略谈数字化测量技术在矿山测量的应用

摘 要：随着传统测绘技术向数字化测绘技术发展，矿山测量技术已经取得了长足的进步，发展迅速，取得了令人瞩目的成就。21世纪的矿山测量将是测量数据采集和处理实现自动化、实时化、数字化，测量数据传播和应用的网络化、多元化。文章重点介绍了数字化测量技术在矿山测量的应用，以供同行参考。

关键词：数字化测量技术，矿山测量，应用

中图分类号：P231.5文献标识码： A 文章编号：

1、前言

矿山测量学是采矿学科的一个重要分支，是与生产实践密切相关的学科。随着科学技术的飞速发展，特别是计算机技术，微电子技术，激光技术等新技术开发和应用，以及测绘技术本身的进步，为矿山测量技术的进步提供了新的方法和途径，并有效地推动和促进矿山测量技术的发展。

2、矿山测量中的数字化技术

2.1 数字化测量技术

2.1.1 三维可视化技术

所谓的三维可视化技术是对模型进行立体化描绘与理解的技术手段 ，其是数据体表征形式的一种。利用三维可视化技术 ，对矿体的空间信息、矿体与地表地形的空间位置关系均可以有更全面的理解 ，提高了测量人员空间分析的能力。三维动画软件是实现三维可视化的主要手段 ，常用的软件有 3DS MAX 以及 Maya，下面我们就以 Maya 为例谈谈三维动画软件的应用。Maya 不但有基础的三维以及视觉效果制作功能 ，而且还包括现在最先进的毛发渲染、运动匹配以及布料模拟和建模数字化等功能 ，由于其具有灵活、简单、完善等特点 ，所以可以大幅提高三维可视化模型的品质与制作效率。其具体的制作流程如下 ：

第一步 ，建模 ，主要是建立场景的造型与道具。在 Maya 中 ，所有的模型均是点、线、面构成的 ，所以模型的布线也一定要是常规的布线方式 ，比例也要与实际相符。Maya 有三种建模工具组 ，分别为多边形、细分曲面以及 NURBS 等 ，应用建模工作组 ，并适当调节点、线、面 ，即可把矿井中的实际情况以及矿山机械的工作情况用三维模型快捷的表现出来 ，并且效果与真实情况非常接近。第二步 ，贴材质 ，即质感。因为建立的初始模型不具备事物特征 ，即没有光泽与颜色 ，所以要在详细分析的基础上 ，获取周围环境中与模型相近的特征 ，比如颜色光泽、光滑度以及反射效果等等 ，然后把这些属性特征予以数字化处理后赋予到物体上 ，提高模型的真实度。如果一些特征通过材质难以完成 ，比如纹理与明暗效果等 ，可以将物体原来的 UV 坐标导出 ，通过其它的绘图软件出理后再赋予物体。

第三步 ，渲染 ，这个过程可以利用 Maya 的灯光来完成。通常每个场景均需要多个灯光 ，按照事物氛围进行灯光的搭配 ，并调节灯光的颜色强弱、辐射范围以及明暗效果等 ，将模拟世界的画面渲染出来。

第四步 ，动画 ，按照摄像机所拍摄的画面 ，在时间与位置上进行合理的结合 ，并通过 Maya 中的蒙皮技术、骨骼系统、粒子系统等完成动画或者特效。

2.1.2 资料处理数字化技术

资料处理的数字化技术是矿山测量数字化系统中非常重要的一种技术。矿山测量工作主要包括需测数据的采集、存储、处理与管理，需测数据主要有文字、图形、表格以及数字等几种类型。资料处理数字化测量技术具体而言就是利用计算机技术进行辅助绘图和对测量资料进行电子图表化。为实现这两个数字化并分享数据，众多从事矿山测量的工作人员一般会通过AutoCAD和VB等多种软件实现开发与应用。

1） 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。

2） 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Au-toCAD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和图纸绘制

2.1.3 数字化绘图技术

矿山测量工作人员的主要任务就是及时的、科学的、正确的将这些物质及其关系变化在各种图纸上反映出来，将这些图纸称之为矿图。矿山测量的重要任务与内容就是矿图和大比例尺的测绘，常规的灰土方法是体力劳动与脑力劳动兼职的一份艰苦工作，除此之外还需要处理大量的室内数据和绘图任务，绘图成图的时间长，产品单一，无法适应现代化矿井建设与生产的需要。且在开发矿产资源的过程中，会无法避免的造成土地破坏，生态环境恶化以及环境和矿区土地的破坏，严重影响了矿区的发展，甚至对当地经济的发展产生了严重的负面影响。在信息化快速发展的今天，如何充分发挥开发矿区的最大效益，不断改善矿区的环境成为一个严峻的问题。传统的成图方式已经无法满足现代化矿山企业的生产、管理、贮存、采掘以及保护环境和可持续发展等多重要求，数字化绘图技术逐步取代了传统的成图方式。所谓数字化绘图技术是指将矿图变为数字信息，即通过计算机成图、分析和管理解决以上的问题，及时的掌握井下和地面的空间关系和相关信息，为矿山企业的发展提供准确、快速的决策依据。与传统的绘图方法相比，数字化绘图技术具有无可比拟的有点：

1） 能够连续的派生和更新不同比例尺的图纸，实现一测多用的目标；

2） 工作效率高、精度高而均匀，技术比较先进；

3） 能够与地理信息系统衔接，为优化矿山运输线路，优化矿山的规划，优化环境保护的方案以及土地复垦等提供准确、快速地决策依据。因此，在矿山测量中，应加强数字化绘图技术的广泛使用，将数字化技术与矿图紧密结合，促进矿山企业的快速发展，使得矿产资源合力开展。

2.2 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

结语

在信息迅速发展的今天，数字化技术逐步取代了传统的矿山测量技术，现代矿山测量与生产的要求也随之越来越高。矿山测量不仅仅关系到矿山的生产安全性，还关系到矿山开采、科学生产等重要工作。因此，相关企业与工作人员在从事矿山测量工作时，应广泛使用先进的数字化技术，提高矿山企业的安全生产效率，促进矿山企业的可持续发展。

参考文献

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[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(11).