矿山测量数字化应用.docx

矿山测量数字化应用摘要：随着矿山生产的发展和科学技术的进步矿山测量向工程型转化是矿山测量事业发展的必然。本文详细阐述了矿山测量数字化技术的应用。关键词：数字矿山；矿山测量；地理信息中图分类号：TD17文献标识码：A文章编号：引言随着数字地球和数字中国等数字化的概念和体系建设数字矿山近年来得到了足够的重视也取得了较大的发展。矿业可持续发展过程必然是矿山测量工程化发展过程也是多学科穿插重新组合形成新门类学科的过程。矿山测量工作者在矿山边坡工程、矿山地压控制开采沉陷及采矿地表建设、岩石动力学问题等发挥较重要的决策职能。一、数字化矿山的特征和基本组成基于DM的定义DM应具有以下六大特征:以高速企业网为“路网”;以采矿CAD(MCAD)、虚拟现实(VR)、仿真(CS)、科学计算(SC)与可视化(VS)为“车辆”;以矿业数据和矿业应用模型为“货物”;以真三维地学模拟(3DGM)和数据挖掘为“包装”;以多源异质矿业数据采集与更新系统为“保障”和以矿山GIS(MGIS)为“调度”。DM的最终表现为矿山的高度信息化、自动化和高效率以至到无人采矿和遥控采矿。DM的基本组成可大致为采集系统、调度系统、功能系统、包装系统和核心系统五部分。1、采集系统负责数据采集与处理包括测量、勘探、传感和文档四类基础数据采集子系统;其关键是所有数据的数字化。2、调度系统指MGIS负责提供拓扑建立与维护、空间查询与分析、制图与输出等GIS基本功能并进行数据访问控制、开放接口和生产调度与指挥管理等。3、功能系统负责提供各类专业模拟与分析功能包括MCAD、VM、MS、SC、AI和SV等。4、包装系统负责提供3D空间建模工具、多源异质矿山数据的空间融合环境和数据过滤、组合与封装机制包括3DGM和数据挖掘工具。5、核心系统负责统一管理数据和模型决策分析与支持等。二、矿山数字化测量技术1、矿山测量任务矿山测量因具有一定的的特殊性和多学科交叉性曾单独为一个专业它的发展和进步与三个方面密切相关:一是采矿技术和矿业工程的发展及要求;二是测绘科学技术与仪器设备的发展;三是其它学科的发展与影响。矿山测量工作者担负着矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图矿体几何储量管理及开采监督开采沉陷观测及开采损害防护等任务。近十多年来资源、环境、灾害和人口问题成为人类社会发展的四个重大问题。国内外资料表明矿山测量工作者在矿区和工矿城市环境的动态综合监测环境评价及矿区环境信息管理矿区开采信息管理系统开采沉陷区综合治理等方面做了大量的工作起到了重要作用。目前以3S为主导的空间信息技术将逐渐应用于矿山测量及矿山建设与生产中对现代化采矿工业起到优质高效服务和辅助决策的作用。现代矿山测量的主要任务可概括为:在矿山勘测、设计、开发和生产运营阶段对矿区地面和地下空间资源(以矿产资源和土地资源为主)和环境信息进行采集、存储、处理、显示、分析、利用为合理有效的开发资源、保护资源、保护环境、治理环境服务为工矿区可持续发展服务。2、主要研究内容与目标在数字矿山建设中就矿山测量而言除常规的矿井建设、生产中的测量任务之外应特别重视以下的研究:矿图数字化与数字化成图—自动化矿山地学信息采集系统;矿山开采环境的综合评价与治理—矿山开采环境四维动态信息系统;GIS和GPS(全球定位系统)结合及其在矿山开采环境监测与治理中的应用—矿山开采环境实时监测系统;矿山环境信息系统的质量模型及其精度不确定性处理—矿山开采环境信息系统的误差分析系统。2.1矿图数字化和数字化成图—自动化矿山地学信息系统矿图数字化和数字化成图将成为矿山GIS数据采集的基本手段。实现数据采集自动化是降低矿山GIS成本的重要途径。综合利用不同的数据源(井上下测量、数字化矿图、地勘信息、航测遥感信息等)、建立适合矿山各类应用的基础地理空间信息数据库及分层信息(包括设备位置及属性信息)建立好矿山地学信息系统。同时注重模式识别和专家系统理论。研究的最终目标是实现矿图数据采集、识别和处理的自动化。2.1.1三维可视化技术三维可视化技术是对矿山数据建立模型并进行立体化描绘的技术手段它将数据转化成可视的形象具体能够表现矿体的空间位置、地形形态、矿井上下的操作演示形象直观能够增强工作人员的理解增强开发过程中的精确度并且能够增强矿山工作的安全性。实际运用中经常使用3DMAX和Maya设计软件。首先要建立模型。就是通过软件中的点、线、面的合理配合与调度根据相关数据建立矿体的数字化模型能够展现矿体的