试论“3S”技术在矿山测量中的应用
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摘 要:我国矿山测量历经50多年的发展,已在矿业部门形成和采矿、矿建、地质、环境等学科既相互独立,又彼此渗透、交融的态势。测绘新技术特别是“3S”技术的发展,为矿山测量学的发展注入了新的活力。本文对“3S”技术在矿山测量中的应用进行分析。
关键词:矿山测量;应用;“3S”技术
中图分类号:TD17 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0190-01
引言:测绘技术的发展与仪器设备、计算机技术的开发创新是分不开的,尤其是“3S”技术的出现,对以往常规仪器和测绘方法,是一次全面性的挑战,这些仪器的应用刷新了测绘业多年的落后局面,开创了测绘事业的新纪元。
一、GPS(全球定位系统)技术在矿山测量中的应用
(一)GPS技术应用于矿区地表移动监测
目前矿区地表移动监测以GPS技术为主,按监测对象及要求不同又可分为静态测量法、快速静态测量法和动态测量法三种。GPS技术用于平面位置监测的精度已毋庸置疑,而GPS技术用于垂直分量的监测(高程)一直备受关注。一方面,GPS获得的高程其高程系统与传统不一致(GPS为大地高系统、传统水准测量为正常高系统);另一方面,GPS测得的高程精度要比水平位置精度低。通常解决这一问题的方法是利用GPS高程根据研究区已有的、足够数量的、高精度水准测量值来拟合研究区的似大地水准面,依此来求得GPS测点的水准高程。
(二)GPS技术应用于矿区地面控制测量
矿区地面控制测量是根据矿山工程的特点和需要,在地面布设一定形状的控制网,并精密测定其地面位置,它是矿山地下工程测量的基础。传统上平面控制网一般布设为导线网(闭合导线、符合导线)或三角网。而GPS测量不要求两点间通视,且所测点位精度均匀,与常规地面控制相比,具有很大的优越性和灵活性,尤其适合矿区平面控制测量。
(三)RTK技术用于矿区地面碎部测量
GPS―RTK(Real Time Kinematic)技术是实时载波相位差分技术,实时处理2个测站载波相位观测量的差分方法。RTK技术可以达到厘米级的观测值的精度,可以满足矿区各比例尺测图要求。与传统地形测图相比,RTK技术不需建立加密控制网,不要求测站间通视,测量工作比较灵活;误差相互独立、不积累、不传递,测量精度高;每个工作组每天可采集多达1000个碎部点,工作效率高;测量获得的数据成果便于存储、管理和共享,达到一测多用的目的。
二、GIS(地理信息系统)技术在矿山测量中的应用
(一)三维矿山
随着地理信息系统、科学可视化技术和地质信息计算机模拟技术的发展,近10多年来,三维地学模拟(3 Demesion Geo―science Modeling,简称3DGM)已成为地学与信息科学的交叉技术前沿和攻关热点。三维矿山是矿山客观实体的一个模型描述,是3DGM理念的一个具体实现。通过三维矿山的建设,地质、矿业界人士能够更直观、更精确地圈定矿体边界,了解不同矿体分布的三维形态,准确地解译和圈定地下地质体,借以指导矿业开发和深部找矿预测。
(二)基于GIS技术建立多源数据找矿模型
基础地质资料、地球物理、地球化学以及遥感等信息从不同的侧面反映了地质体和地质现象的某些特征,它们既相互独立又彼此联系。单一的信息源所提供的信息往往是片面的,需要对这些众多复杂而又相互关联的内容进行更深入、更贴近本质的认识,地理信息系统的多源数据综合分析和数据管理能力给这些具有空间属性的异源数据提供了一个良好的融合平台。
(三)矿山管理信息系统
矿山管理信息系统是一个庞大的管理系统工程和技术体系,矿山管理涉及矿山设计、巷道开挖、矿产开采、沉降监测、土地复垦、环境评价等一系列过程。在这一过程中的每一个环节,GIS都可以发挥重要的作用。
三、RS(遥感)技术在矿山测量中的应用
(一)RS技术在矿区地形图测绘中的应用
米级、亚米级地面分辨率遥感图像的商业应用,使得利用遥感图像进行大比例尺地形图测绘成为可能。近年来高分辨率遥感影像在土地资源调查、采矿塌陷地的提取、矿山生态环境调查、地质灾害调查等方面也得到了广泛的应用。
(二)InSAR技术应用于矿区地表沉降监测
合成孔径雷达干涉(InSAR)测量及差分干涉测量(DInSAR)技术是近年来微波遥感发展的一个重要方向。INSAR利用雷达信号的相位信息提取地球表面的高精度三维信息,可以测量地面点的高程变化,是目前空间遥感技术中获取高程信息精度最高的一项技术。由于它可以获得全球高精度的(毫米级)、高可靠性的(全天时、全天候)地表变化信息,因此能够有效地监测由自然和人为因素引起的地表形变。
结束语:综上所述,矿山测量学作为测绘学的一个分支,在“3S”技术的推动下,正朝着“矿山空间信息学”的方向发展,另外,“3S”技术集成是当前国内外的发展趋势,在这种集成中,GPS主要用于提供目标的空间位置,RS用于快速地提供目标地物的信息,GIS则对多种来源的时空数据进行综合处理、集成管理和动态存取,将它们集成在一个统一的平台中,其各自的优势得到充分发挥。
作者单位:钱营孜煤矿生产技术部
参考文献:
[1]张国良.矿山测量学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2001.
[2]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2002.
[3]覃辉.土木工程测量[M].上海:同济大学出版社,2004.
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