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[摘 要]伴随着计算机技术、电子技术、空间技术以及信息技术的飞速发展和多项测量新技术的普及应用，我国矿山测量工作正逐步向着数字化、信息化的方向迈进，同时工作效率更加高效，测量结果也更加精确，极大满足了现代化矿山测量工作的需要。本文
[关键词]矿山测量；数字化
中图分类号：TD178 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0331-01
矿山测量数字化主要是利用多种技术，如信息技术、数据库技术以及计算机技术，矿山测量的多个部分运用数字化技术，提高矿山测量的质量。伴随着信息技术的蓬勃发展，数字化技术与测量技术渐渐渗入到矿山测量领域，这也导致人们开始对矿山环境感知进行建模测量研究。矿山测量数字化技术的出现，不但实现了测量图像化，人们甚至可以通过数字化的立体矿山环境模型有种身临其境的感觉。此外，由于数字化测量系统与生俱来的三维属性、实时交互等特点，给矿山测量工作的开展也来了极大的促进作用，这就使得数字化技术在今后的矿山测量领域更加具有生命力。
一、矿山数字化的概述
1.数字矿山的定义
对于数字矿山的定义还没有一个准确的定义，“数字矿山”的提出来源于“数字地球”，其核心是将矿山海量异质的矿山信息在同一时间和空间内，利用科学技术进行 全面、高效的整合和管理，并使之能够更加全面、立体呈现出来。
2.数字化矿山的组成
数字化矿山有五部分组成，大致可以分为采集系统、调度系统、包装系统、核心系统以及功能系统。其中采集系统关键在于所有数据数字化，它主要负责采集和 处理数据，还包括测量、勘探、传感以及文档这四类。调度系统是指MGIS，主要的功能有建立和维护、空间查询和分析以及制图与输出等 GI等，另外还包 括对数据的访问与控制、开放接口和生产调度以及指挥管理等。包装系统主要是 提供多源异质数据空间融合环境和数据过滤，为3D空间提供建模工具，另外，还提供组合与封装机制，包括3DGM和数据挖掘工具。核心系统主要负责对数据和模型进行统一的管理，并且同时进行决策和支持。功能系统主要提供MCAD、VM、MS等各类专业模拟与分析功能。
3.矿山数字化的特征
数字化矿山特征的最终表现为矿山的高度信息化、自动化以及高效率，到无人采矿和遥控采矿。具体表现为：“路网”为高速工业以太网；“车辆”为组件式矿山软件，包括虚拟现实、仿真、科学技术以及可视化等；“过滤”为3D地学模拟和数据挖掘；“调度”为矿山GIS，也称 MGIS ；“燃料”为矿山数据和矿业应用模型；“保障”为以多源异质矿业数据采集和更新。
二、矿山测量数字化应用技术
1.数字化资料处理技术
数字化资料处理技术主要是利用计算机对矿山测量工作中的资料数据进行分析和处理，包括数字、图像以及文字表格，将采集到的矿山测量数据进行加工处理，制成表格后，进行数据共享。在矿山测量中，资料的数字化处理非常重要，简化了资料的存储形式，强化了数据的科学性和规范性，同时对表格、文字、图片等数据数字化方便快捷，数据共享和传输更科学。实际应用中，工作人员一般习惯用Auto CAD和VB等软件技术辅助应用。基OLEDB设计出的ADO，提高了各种数据源的可访问性和内部访问接口的可行性，同时对辅助完善数据库的建立提供了方法和属性，为文字、表、数据定位查询等的访问等各种管理提供了可行性操作。而VB可以通过ADO访问任何数据库，实现了多种数据库的间接连接和共享。微软设计的资料数字化技术，通过其他程序内置对象的显化，协调和控制各不同程序间的联系，改变各对象的性质，达到程序间的跨越式调节。例如通过VB或VC对Auto CAD进行二次开发，可跳过繁杂的程序编辑工作，达到开发对象的绘图工作目的，其开发效率和可维护性大大提高。因此，通过对Auto CAD的二次开发利用，可快速准确地实现矿山的测绘和数字化视图。
2.三维视图数字技术
基于对矿山的空间信息、地表形貌、矿体材质等基本信息的采集处理的三维视图技术，是将实际测量和获得的数据信息处理为三维立体图，运用空天一體化技术和处理软件，为工作人员提供实际的分析和判断依据，Maya和3DSMAX等是最常用的应用软件。前者功能全面，基本功能是三维视图效果功能，外加建模、布料和运动等动态功能，而实际应用方面却不复杂，因此就其应用性而言更合适推广。这种软件必须先建模，就是数据模型，基本元素是点、线、面，布线要与实际比例相符。Maya的三种建模工具组边形、细分曲面以及NURBS的综合调整点线面元素，可准确地把矿山矿井的实际情况和机械设备用三维图表现出来。其次是必须添加相关事务的本质特征属性，即让初次模拟的模型具有实际事务的基本特征，也即现实感，使之与周围环境相匹配。最后是渲染和综合动画。用软件给不同的场景配置不同的灯，将模拟的画面渲染成实际环境界面，然后通过与摄影相结合，时间与空间的结合，完成对整个矿石的立体播放。
3.数字化绘图技术
矿区开采区的地表特征和井下地质条件及开采通道等都是客观存在的，但不是一直不变的，这些会随着开采的进程和要求而产生新的现状，例如开采后的矿质变化和采层厚度等。测绘工作人员要及时客观科学地将这些变化和新现状绘制到图纸上。传统的这种绘制是大量的脑力和体力结合的产物，效率低下，而且不及时，人力物力消耗较大，对高速发展的矿业生产起到了阻碍作用。这些图纸必须大比例实时测绘，及时反映室内数据处理情况。这对于矿区环境的保护、生态的改善、当地经济的可持续发展，起着决定性的作用。这取决于技术的科学性和管理的合理性。矿图的实时科学绘制对上述有直接的决策指导作用。因此，信息化绘图，计算机管理分析，可实时掌控地上地下的情况。其特点是受图纸尺寸影响小、高效、先进、均匀快速、存储修改方便、可连续跟新跟进并形成数据库供对比参照，并结合GIS数据系统，优化矿山的开发规划和运输路线，加强精度测量在环境保护环节的引导作用，合理开发利用矿产资源。
4. RTK数字技术
RTK技术的应用与上速系统有类似性，需选定参考站，然后流动站测量对比。
两站的接收机参数必须相同，且需要严格的校验，数据统一处理。开始测量时，RTK运动测量机可直接显示接收机与中线的距离，以此确定中折线位置。矿山地形复杂，RTK技术可提高测量精度，但控制点变动时，原来的控制网络与新坐标的参数转换要一致。两次发展点的极限为：长度差与高度差均≤0.05m，发展点即可作为新的控制点。RTK技术测量完成后的数据格式需要转换。这种技术对操作人员的要求比较高，专业知识和操作水准决定了测量矿山中的效率和精度。
5. GPS测量技术
为确定最佳GPS的测量，必须先确定某处为基点，且将测量长度控制在半径
30千米以内，推算半径内坐标，近似估算三维无约束平差，得到平差值；对于高程控制，选两个基点，算两点之间的高差，平差计算各GPS高程。由于GPS测量技术对天气环境的要求较高，因此，外部作业时，必须在合适的时间合适的地点合适的外部环境进行。测量时一台测量车上两个人必须同时开启或关闭两台接收机。
总之，数字化矿建设是一个系统性的工程，持续时间较长、工程庞大。利用数据采集以及高速网络传输技术，借助于三维可视化以及虚拟现实技术，可以增强矿山的信息化程度，提高工作的效率，实现无人采矿以及遥控采矿，减少矿井事故的发生率。
参考文献
[1]吴飞，刘宏发.矿山测量数字化的研究与实践[J].矿业工程，2009（04）
[2]王文天.矿山测量中数字化测量技术的应用[J].科技传播，2011（ 20）
[3]麻中云.矿山测量的数字化技术研究[J].科技风，2013（06）
[关键词]矿山测量；数字化
中图分类号：TD178 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0331-01
矿山测量数字化主要是利用多种技术，如信息技术、数据库技术以及计算机技术，矿山测量的多个部分运用数字化技术，提高矿山测量的质量。伴随着信息技术的蓬勃发展，数字化技术与测量技术渐渐渗入到矿山测量领域，这也导致人们开始对矿山环境感知进行建模测量研究。矿山测量数字化技术的出现，不但实现了测量图像化，人们甚至可以通过数字化的立体矿山环境模型有种身临其境的感觉。此外，由于数字化测量系统与生俱来的三维属性、实时交互等特点，给矿山测量工作的开展也来了极大的促进作用，这就使得数字化技术在今后的矿山测量领域更加具有生命力。
一、矿山数字化的概述
1.数字矿山的定义
对于数字矿山的定义还没有一个准确的定义，“数字矿山”的提出来源于“数字地球”，其核心是将矿山海量异质的矿山信息在同一时间和空间内，利用科学技术进行 全面、高效的整合和管理，并使之能够更加全面、立体呈现出来。
2.数字化矿山的组成
数字化矿山有五部分组成，大致可以分为采集系统、调度系统、包装系统、核心系统以及功能系统。其中采集系统关键在于所有数据数字化，它主要负责采集和 处理数据，还包括测量、勘探、传感以及文档这四类。调度系统是指MGIS，主要的功能有建立和维护、空间查询和分析以及制图与输出等 GI等，另外还包 括对数据的访问与控制、开放接口和生产调度以及指挥管理等。包装系统主要是 提供多源异质数据空间融合环境和数据过滤，为3D空间提供建模工具，另外，还提供组合与封装机制，包括3DGM和数据挖掘工具。核心系统主要负责对数据和模型进行统一的管理，并且同时进行决策和支持。功能系统主要提供MCAD、VM、MS等各类专业模拟与分析功能。
3.矿山数字化的特征
数字化矿山特征的最终表现为矿山的高度信息化、自动化以及高效率，到无人采矿和遥控采矿。具体表现为：“路网”为高速工业以太网；“车辆”为组件式矿山软件，包括虚拟现实、仿真、科学技术以及可视化等；“过滤”为3D地学模拟和数据挖掘；“调度”为矿山GIS，也称 MGIS ；“燃料”为矿山数据和矿业应用模型；“保障”为以多源异质矿业数据采集和更新。
二、矿山测量数字化应用技术
1.数字化资料处理技术
数字化资料处理技术主要是利用计算机对矿山测量工作中的资料数据进行分析和处理，包括数字、图像以及文字表格，将采集到的矿山测量数据进行加工处理，制成表格后，进行数据共享。在矿山测量中，资料的数字化处理非常重要，简化了资料的存储形式，强化了数据的科学性和规范性，同时对表格、文字、图片等数据数字化方便快捷，数据共享和传输更科学。实际应用中，工作人员一般习惯用Auto CAD和VB等软件技术辅助应用。基OLEDB设计出的ADO，提高了各种数据源的可访问性和内部访问接口的可行性，同时对辅助完善数据库的建立提供了方法和属性，为文字、表、数据定位查询等的访问等各种管理提供了可行性操作。而VB可以通过ADO访问任何数据库，实现了多种数据库的间接连接和共享。微软设计的资料数字化技术，通过其他程序内置对象的显化，协调和控制各不同程序间的联系，改变各对象的性质，达到程序间的跨越式调节。例如通过VB或VC对Auto CAD进行二次开发，可跳过繁杂的程序编辑工作，达到开发对象的绘图工作目的，其开发效率和可维护性大大提高。因此，通过对Auto CAD的二次开发利用，可快速准确地实现矿山的测绘和数字化视图。
2.三维视图数字技术
基于对矿山的空间信息、地表形貌、矿体材质等基本信息的采集处理的三维视图技术，是将实际测量和获得的数据信息处理为三维立体图，运用空天一體化技术和处理软件，为工作人员提供实际的分析和判断依据，Maya和3DSMAX等是最常用的应用软件。前者功能全面，基本功能是三维视图效果功能，外加建模、布料和运动等动态功能，而实际应用方面却不复杂，因此就其应用性而言更合适推广。这种软件必须先建模，就是数据模型，基本元素是点、线、面，布线要与实际比例相符。Maya的三种建模工具组边形、细分曲面以及NURBS的综合调整点线面元素，可准确地把矿山矿井的实际情况和机械设备用三维图表现出来。其次是必须添加相关事务的本质特征属性，即让初次模拟的模型具有实际事务的基本特征，也即现实感，使之与周围环境相匹配。最后是渲染和综合动画。用软件给不同的场景配置不同的灯，将模拟的画面渲染成实际环境界面，然后通过与摄影相结合，时间与空间的结合，完成对整个矿石的立体播放。
3.数字化绘图技术
矿区开采区的地表特征和井下地质条件及开采通道等都是客观存在的，但不是一直不变的，这些会随着开采的进程和要求而产生新的现状，例如开采后的矿质变化和采层厚度等。测绘工作人员要及时客观科学地将这些变化和新现状绘制到图纸上。传统的这种绘制是大量的脑力和体力结合的产物，效率低下，而且不及时，人力物力消耗较大，对高速发展的矿业生产起到了阻碍作用。这些图纸必须大比例实时测绘，及时反映室内数据处理情况。这对于矿区环境的保护、生态的改善、当地经济的可持续发展，起着决定性的作用。这取决于技术的科学性和管理的合理性。矿图的实时科学绘制对上述有直接的决策指导作用。因此，信息化绘图，计算机管理分析，可实时掌控地上地下的情况。其特点是受图纸尺寸影响小、高效、先进、均匀快速、存储修改方便、可连续跟新跟进并形成数据库供对比参照，并结合GIS数据系统，优化矿山的开发规划和运输路线，加强精度测量在环境保护环节的引导作用，合理开发利用矿产资源。
4. RTK数字技术
RTK技术的应用与上速系统有类似性，需选定参考站，然后流动站测量对比。
两站的接收机参数必须相同，且需要严格的校验，数据统一处理。开始测量时，RTK运动测量机可直接显示接收机与中线的距离，以此确定中折线位置。矿山地形复杂，RTK技术可提高测量精度，但控制点变动时，原来的控制网络与新坐标的参数转换要一致。两次发展点的极限为：长度差与高度差均≤0.05m，发展点即可作为新的控制点。RTK技术测量完成后的数据格式需要转换。这种技术对操作人员的要求比较高，专业知识和操作水准决定了测量矿山中的效率和精度。
5. GPS测量技术
为确定最佳GPS的测量，必须先确定某处为基点，且将测量长度控制在半径
30千米以内，推算半径内坐标，近似估算三维无约束平差，得到平差值；对于高程控制，选两个基点，算两点之间的高差，平差计算各GPS高程。由于GPS测量技术对天气环境的要求较高，因此，外部作业时，必须在合适的时间合适的地点合适的外部环境进行。测量时一台测量车上两个人必须同时开启或关闭两台接收机。
总之，数字化矿建设是一个系统性的工程，持续时间较长、工程庞大。利用数据采集以及高速网络传输技术，借助于三维可视化以及虚拟现实技术，可以增强矿山的信息化程度，提高工作的效率，实现无人采矿以及遥控采矿，减少矿井事故的发生率。
参考文献
[1]吴飞，刘宏发.矿山测量数字化的研究与实践[J].矿业工程，2009（04）
[2]王文天.矿山测量中数字化测量技术的应用[J].科技传播，2011（ 20）
[3]麻中云.矿山测量的数字化技术研究[J].科技风，2013（06）