具有专业的矿山测量知识技能,同时还需要可以结合实际环境情况来采用相应的测量方式,做到因地制宜。测绘人员应该设计出最为合理的测量方案,更好地获取最为准确、科学的数据。

3.3全面研究的原则

开展矿山测量的一个重要目的便是充分掌握我国矿山资源的分布情况,并且了解其分布规律,为相关人员科学评估矿山的开发潜力提供依据,为今后制定矿山的开采开发利用方案提供参考,制定出科学的开发方案,选择最佳开发策略,实现矿山资源的充分利用。因此,坚持全面研究的原则十分有利于提高矿山开发的经济效益。

4.浅析在矿山测量中数字化测量技术的具体应用

4.1三维可视化技术的应用

三维可视化技术,是利用三维动画软件将其测量的地面及相关地形、地物描述得立体、生动,是对收集到的相关信息用数字化技术来进行表述、输出。三维可视化技术有着先进的运动匹配与数字化建模等功能,构建出的立体模型更加真实、清晰,还可以更为全面、直观地展示出矿山地质形态及其资源坐标等有关空间数字信息。在矿山测量作业中应用三维可视化技术的具体操作步骤如下:(1)先是利用三维激光扫描技术,对矿山地形开展全面系统的扫描作业,作业人员从三维扫描所收集到有关信息中,更好地了解和掌握测量区域的开采现况及其周边环境等相关信息。(2)数据信息的处理。科学准确地处理数据信息,可以为后续矿山模型的构建做好相关准备工作,使其更加真实、准确。在进行数据处理时,需要使用专门的软件,实施科学有效地处理工作,如数据拼接、噪点去除以及三维模型对采数据等。(3)构建管理平台。将所有收集到的数据信息展开系统性的分类与归纳,然后将这些信息放置到相应的平台上,以供查阅和使用,让数据成果得到共享。

4.2数字化绘图技术的应用

应用数字化绘图技术是以收集的数据信息为基础,实现智能化及信息化的绘制。数据是一种抽象性符号,具有较高准确性,获取与处理数据需要科学规范。在矿山测量工作中,测绘工作者在完成相关数据的收集后需要进一步检查数据的准确性,剔除粗差,检验加工,将矿山地表及其地下等情况依据获得的准确数据利用绘图方式展示到图纸中,供用户使用。

4.3空间信息技术的应用

空间信息技术通常是由GPS、RS及GIS技术共同组成的数据测量技术,也通常被叫作3S技术。其中GPS技术主要是由GPS卫星、地面支撑系统以及GPS接收机三部分组成,其工作原理是通过卫星导航技术实现地面及空间信息的实时有效监控,将监控所获取信息传递出去。该技术不受时间限制,同时还具有较高精准性和广泛性,可以实现灵活测量且不会受到时空限制的影响等。RS技术是对地表物体实现距离测距及识别来获取相关信息,并对所收集的信息加以扫描、摄影、传输和处理,利用应用传感器和信息传输等技术以实现信息的传递。该技术具有检测面积大、控制范围广、经济性与时效性等特点,在矿山测量作业中得到了较为广泛的应用,同时能够为矿山环境的保护提供参考依据。GIS技术则是对地理空间进行监测,结合相关的模型且具有针对性地展开研究与分析,进而获取相关地理信息数据与资料;该技术主要是对区域地理环境信息展开相应的测量、收集以及处理等,使之形成一个数据采集、处理、输出以及显示为一体的数字化技术体系,为矿山开采及建设提供相应的数据支持。

4.4数据资料的数字化处理技术应用

在矿山测量作业中,数据收集及管控是不容忽视的重要内容。对数据的处理机制及其执行和落实也是至关重要的,相关技术人员不断增强管制机制,提高管理工作的有效性,积极构建完善的数据收集与处理手段。在应用数字化处理技术时,技术人员需综合有效地对数据资料展开分析,最大限度地开发利用基础数据信息。进行数据资料数字化处理就是综合有效地分析电子图表并绘出相关图件,再借用转化技术实现图形、文字的完整表达输出,有效提高数字化技术的应用效率需要科学的手段和高科技的投入。在矿山生产中,结合开采建设实际需要,有效增强软件结构和硬件设备,不断提升测量机制应用效果,满足矿山科学开采的需求。

4.5内外业一体化测图技术

在运用数字化测量技术过程中,内外业一体化测量技术的重点是对矿山测量过程中采集的数据进行自动记录,作业人员在外业现场进行草图绘制,将采集的数据传输至计算机,通过人际交互编辑后,运用计算机成图技术生成数字地图,最后运用绘图仪将地图输出。该项技术改变了传统的矿山测量模式,大幅提高了测量精准度和成图效率,也完成了测量成果的数字化。

5.在矿山测量中数字化测量技术的应用

5.1矿山地形测量

在矿山地形测量中,运用数字化测量技术能够准确、高效完成矿山测量工作。三维可视化采集的立体坐标数据经过后续处理可以准确生成立体图像,突破了“可望而不可即”的障碍,确保了测量人员的人身安全;数字型全站仪的“免棱镜”观测模式也成为矿山地形测量的常态化手段;GPS-RTK技术的实时、动态测量,消除了传统测量对“可视化”的依赖;全自动陀螺全站仪的投入使用极大程度地控制了井下测量的方向误差。数字化测量技术的应用,解决了矿山测量的诸多难题,有效地促进了矿山科学发展。

5.2矿山区域的规划

运用数字化测量技术能够将矿山的部分区域进行有效定位与规划,这对开采矿山具有积极的作用。在实际测量过程中,需要将部分矿区的准确位置定位出来,以便于能够更好地掌握矿区周边的情况。运用数字化测量技术能够降低天气对测量所产生的影响,不受时间限制,有效提升测量工作效率。

5.3为矿山开采提供详细可靠的测量数据

应用数字化测量系统能够建设矿山生产管理数据库,大幅减少传输测量数据的时间,精简了传输数据环节,安全保存测量成果,使测量成果得到最大程度的利用,杜绝重复测量。

5.4科学规划矿山的开发利用

数字化测量技术具有便捷性与高效性,通常在实际测量过程中均是一次性完成数据的采集,生成的成果也具有较高精度。在测量过程中能够准确获取矿山中每个点的三维空间坐标,这些点数据形成一个直观、具体的三维可视化图像,为矿山的开发利用提供一个比较可靠的测量依据。

5.5为矿山的安全生产提供可靠测量数据

科学应用数字化测量技术有助于工作人员构建一个开放式的平台,利用此平台来帮助矿山管理人员综合管理各种矿产的开采工作,还可以构建一个完善的数据库系统,最大程度保障数据的可靠性和准确性。

5.6对最终测量结果进行检测

运用数字化测量技术能够快速对测量成果进行检验,同时将不同测量形式得到的成果进行比较,如若出现较大偏差,能够发现问题所在并加以纠正,确保测量数据的准确与有效。

5.7矿区地面控制测量

一般来说,矿区地面控制测量的内容有平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量可以利用GPS静态观测技术,利用相关解算软件通过精確的平差模型得到准确的控制数据。高程控制测量一般通过水准测量完成,新型的电子水准仪可以自动记录解算数据,在严格执行观测条件的要求下,观测数据通过相关软件平差计算可以得到准确的高程数据,避免返工。

6.结论

现如今,科学技术的发展突飞猛进,矿山测量工作的要求也在逐步提升,越来越多的高科技运用其中,数字化测量手段便是其中之一,凭借其显著的优势在矿山测量作业中得到了较为广泛的应用,有效地提升了矿山开采作业的精准性,保障了作业人员的安全。希望矿山企业在开采中重视数字化测量技术,加大投入力度,不断促进矿山开采及建设事业的健康、快速发展。

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