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摘要:在科学技术的不断进步中,计算机技术、空间技术以及信红处理技术都得到了飞速发展。文章首先介绍了矿山测量的数字化技术系统的组成及其功能,基于此,重点研究数字化技术在矿山测量中的应用,然后讨论其未来的发展趋势。
关键词:矿山测量;数字化技术;应用;发展
中图分类号:C39文献标识码: A
1、数字化技术在矿山测量中的重要性
矿山测量中的数字化技术使得不少矿山企业深刻意识到数字化技术在矿山测量中的重要性,认识到矿山企业测量人员必须具备的相关技术要求。建立以科学测量体系为基础,以矿山测量工作资金的大量投入为支撑,以矿山测量工作人员的技术水平提高为平台,促进数字化技术在矿山测量中的广泛应用。此外,还需要矿山测量相关工作人员充分意识到测量技术在提高测量质量环节中的重要性,积极主动地提高自身的测量技术水平,大大地促进数字化技术的应用,最终提高矿山测量的安全性与经济性。
2、矿山测量的数字化技术
矿山测量的数字化技术主要包括五个子系统,分别为核心、采集、调度、功能以及包装系统。其中核心系统的主要作用是统一管理模型与数据,并进行支持与决策分析;数据采集与处理都是通过采集系统而完成的,而采集系统又分为文档、传感、测量以及勘探等几个子系统,该系统的主要作用是利用数字化技术对数字进行处理;调度系统的主要作用是为系统提供查询和分析空间、拓扑的建立与维护,绘图并输出所制图。此外,通过调度系统可以实现控制数据访问、开放接口以及生产调度等过程;功能系统的主要作用是提供不同分析功能和专业模拟的模块,包括MCAD、SC、SA以及AI等;包装系统的主要作用就是为三维建模提供工具;组合、过滤和封装多源矿山数据,主要包括了数据挖掘和3DGM工具。由此可以看出,整个矿山的数字化技术系统的最核心部分是数据信息。
2.1、资料数字化技术
资料数字化技术是微软公司的技术标准之一,它主要用来协调与控制各种应用程序中的通信问题。在此标准下的程序会显露出来其他程序中的内置对象,最终改变对象属性,以实现跨程序运行的目标。此外,二次开发的技术主要包括面向对象的AutoCAD技术和数据库技术。由上述可知,相关工作人员可以使用面向
对象的开发语言,例如VB 或VC 对CAD进行二次开发,从而彻底的摆脱一些繁杂的编程任务,使得面向对象的多种高级开发语言能够方便使用。通过非绘图对象和绘图对象操纵提供的CAD对象,从而实现开发测量绘图的目标,完成开发测量绘图,通过这样使得系统的开发效率和健壮性以及易维护性得到大大提高。根据矿山测量的实际情况,充分利用CAD的二次开发,建立起矿山测量的数字化应用系统,方便、准确的实现数字化数据测量。
2.2、三维可视化技术
三维可视化技术是指对立体化的描绘和理解模型的一种技术手段。充分利用三维可视化技术,可以更加全面的了解地表地形与矿体的空间位置关系和矿体的空间信息,进一步提高矿山测量工作人员的空间分析能力。实现三维可视化的重要技术手段之一是三维动画软件,其他常用的软件还有3DSMAX,Maya 以及Maya 三维动画软件,这些软件不但具有基础的三维视觉效果和制作功能,还具有保函建模数字化和布料模拟以及毛发渲染、先进的运动匹配等多种功能。简单,灵活和完善的特点大幅度提高了三维可视化的制作效率与品质。
2.3、VB数据访问ADO
ADO 是最强大和最近的数据访问OLEDB设计出的,它为各种数据源提供了较高性能的访问,同时通过内部的方法与属性提供了数据访问接口的方法。此外,ADO 为完成数据系统的管理等所有操作提供了方法与属性,其中包括定义字段、表、索引、创建数据库、定位与查询数据、建立表之间的关系等多种工具,管理能力与数据访问完善。在进行CAD二次开发时,VB语言可以通过ADO 对象编程和Data 控件的非编程访问任何数据库,从而实现与其他数据库的连接。
3、矿山测量的数字化技术应用
3.1、全站仪与RTK
(1)在普杳、详杳阶段
这一阶段的应用主要是指地质人员依据现有的地质数据资料,讲行整理,分析出这一区域内成矿的条件,从而对有可能成矿的区域讲行划定,然后再到实地去踏勘,对矿体露头的位置认真标出,这时,我们可以利用全站仪与RTK将坐标勘测出来,并将这一坐标标注在地质地形图上,在露头的位置讲行勘探线、探槽以及钻孔等工程。对于详杳阶段,我们需要利用全站仪与RTK绘制大比例尺的地质地形图,再依据设计勘查的具体要求,对柱状图与剖面图讲行绘制,进而为下一步的估算与开发工作打下坚实的基础。
(2)建井初期
依据国家、省市的相关规定,划定探矿与采矿范围,以及对实地勘测讲行定界讲入施工阶段时,要根据开发方案、施工方案以及实际勘测的数据,确定矿井的位置、办公区域以及矿区堆放的位置架设线路、整平场地等施工过程都离不开
全站仪与RTK。
(3)生产阶段
①对井下巷道的贯诵情况讲行测量,指导技术人员讲行巷道开拓,并且对采掘现状的图纸讲行绘制;②国家职能部门,比如煤炭管理部门、国家管理部门利用全站仪与RTK对矿区审杳,审杳的内容一般为是否存在违法开采的情况,矿井是否存在超层越界的情况;开采单位是否存在擅自更改设计方案的情况等;③对矿区煤炭的储量变化讲行动态监督,从而为相关部门征收管理费用提供数据。
3.2、GPS在矿山测量的实施
在掌握GPS特点和原理的同时,更重要的是把GPS 控制技术运用到矿山测量的工作中, 其中GPS对矿山测量实施包括GPS 点的选埋、观测、数据传输与数据预处理等工作。
3.2.1、选点
GPS测量不是仅有一个观测站,而是有很多,但观测站之间没有要求相互通视,且网点的图形结构也不是一成不变的,比较灵活,故与常规控制测量的选点相比较为简便。但点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义,所以在点位选择的过程中应持有严谨,谨慎的态度,在选点工作中应遵守以下原则:
(1)选择的点位应设在易于安装接收设备,视野开阔的较高点上。(2)点位目标要显著,视场周围15°以上不应有障碍物。(3)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不得小于50m,目的是避免信号间的干扰,影响测量结果。(4)点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路径效应的影响。(5)点位应选在交通方便,便于安装其它相关联的测量及观察设备。(6)对于地面的基础要求稳定,易于点的保存。(7)选点人员应按照工作准则及工程的需要在实地按要求选定点位。当利用旧点时,应对旧点的稳定性,完好性,进行检查和测量,符合要求方可利用。(8)网行应有利于同步观测边、点联结。
3.2.2、标志埋设
对于选好的点位要进行标志,以便于在工作中容易识别,一般是采用埋用具有中心标志的标石,用来精确标志点位,对选定的标石要求坚固,不易毁坏,更重要的是要能长久保存和利用。
3.2.3、开机观测
当前期工作处理完毕时,下步该进行的就是观测,观测的主要目的是捕获GPS 卫星信号,并对其进行跟踪、处理和量测,以获得所需要的定位信息和观测数据。一个时段观测过程中,不允许对机器进行以下操作:关闭又重新启动;进行自测试;改变卫星高度角;改变天线位置;改变数据采样间隔;按动关闭文件和删除文件等功能键,这些都能影响机器的测量结果。
3.2.4、观测记录
当有观测结果出来时,最重要的就是对观测结果进行记录。记录形式有以下两种:观测记录和测量手薄。观测记录由GPS 接收机自动进行,均记录在存储介质上。对于观测结果的所用信息资料都要进行严格的记录,测量信息要及时填写,不能出现漏填或错填的情况,对于测量信息坚决杜绝事后补记和追记。
4、结束语
随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展,RTK 测量技术也日益成熟,是一种新的常用的GPS 测量方法,它与GPS 技术相比较精确性更高。它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS 应用的重大里程碑,它被广泛应用于工程放样、地形测图,各种控制测量等工程中,提高了工作效率。它是GPS 的衍生,在今后的發展中有着光明的前景。
参考文献:
[1]关晓刚.浅谈GPS在地质勘查矿区控制测量中的应用[J].黑龙江科技信息,
2012(36).
[2]吴飞,刘宏发.矿山测量数字化的研究与实践[J].矿业工程,2009.
关键词:矿山测量;数字化技术;应用;发展
中图分类号:C39文献标识码: A
1、数字化技术在矿山测量中的重要性
矿山测量中的数字化技术使得不少矿山企业深刻意识到数字化技术在矿山测量中的重要性,认识到矿山企业测量人员必须具备的相关技术要求。建立以科学测量体系为基础,以矿山测量工作资金的大量投入为支撑,以矿山测量工作人员的技术水平提高为平台,促进数字化技术在矿山测量中的广泛应用。此外,还需要矿山测量相关工作人员充分意识到测量技术在提高测量质量环节中的重要性,积极主动地提高自身的测量技术水平,大大地促进数字化技术的应用,最终提高矿山测量的安全性与经济性。
2、矿山测量的数字化技术
矿山测量的数字化技术主要包括五个子系统,分别为核心、采集、调度、功能以及包装系统。其中核心系统的主要作用是统一管理模型与数据,并进行支持与决策分析;数据采集与处理都是通过采集系统而完成的,而采集系统又分为文档、传感、测量以及勘探等几个子系统,该系统的主要作用是利用数字化技术对数字进行处理;调度系统的主要作用是为系统提供查询和分析空间、拓扑的建立与维护,绘图并输出所制图。此外,通过调度系统可以实现控制数据访问、开放接口以及生产调度等过程;功能系统的主要作用是提供不同分析功能和专业模拟的模块,包括MCAD、SC、SA以及AI等;包装系统的主要作用就是为三维建模提供工具;组合、过滤和封装多源矿山数据,主要包括了数据挖掘和3DGM工具。由此可以看出,整个矿山的数字化技术系统的最核心部分是数据信息。
2.1、资料数字化技术
资料数字化技术是微软公司的技术标准之一,它主要用来协调与控制各种应用程序中的通信问题。在此标准下的程序会显露出来其他程序中的内置对象,最终改变对象属性,以实现跨程序运行的目标。此外,二次开发的技术主要包括面向对象的AutoCAD技术和数据库技术。由上述可知,相关工作人员可以使用面向
对象的开发语言,例如VB 或VC 对CAD进行二次开发,从而彻底的摆脱一些繁杂的编程任务,使得面向对象的多种高级开发语言能够方便使用。通过非绘图对象和绘图对象操纵提供的CAD对象,从而实现开发测量绘图的目标,完成开发测量绘图,通过这样使得系统的开发效率和健壮性以及易维护性得到大大提高。根据矿山测量的实际情况,充分利用CAD的二次开发,建立起矿山测量的数字化应用系统,方便、准确的实现数字化数据测量。
2.2、三维可视化技术
三维可视化技术是指对立体化的描绘和理解模型的一种技术手段。充分利用三维可视化技术,可以更加全面的了解地表地形与矿体的空间位置关系和矿体的空间信息,进一步提高矿山测量工作人员的空间分析能力。实现三维可视化的重要技术手段之一是三维动画软件,其他常用的软件还有3DSMAX,Maya 以及Maya 三维动画软件,这些软件不但具有基础的三维视觉效果和制作功能,还具有保函建模数字化和布料模拟以及毛发渲染、先进的运动匹配等多种功能。简单,灵活和完善的特点大幅度提高了三维可视化的制作效率与品质。
2.3、VB数据访问ADO
ADO 是最强大和最近的数据访问OLEDB设计出的,它为各种数据源提供了较高性能的访问,同时通过内部的方法与属性提供了数据访问接口的方法。此外,ADO 为完成数据系统的管理等所有操作提供了方法与属性,其中包括定义字段、表、索引、创建数据库、定位与查询数据、建立表之间的关系等多种工具,管理能力与数据访问完善。在进行CAD二次开发时,VB语言可以通过ADO 对象编程和Data 控件的非编程访问任何数据库,从而实现与其他数据库的连接。
3、矿山测量的数字化技术应用
3.1、全站仪与RTK
(1)在普杳、详杳阶段
这一阶段的应用主要是指地质人员依据现有的地质数据资料,讲行整理,分析出这一区域内成矿的条件,从而对有可能成矿的区域讲行划定,然后再到实地去踏勘,对矿体露头的位置认真标出,这时,我们可以利用全站仪与RTK将坐标勘测出来,并将这一坐标标注在地质地形图上,在露头的位置讲行勘探线、探槽以及钻孔等工程。对于详杳阶段,我们需要利用全站仪与RTK绘制大比例尺的地质地形图,再依据设计勘查的具体要求,对柱状图与剖面图讲行绘制,进而为下一步的估算与开发工作打下坚实的基础。
(2)建井初期
依据国家、省市的相关规定,划定探矿与采矿范围,以及对实地勘测讲行定界讲入施工阶段时,要根据开发方案、施工方案以及实际勘测的数据,确定矿井的位置、办公区域以及矿区堆放的位置架设线路、整平场地等施工过程都离不开
全站仪与RTK。
(3)生产阶段
①对井下巷道的贯诵情况讲行测量,指导技术人员讲行巷道开拓,并且对采掘现状的图纸讲行绘制;②国家职能部门,比如煤炭管理部门、国家管理部门利用全站仪与RTK对矿区审杳,审杳的内容一般为是否存在违法开采的情况,矿井是否存在超层越界的情况;开采单位是否存在擅自更改设计方案的情况等;③对矿区煤炭的储量变化讲行动态监督,从而为相关部门征收管理费用提供数据。
3.2、GPS在矿山测量的实施
在掌握GPS特点和原理的同时,更重要的是把GPS 控制技术运用到矿山测量的工作中, 其中GPS对矿山测量实施包括GPS 点的选埋、观测、数据传输与数据预处理等工作。
3.2.1、选点
GPS测量不是仅有一个观测站,而是有很多,但观测站之间没有要求相互通视,且网点的图形结构也不是一成不变的,比较灵活,故与常规控制测量的选点相比较为简便。但点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义,所以在点位选择的过程中应持有严谨,谨慎的态度,在选点工作中应遵守以下原则:
(1)选择的点位应设在易于安装接收设备,视野开阔的较高点上。(2)点位目标要显著,视场周围15°以上不应有障碍物。(3)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不得小于50m,目的是避免信号间的干扰,影响测量结果。(4)点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路径效应的影响。(5)点位应选在交通方便,便于安装其它相关联的测量及观察设备。(6)对于地面的基础要求稳定,易于点的保存。(7)选点人员应按照工作准则及工程的需要在实地按要求选定点位。当利用旧点时,应对旧点的稳定性,完好性,进行检查和测量,符合要求方可利用。(8)网行应有利于同步观测边、点联结。
3.2.2、标志埋设
对于选好的点位要进行标志,以便于在工作中容易识别,一般是采用埋用具有中心标志的标石,用来精确标志点位,对选定的标石要求坚固,不易毁坏,更重要的是要能长久保存和利用。
3.2.3、开机观测
当前期工作处理完毕时,下步该进行的就是观测,观测的主要目的是捕获GPS 卫星信号,并对其进行跟踪、处理和量测,以获得所需要的定位信息和观测数据。一个时段观测过程中,不允许对机器进行以下操作:关闭又重新启动;进行自测试;改变卫星高度角;改变天线位置;改变数据采样间隔;按动关闭文件和删除文件等功能键,这些都能影响机器的测量结果。
3.2.4、观测记录
当有观测结果出来时,最重要的就是对观测结果进行记录。记录形式有以下两种:观测记录和测量手薄。观测记录由GPS 接收机自动进行,均记录在存储介质上。对于观测结果的所用信息资料都要进行严格的记录,测量信息要及时填写,不能出现漏填或错填的情况,对于测量信息坚决杜绝事后补记和追记。
4、结束语
随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展,RTK 测量技术也日益成熟,是一种新的常用的GPS 测量方法,它与GPS 技术相比较精确性更高。它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS 应用的重大里程碑,它被广泛应用于工程放样、地形测图,各种控制测量等工程中,提高了工作效率。它是GPS 的衍生,在今后的發展中有着光明的前景。
参考文献:
[1]关晓刚.浅谈GPS在地质勘查矿区控制测量中的应用[J].黑龙江科技信息,
2012(36).
[2]吴飞,刘宏发.矿山测量数字化的研究与实践[J].矿业工程,2009.