煤矿测绘新技术

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　　【摘要】 随着光学、电子学、激光学、以及数据处理技术的的发展，测绘技术在煤矿领域发生了很大的变化。
　　【关键词】 GPS GIS 遥感技术 全站仪 虚拟现实技术
　　1、引言
　　煤矿资源是国民经济活动中的基础，测绘工作作为煤矿开发的一项基础性工作，在勘探，开发和生产的的各个阶段，对矿区的数据，环境，以及地理情况进行处理，利用，建模等，从而可以实现对资源的合理开发和利用，保护脆弱的生态系统，最终可以实现人和自然的和谐相处。近几年，随着很多新技术的发展，测绘技术也得到了很大的提升。各种测绘新技术应用煤矿资源的开发中。
　　
　　2、GPS技术在煤矿测绘中的应用
　　全球定位系统GPS是卫星导航系统，具有全天候、全球性、实时性、连续性、导航定位和定时功能，为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。文献[1]采取GPS RTK进行控制测量，能够实时知道定位精度，当点位精度满足要求了，很快便可以采集所需要点的坐标值。文献[2]提到GPS在建立矿区控制网上的应用，分析了测区的高程已长眠形态，建立了基于多面函数的高程异常面的模型，实现高程系统的转换。文献[3]介绍利用GPS建立矿井近井点的方法，讨论方法的优缺点。利用GPS建立矿井近井点精度高，速度快，可全天候作业，为煤矿安全生产提供了保证。
　　3、GIS技术在煤矿测绘中的应用
　　地理信息系统（GIS）是专门用于空间信息处理和管理的计算机系统。煤矿的图形资料和属性资料都具有空间位置特征，这决定了GIS可在该领域发挥重要的作用。所以在煤矿测绘的过程中，会产生大量的数据，这就需要GIS进行高效的处理，从而达到矿区测绘的高效与精准。
　　国内外很多学者将其引入到矿山测量以及管理中，并且开发了许多相应的系统软件，基本实现了煤矿测绘资料的科学管理和利用。但这些系统仍存在许多不足，如数据通信功能弱、数据保密相差等。因此有必要采取一定的技术手段，解决煤矿测绘中因数据量大造成的数据管理、数据传输、数据保密等问题。文献[基于GIS的矿山开采沉陷信息可视化应用]基于概率积分法开采沉陷预计结果，利用ArcGIS的ArcScene模块实现地表变形预计数据的三维可视化表达，并以预计的下沉量为例进行可视化结果的等值线绘制、任意剖面图制作、任意点位形变信息提取应用分析。
　　4、遥感技术在煤矿测绘中的应用
　　
　　近年来随着卫星遥感技术的发展，高分辨率遥感图像正愈来愈多地应用于矿山环境监测与治理中。通过航天遥感，可以取得农作物和植被的生长情况，进而研究地下开采对大自然的影响。探寻有效的开采方法，保护生态环境。
　　遥感技术在测绘中有很多应用：1）地表的沉陷、沉陷程度监测；2)煤污染的范围、污染程度等；3)露天矿边坡稳定性监测等；4）城市热辐射监测等。文献[IKONOS影像在矿山环境遥感监测中的应用—以白银煤矿区为例]表明IKONOS融合图像对于煤矿区的监测效果理想，较好地实现了对矿业活动占地情况、矿山地质灾害以及矿山周边环境的监测。文献[煤矿关闭前后土地利用RS与GIS动态监测]从数据的获取、遥感影像处理、年度变化信息提取、土地利用转移矩阵的建立等过程来分析土地利用RS与GIS动态监测过程。采用遥感和GIS技术来监测矿区土地利用动态情况。对于矿区土地资源合理利用、科学管理和综合治理具有重要的意义。
　　5、全站仪在煤矿测量中的应用
　　全站型电子速测仪(简称全站仪)是由电子测角、电子测距、计算和数据储存等组成的：维坐标测量系统。全站仪具有角度测量．距离(斜距、平距，高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途全站仪可以较完善地实现测量与处理过程中的一体化和电子化，将其运用到煤矿测量中能有效简化测量程序，提高测量工作效率和精度。
　　全站仪具有测距仪的优点，并且可以获得数字式测量的结果，操作非常的简便、性能也是十分的稳定、数据可通过电子器与计算机进行通讯等使得它在煤矿测绘中得到了巨大的应用。地面工程测量、控制测量、地形测量均可利用全站仪进行，井下的一些工作也可用全站仪来进行测量。
　　
　　6、虚拟现实技术在煤矿测绘技术中的应用
　　
　　虚拟现实技术的起源可追溯到1965年，IEIP会议上有一篇题为“The Ultimate Display”的报告，他们指出：人们可以把显示屏当作一个窗户来观察一个虚拟世界，其挑战性就在于窗口中的图像必须看起来真实，而且其中物体的行为也很真实。
　　地形可视化主要研究数字地形模型或数字高程的简化、显示、仿真的一些内容，应用在和虚拟与现实(VR)、地理信息系统(GIS)、地形的穿越飞行相关的领域。地形的可视化关系到地学、仿真等领域的核心技术。地形可视化的核心问题就是解决由大量的地形数据构成的复杂地形表面模型与计算机图形硬件有限的绘制能力之间的矛盾，近年来随着数字地球计划的提出，国内外众多学者来时研究大规模数字地形的可视化。
　　7、煤矿测绘技术的展望
　　GPS已经在各个领域得到了迅速发展。但在煤矿测绘的工作中，有许多测量工作是在井下进行的，由于一些天然的因素，无法接收GPS卫星信号。使GPS的应用受到了很大的阻碍。要将GPS卫星发射的信息用于井下测量中。需解决岩层中的通信问题。可以采用的通信手段是以超声波作为载波。将信号通过岩层传到井下，实现井下的实时定位。
　　目前在煤矿测量的技术中还有大量的工作需要做，其中工作量比较大的是对超声波在岩石中传播特性进行研究。以及准确及时的岩性物探方法。岩层通信技术如能研究成功。对井下安全保障将会极大改善，亦可及时掌握矿井灾害情况。为灾害救援及时提供信息。
　　参考文献
　　[1] 张应学.GPS在矿山测量中的工作原理及应用分析[J].中国新技术新产品.
　　[2] 陈绍杰，秦永洋，等.顾桥矿区GPS基准网高程系统转换研究[J].测绘，2010，33（1）：
　　33-38.
　　[3] 苏轩，张爱生.用GPS建立煤矿近井点[J].城市勘测，2010，（2）：76-77，80.
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