矿山三维建模测量的应用方法探讨

【摘 要】参照软件测量数据库的建立思想，建造矿山各部门的数据库，用来形成规模的矿山数字化管理系统，推进矿山的测量技术发展。

【关键词】CAD建模；土方计算；矿山测量；数字化

“数字化矿山”是在一定的时间和空间的结构下，通过数字化和三维建模实现矿山地上地下所有对象的可视化透明管理，通过可以采选过程的仿真模拟，实现各种灾害的提前预警，预防、免除灾害的发生，达到本质上的安全；通过精细化的管理，实现企业资源的绝佳运用，降低生产经营成本，实现高产高效，实现最终的目标：采矿过程的可视化、自动化、智能化以及无人化。

1. 三维矿山系统建立

现今科学技术、计算机技术、信息技术以及网络技术的突飞猛进的发展，以矿山为主的企业逐步利用信息化来改造传统矿山生产工艺流程，大大的提高了矿山企业生产管理的现代化水平。随着信息化应用的深入，仅仅实现计算机的辅助设计，提高图纸的美观程度，形成电子地图用来可视是远远不够的，还需要自动化程度更高的专家系统来辅助生产决策的制定，建立三维矿山系统，主要用于地质、测量、采矿和生产管理几个方面，用来为固体矿产的地质勘探数据管理、矿床地质模型、构造模型、传统和现代地质储量计算、露天和地下矿山采矿设计、短期露天进度计划和生产设施数据、规划目标数据建立；实现此类项目使用的三维可视化，为矿山资源的管理、资源的开采效率管理和生产数据管理提供技术支持与服务。

三维矿山系统能实现矿山地质、矿山测量、采矿技术人员的计算机辅助设计、矿体圈定与储量计算、剖面图制作等智能决策，用来解决矿山海量数据复杂定义、动态查询、三维模型的建立、矿体自动圈定、自由剖分等关键性的技术难题，并且还能实现多层次、功能强大的管理信息系统。对矿山进行科学的、全面的管理；准确、及时的采集、处理、查询和分析数据，为各职能部门和管理人员提供现代化信息，提高了分析决策的准确性和科学性，有效的控制盒降低了生产成本，提高了劳动生产效率。

2. 矿山测量

伴随着矿山数字化的兴起，三维可视化技术进入矿山的新的发展阶段，越来越多的三维制图软件应用于矿山工程中，并且得到了实际运用。矿业工程软件它具有强大的地质、测量、采矿等工程设计及施工管理功能，它简单耐用、专业应用性强的特点，在地质测量使用中具有不可忽视的作用。数据管理是矿山数字化信息管理平台运行的基础，但是矿山数据的种类繁多，数据格式的差异也大，数据库系统的开发具有强烈的难度和针对性。根据矿山测量数据的一些特点，利用矿业工程软件进行第二次开发，建立矿山测量数据库，实现数据的网络共享和电脑自动成图功能，解决矿山测量数据管理应用中存在的一些尖端问题，满足矿山生产的需求。

2.1 测量数据的类型

矿山数字化的建立，首先要进行的是对矿山数据的采集和整理，通过多种技术手段获取多种形式的数据类型，并且进行必要的处理，才能建立合适的数据库系统。所以，对矿山现有的数据类型进行分析和整理，以满足建立数据库的要求。

2.2 步距测量数据

步距测量的原理是在两个已知导线点间拉一条直线，由其中一点开始按照一定的步距，分别量取左右边帮到该直线的垂直距离。步距测量法的数据包括导线点数据、步距数据，由此其形成的数据表格也分为导线点数据表和步距数据表两个表。

2.3 数据库模型分析

建立矿山测量数据库，主要目的就是改变传统人工绘制实测图的做法（2000年就已数字化），因为随着现代测绘设备及各种成图软件的迅速发展普及，数字化成图必然取代传统手工成图，这是测绘发展的必然趋势。同时，目前的矿业工程软件也拥有了对原始数据的积累和分析以及实现矿山信息的分布式共享的特点，这对于利用软件构建矿山测量数据库奠定了重要的基础。

（1）测量数据不仅为测量工作提供依据，而且对矿山生产设计、地质建模等都具有不可替代的作用，因此，测量数据库的建立必须同时保证矿山各个部门的共享功能。通过矿内设置的服务器网络，将形成的数据库通过内网进行网络共享，实现测量数据的公用。同时，数据库用户的管理也要有对应的层次，对数据库的使用管理、数据库中数据的上传、下载、删除、清理等功能，依据使用需要进行权限的分配，建立完善的数据库管理系统。根据矿山测量数据的类型，按照矿山的结构特点，形成不同的数据库模式，包括步距测量数据库、空区数据库、全站仪数据库和文件数据库等。利用软件中“导线点步距法”的思路，实现步距测量数据库和全站仪数据库的自动成图功能。

（2）步距测量数据库。将步距测量法实测的两个数据表格，即导线点数据表和步距测量数据表，上传到服务器上的数据库中，通过软件自动成图，实现用户下载时直接形成实测图的线性文件，再进行人工连线成图。同时，根据矿山井巷工程不断选进、实测图不断更新的特点，步距测量数据库还拥有自动更新的功能。可以分段分时采集同一水平的矿区实测数据，只要上传时存放在一个数据库内，就能自动识别，分析哪些地方应该断开哪些地方应该连接，从而实现自动更新，形成新的图件。

（3）竖井和空区数据库。在软件的图形区里，建立各竖井和空区的线性图，然后按照竖井和空区的名称进行命名，同时保存到数据库服务器上，以形成竖井和空区数据库。

（4）全站仪碎步测量数据库。将整理好的全站仪碎部测量数据库整理好上传到服务器上，根据软件自动成图，也可以用实现矿山用户下载时直接形成矿区实测图的线性文件。全站仪碎步测量数据主要的工作是前期处理，因为其数据结构需要标明测点点号和连接下一点的点号，因此在采集现场数据的同时必须做好现场草图的描绘，能够在将数据录入电子表格的时候正确的输入点号和下一点号。

3.结束语

通过对测量数据库的开发，完善了测量数据库在矿山测量方面的具体应用，这对于矿山的生产具有重要的指导意义。根据软件测量数据库的建立思想，建立矿山各部门的数据库，形成规模的矿山数字化管理系统，有助于促进矿山的科技进步，有利于矿山资源的合理利用和矿山企业的长足发展。

参考文献：

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作者简介：

郭玉冰，职称：助理工程师，单位：吉林省地矿测绘院。