煤矿数字化测绘及信息化建设的探讨

1、煤矿数字化测绘及信息化建设的探讨邹广辉（山西省煤炭地质公司 030045）摘要：本文主要介绍了煤矿数字化测绘技术体系正在向信息化测绘体系发展，煤矿数字化测量数据的采集，煤矿信息数据库的建设，阐述了GPS、GIS、全站仪和计算机技术在矿山测量中的应用。关键词：数字化测量测绘信息化测绘成果1引言山西省是一个煤炭资源十分丰富的地区，传统的煤矿模拟测绘生产技术体系停留在文字、数据、图件的手工作业方式上，面对市场经济信息化的迅猛发展，传统技术方法和管理经营模式已经制约了行业的发展。随着GPS、GIS、全站仪、计算机技术的发展和普及，对煤矿井上下地理、地质和储量状况进行数字化测量，建立煤炭资源信息库，是实

2、现煤炭开发、人类活动与环境保护的科学手段，可以为煤炭企业持续发展、信息反馈和高层决策提供科学服务，2、测绘体系的发展从古埃及的土地丈量到今天的遥感航测，从传统的手描笔绘、人工画图到现代的电脑编辑、激光喷绘，传统的模拟测绘技术体系已经转变成数字化测绘技术体系，现在又在向信息化测绘体系发展，未来也许还会有更新的体系阶段。以光学机械为主要标志的传统测绘技术体系是20 世纪测绘业的主要技术支撑。为了取得数据，野外测量人员要肩扛背负几十斤重的仪器，奔波在崇山峻岭、戈壁沙漠中，早期的线划测绘图是利用手工和模拟的机械绘制，不仅耗时费力，而且质量不高。而数字化测量实现了数据获取与采集、加工与处理、管理和应用的

3、数字化。测量成果也从传统的纸质地图变成了4D ，即数字高程模型( DEM )、数字线划地图（DLG ）、数字栅格地图（DRG ）和数字正射影像地图（DOM ） ，这是对传统的测绘生产流程的一次革命。体现了测绘行业的最终目的不仅仅只是绘制地图，它要为社会各行各业提供所需的地表的空间位置数据，并利用对客观真实世界的各种数据来实现虚拟现实系统，可以把地表的情形以真3 维、真尺度、真纹理真实地重建起来，用数字化的手段来提供基于地理空间位置的服务。这就是应用卫星定位系统、遥感、地理信息系统和网络技术等为主体的数字化测绘技术体系形成和发展的宏观态势。传统的测绘服务方式和数字化测绘的服务方式基本上都是以提供

4、为主导，也就是说信息化测绘的服务是真正的以服务为主导，因此服务方式必然要向买方市场即需求市场模式转变。随着信息技术的飞速发展，Internet网络在全球迅速普及，使得人类社会空间在信息概念上逐步缩小，测绘服务的方式发生了根本性变化。测绘成果可分布式地存储在各个地方，通过建立地理信息一站式服务系统，建立集成化的地理信息门户网站，用户只需访问一个网站，通过一个查询界面就可以对分布在各地的地理信息、进行检索、访问和浏览，实现任何人都可以在任何地方、任何时候享受地理信息服务。3煤矿测绘数字化煤矿数字化测绘应用全球卫星定位系统（GPS）、全站仪及计算机等相关设备采集煤矿地理、生产和储量等方面的数据，利用

5、CAD软件绘制成图，实现了传统模拟测绘生产技术向数字化测绘生产技术的转变。特点主要表现以下几个方面：1、测绘成果信息量更加丰富，数字化成果没有模拟成果对内容的局限性，因此，除了传统地图上所表示的自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性外，未来的测绘成果还将包含大量的其他属性信息。2、测绘成果的现势性，信息社会具有变化快的特点，因此，测绘成果必须准确反映现势性的地理信息，而数字化将确保这一要求的实现。3、测绘产品形式的多样化，在测绘成果数字化的基础上，可以派生出多种多样的测绘产品，如满足煤矿需要的数字地图、各种地理信息数据产品、决策支持系统等；4、测绘产品的标准化，信息社会要求

6、信息是流通的，这无疑要求测绘产品必须是标准化的。所以信息化测绘体系建设过程中，地理信息中心的功能强化和优化必须同步，尤其是成果提供的方式的优化。3.1技术依据1、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T 18314-2001）；2、煤矿测量规程（原能源部1989年标准）；3、光电测距高程导线测量规范（DZ/T 1134）；4、1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范(GB/T 17160-1997)；5、地质矿产勘查测量规范（GB/T 18341-2001）。3.2控制测量山西省的煤矿多分布在山区，互不通视，地面控制测量采用全球卫星定位系统（GPS）方便、快捷、省力。每座煤矿至少

7、布设三个通视的埋石近井点，近井点的平面和高程统一采用GPS测设，测设过程中联测三个以上不低于E级的GPS点或四等国家控制点，作为约束平差和高程拟合面的依据，局部困难地区的近井点可用一级或二级测距导线测设。3.3井下测量在主运输大巷和主回风大巷中进行控制测量，采用防爆全站仪测设15或30闭（附）合导线或复测导线。在此基础上测设井下其它巷道、采空区、井下地质构造及见煤点厚度。碎步测量过程中绘制相应草图，标明巷道交叉口、变坡处、风门、车场、见煤点、密闭口、采空区、各种地质构造、适时量取煤层厚度、发火区、积水区、煤层瓦斯突出区、冒流沙区等，并调查注明发生时间、各种通风、安全设施。3.4场地测量煤矿工业

8、场地测绘，内容一般为矿井已建成的设施和准备规划的地形。使用全站仪和计算机采集数据，绘制CAD软件图件，然后进行地籍调查，获取地籍测量要素。3.5信息调查每座煤矿认真填写矿井调查表，采集矿井名称、隶属关系、地理位置与交通、生产规模、投产时间、开拓方式、运输、地质构造、采空范围、矿井瓦斯和涌水情况、煤质化验以及矿井灾害等。3.6成果编制根据井下测量成果和矿井信息由专业人员编制矿井图件和报告，图件编制可直接采用GIS软件进行，以便统一归库。4 煤矿测绘信息化实现煤矿测绘信息化不是单一的从技术角度或层次上就能做到的，其所面对的是一个涉及到理论、技术、管理、运营和维护全方位的体系建设问题，传统测绘体系以

9、生产为主线，数字化测绘体系以技术为主线，而信息化测绘体系则以服务为主线。煤矿信息化测绘体系建设实际上而向的是从技术到管理、从范例到标准、从规则到制度的层位转换，因此，必然要在数字化测绘体系的基础上来架构信息化测绘体系， 每个阶段的形成和发展不仅是时代特征的体现，更重要的是测绘本身的内涵和外延在当前的背景下的必然。同时新的阶段只是在以前阶段的基础上的存在和发展，而不是完全替代或淹没掉以前的阶段，这样新的阶段总是把以前阶段的 优势继续发扬光大，再把劣势和不足逐渐优化完善和变革。比如，传统测绘所形成的管理体制和模式，始终是不同阶段下测绘体系最不可或缺的组成部分，不管经过怎样的优化和调整，以空间数据资

10、源和3S 技术及其集成为核心，结合网络技术、存储技术等来形成数字化测绘体系已成为共识，但这一技术体系依然是信息化测绘体系的核心之一；而从GIS 到web GIS ( Sys - tem ) ，再到web GIS ( Service ) ；从OPenGIS 到互操作，再到数据交换中心（Clearinghouse ） ，从基础地理信息数据库到SDI （空间数据基础设施），再到SII （空间信息基础设施）；从4D 产品到3S 技术，再到3S 技术集成；从元数据到地理编码数据，再到可量测影像DMI ( Digital Measurable Images )数据；从UDDI 到LBS ( Locatio

11、n Based Service ，基于位置的服务也即是基于空间信息的服务)，再到SIG ( Spatial Information Grid ，空间信息网格)，这些技术的融合与整合构成了对煤炭信息化测绘体系建设的技术支撑和保障体系。可见煤矿信息化测绘体系所涉及的技术的丰富程度和复杂程度，不管这些技术和体系是不是成熟的，但在具体的认识和理解中我们毋庸置疑地看到。4.1信息库的建立煤矿资源信息数据库主要内容为矿山测量、矿井地质、资源储量、矿产评估、资源合理开发利用方案的图件和文字组成。以煤矿为单位进行编制，以县、地（市）进行汇总。4.2信息数据库结构图数据输出模块煤炭资源信息库库测绘管理子系统属性

12、数据库数据输入模块数据查询模块数据统计模块地质环境评价子系统储量管理子系统图形数据库4.3图形数据库内容煤矿信息图形数据库的主要基础数据包括1：5000地形地质图；1：500工业场地地籍图；1：5000井上下对照图；1：2000采掘工程平面图；1：2000储量估算图；1：200煤层综合柱状图等图件。4.4属性数据库内容由测量、地质和储量内容组成。测量内容包括：GPS成果、地面和井下各控制原始数据和平差计算、地面和井下巷道测量原始数据、测量设计和技术总结等。地质和储量内容主要有：煤矿位置与交通、地理概况、矿井地质、矿井瓦斯和涌水情况、煤质化验资料、储量估算等等；除地质资料外，还提供地面和井下的各

13、地质构造、见煤点、密闭等碎部测量原始数据和内业成果。4.5煤矿信息数据库的建立把上述图件数据库和文字数据库合并为以煤矿为单位的资源信息数据库。该信息库中还增加矿山评估、煤炭资源合理开发利用方案。以提供资源信息库足够内容，更好的监督、指导煤炭资源的开发利用。5结束语测绘成果信息化是建立在信息资源集成化和信息服务便捷化基础之上的，而且需要首先生产公共公开的测绘产品，其最终目标是要让地理信息和测绘产品深人到平常百姓家，让测绘和地理信息成为“全社会的共同需要”。只有信息资源极度丰富，信息获取途径畅通便捷，地理信息公众产品齐全，才能形成广泛的用户群，真正实现测绘成果应用的社会化。参考文献1、周忠谟、易杰军，GPS卫星测量原理和应用，北京：测绘出版社，1992