七十年代以來，隨著電子技術(shù)和激光技術(shù)的發(fā)展，光電結(jié)合型的測繪儀器(如測距儀、全站儀、陀螺儀)對傳統(tǒng)的測繪儀器方法產(chǎn)生了深刻的影響。以衛(wèi)星遙感、全球定位系統(tǒng)為代表的空間對地觀測技術(shù)在測繪科學中的應(yīng)用日趨成熟，以計算機技術(shù)、系統(tǒng)科學為基礎(chǔ)的地理信息系統(tǒng) 的出現(xiàn)和應(yīng)用為多源測繪信息的獲取、分析、管理、處理及其充分應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持，自動化、智能化的測繪系統(tǒng)已處于研究之中，因此可以說，現(xiàn)代測繪技術(shù)正在經(jīng)歷著一場深刻的革命。礦山測量技術(shù)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，在廣大的煤礦、金屬礦山、有色礦山等的生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要的作用。礦山測量的現(xiàn)代任務(wù) 是：在礦山勘探、設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)運營的各個階段，對礦區(qū)地面和地下的空間、資源、(以礦產(chǎn)和土地資源為主)和環(huán)境信息進行采集、存儲、處理、顯示、利用，為合理、有效地開發(fā)資源、保護資源、保護環(huán)境、治理環(huán)境服務(wù)，為工礦區(qū)的持續(xù)發(fā)展報務(wù)。為了實現(xiàn)其現(xiàn)代任務(wù)，礦山測量必須充分應(yīng)用現(xiàn)代測繪儀器和技術(shù)，將先進的現(xiàn)代技術(shù)同礦山測量的實際工作、具體特點相結(jié)合，拓寬礦山測量的生存空間和業(yè)務(wù)范圍，促進礦山測量的改革和發(fā)展，適應(yīng)市場經(jīng)濟體制和礦山體制改革的需要。全站儀、空間信息技術(shù)、慣性測量系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪儀器技術(shù)均已在礦山測量中得到了應(yīng)用并正在不斷向縱深發(fā)展。為此本文對現(xiàn)代測繪儀器技術(shù)的發(fā)展及其在礦山測量的應(yīng)用進行系統(tǒng)的分析和研究，以使礦山測量更好地服務(wù)于礦山可持續(xù)發(fā)展。

    現(xiàn)代測繪儀器、技術(shù)及其在礦山測量中的應(yīng)用

    1 全站儀及其在礦山測量中的應(yīng)用

    全站儀作為當前應(yīng)用最為廣泛的測繪儀器，是電子技術(shù)與光學技術(shù)發(fā)展結(jié)合的光電測量儀器，也是集測距儀、電子經(jīng)緯儀的優(yōu)點于一體的、應(yīng)用前途廣泛的儀器，智能化的全站儀是目前銷量最大的測繪儀器，也是今后發(fā)展的主要方向。智能型全站儀是集光、電、磁、機的最新科學成果，集測距、測角為一體的先進儀器。國際上先進的全站儀均以存儲卡、內(nèi)部存儲器或電子手簿的方式記錄數(shù)據(jù)，具有雙路傳輸?shù)耐ㄓ嵐δ埽芙邮胀獠坑嬎銠C的指令，由計算機輸入數(shù)據(jù)，也能向外部計算機輸出數(shù)據(jù)。目前國際上較先進的全站儀有日本ＳＯＫＫＩＡ生產(chǎn)的ＰＯＷＥＲＳＥＴ系列全站儀及其ＳＥＴ5Ｆ、ＳＥＴ6Ｆ、ＳＥＴ5Ｗ全站儀，瑞士Ｌｅｉｃａ公司生產(chǎn)的ＴＣＡ100及ＴＣＡ1800全站儀，日本ＮＩＫＯＮ的ＤＴＭ-Ａ系列全站儀等。我國目前僅有南方測繪儀器公司生產(chǎn)的ＮＴＳ-200 系列全站儀。全站儀已在工程測量、礦山測量、地籍測量等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展及應(yīng)用正處在飛速發(fā)展之中。全站儀由于兼具有經(jīng)緯儀和測距儀的優(yōu)點，且以數(shù)字形式提供測量成果，其操作簡便、性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可通過電子手簿與計算機進行通訊等優(yōu)點使其在礦山測量中得到了廣泛的應(yīng)用。地面控制測量、地形測量、工程測量均可利用全站儀進行，聯(lián)系測量、井下測量工作也可用全站儀進行。以全站儀為代表的智能化、數(shù)字化儀器是礦山測量儀器今后的發(fā)展方向之一。基于全站儀和現(xiàn)代計算機技術(shù)可建立礦山三維數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、處理的礦山測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的手簿記錄、手工錄入、繁瑣計算等大量的重復性的工作。此外，全站儀在礦山地表移動監(jiān)測、礦區(qū)土地復墾工程實施、礦區(qū)施工等方面也都得到應(yīng)用，各大礦的測量機構(gòu)正在以全站儀取代傳統(tǒng)的儀器進行日常的測量工作，既提高了效益，加快了速度，又減少了開發(fā)，保證了精度。

    2 空間信息技術(shù)及其在礦山測量中的應(yīng)用

    空間信息技術(shù)的核心和主體是“3Ｓ”技術(shù)，即遙感(ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ：ＲＳ)、全球定位系統(tǒng) (ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍＧＰＳ)、地理信息系統(tǒng)(ＧｒｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ：ＧＩＳ)。遙感包括衛(wèi)星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應(yīng)用，衛(wèi)星遙感用于測圖也正在礦究之中并已取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數(shù)字地面模型(ＤＴＭ)進而應(yīng)用于測繪工作已獲得了較多的應(yīng)用。ＧＰＳ作為一項引起傳統(tǒng)測繪觀念重大變革的技術(shù)，已經(jīng)成為大地測量的主要技術(shù) 手段，也是最具潛力的全能型技術(shù)，在礦山測量、控制測量、工程測量、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)以及交通運輸工具的導航方面發(fā)揮著重要的作用。由于ＧＰＳ不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優(yōu)點，而且與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，無嚴格的控制測量等級之分，不必考慮測點間通視，不需造標，不存在誤差積累，可同時進行三維定位等優(yōu)點，在外業(yè)測量模式、誤差來源和數(shù)據(jù)處理方面是對傳統(tǒng)測繪觀念的革命性轉(zhuǎn)變。地理信息系統(tǒng)作為對空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集、處理、管理、分析的計算機技術(shù)系統(tǒng)，其發(fā)展和應(yīng)用對測繪科學的發(fā)展意義重大，是現(xiàn)代測繪技術(shù)的重大技術(shù)支撐。以“3Ｓ”一體化或集成為主導的空間信息技術(shù)體系已逐漸成為測繪學或地球信息學(Ｇｅｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ或Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ)新的技術(shù)體系和工作模式，其先進性、時效性明顯。以空間信息技術(shù)為技術(shù)支撐，現(xiàn)代測繪儀器、技術(shù)正處于快速的發(fā)展之中。遙感技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用已經(jīng)歷了較長的時間，并積累了豐富的經(jīng)驗。對于航空遙感來說，航空遙感資料可作為進行礦區(qū)地形圖測繪的資料源，通過象片校正、目視判讀、野外調(diào)繪等工作，完成地形圖的測繪。較之傳統(tǒng)的測圖方法，利用遙感資料進行測圖速度快、成本低、精度高，是一種應(yīng)用極為廣泛的測圖方法。航天遙感在礦山測量中應(yīng)用的關(guān)鍵理論與技術(shù)也正處于研究之中。應(yīng)用遙感資料，可獲取礦區(qū)實時、動態(tài)、綜合的信息源，對礦區(qū)環(huán)境進行監(jiān)測，為礦區(qū)環(huán)境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區(qū)地質(zhì)條件研究、煤層頂?shù)装逖芯康确矫娑家训玫綉?yīng)用，所有這些，都說明遙感技術(shù)應(yīng)用于礦山測量是礦山測量實現(xiàn)其現(xiàn)代任務(wù)的重要保證。ＧＰＳ技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用主要是取代傳統(tǒng)的地面測繪工作。如利用ＧＰＳ技術(shù)進行礦區(qū)地表移動監(jiān)測、水文觀測孔高程監(jiān)測、礦區(qū)控制網(wǎng)建立或復測、改造等。隨著ＧＰＳ接收機性能價格比的不斷上升，其應(yīng)用于礦山測量工作的地面部分已成為現(xiàn)代礦山測量的一項重要支撐技術(shù)。應(yīng)用于礦區(qū)的地理信息系統(tǒng)即為礦區(qū)地理信息系統(tǒng)，或稱為礦區(qū)資料源環(huán)境信息系統(tǒng)(ＭＲＩＥＳ)。ＭＲＥＩＳ已成為礦山測量的重要發(fā)展方向。以礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)為平臺，以各種測量技術(shù)為數(shù)據(jù)獲取的途徑，可以建立集數(shù)據(jù)采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術(shù)系統(tǒng)，作為礦山可持續(xù)發(fā)展的決策支持系統(tǒng)。礦山測量工作是建立ＭＲＥＩＳ的前提性工作，而建立ＭＲＥＩＳ則是礦山測量發(fā)展的必然趨勢。因此，ＧＰＳ在礦區(qū)應(yīng)用首先就是應(yīng)用于礦山測量建立礦山測量信息系統(tǒng)，然后以此為基礎(chǔ)建立礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)?？臻g信息技術(shù)是礦山測量實現(xiàn)其現(xiàn)代任務(wù)的重要的技術(shù)支撐和保證，以“3Ｓ”技術(shù)和其他測量儀器技術(shù)的有機結(jié)合為基礎(chǔ)的礦區(qū)資料環(huán)境信息系統(tǒng)就是空間信息技術(shù)在礦山測量中應(yīng)用的綜合性成果。

    3 慣性測量系統(tǒng)及其在礦山測量中的應(yīng)用

    慣性測量系統(tǒng)(ＩｎｅｒｔｉａｌＳｕｒｖｅｙｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：ＩＳＳ)是一種導航定位技術(shù)，具有全天候、自主式、快速多能和機動靈活等優(yōu)點，為大地測量、工程測量和礦山測量作業(yè)的自動化和全能性提供了另一種新的技術(shù)手段。它是利用慣性導航的原理，以同時獲取多種大地測量數(shù)據(jù)(經(jīng)緯度、高程、方位角、重力異常和垂線偏差等)的一種技術(shù)系統(tǒng)。ＩＳＳ可分為兩大類：平臺式系統(tǒng)和捷聯(lián)式系統(tǒng)，ＩＳＳ在測繪領(lǐng)域的主要應(yīng)用目標包括：(1)控制測量，如對已有控制點的檢核、加密、航測控制等；(2)管線監(jiān)測、定位、地殼形變、地表沉陷觀測；(3)井下定位，各種工程和建筑測量；(4)地震、重力測量，地球物理研究；(5)井筒和罐道梁的垂直性監(jiān)測等。ＧＰＳ/ＩＳＳ組合系統(tǒng)是滿足高精度導航和定位要求的發(fā)展方向之一。這種組合系統(tǒng)可使ＧＰＳ與ＩＳＳ的性能得到很多互補，能夠以整體大地測量模型進行數(shù)據(jù)處理，同時確定三維坐標和大地水準面，使定位和導航的精度穩(wěn)定，且顯著提高。慣性測量系統(tǒng)在礦山測量中的應(yīng) 用主是在礦山井下測量中的應(yīng)用，進行井下測量的各項工作，當然其在地面也有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如前文所述。ＩＳＳ在我國礦山測量中應(yīng)用的工作尚未深入開展，有待繼續(xù)發(fā)展。以ＧＰＳ+ＩＳＳ組合系統(tǒng)應(yīng)用于礦山測量則是較有發(fā)展前途的一項技術(shù)。

    4 其他測繪新儀器新技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

    其他的現(xiàn)代測繪儀器如激光指向儀、陀螺經(jīng)緯儀、數(shù)字式水準儀及相關(guān)的測繪技術(shù)等都在礦山測量中得到了應(yīng)用，并以這些儀器技術(shù)為基礎(chǔ)，形成了許多礦山測量的專用儀器，作為礦山測量應(yīng)用的現(xiàn)代儀器和技術(shù)。

    結(jié)論

    礦山測量作為一門交叉性學科，其發(fā)展和進步與采礦技術(shù)和礦業(yè)工程的發(fā)展、測量科學技術(shù)與儀器設(shè)備的發(fā)展、其它學科如數(shù)理科學、計算機科學等的發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)代測繪技術(shù)是建立在電子技術(shù)、空間技術(shù)、光學技術(shù)、計算機技術(shù)等基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù)，并具有智能化、自動化等一系列優(yōu)點?，F(xiàn)代測繪科學技術(shù)迅猛發(fā)展，必然會促進礦山測量的進一步發(fā)展。以現(xiàn)代測繪技術(shù)、礦業(yè)工程技術(shù)和相關(guān)科學技術(shù)為基礎(chǔ)的礦山測量，必將會形成集數(shù)據(jù)采集、處理、管理、傳輸、分析、表達、應(yīng)用、輸出為一體的智能化、自動化的技術(shù)系統(tǒng)，為礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)的建立提供基礎(chǔ)性的資料，促進礦山可持續(xù)發(fā)展。