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1、精选优质文档-倾情为你奉上（8）按照所学知识提出你所在矿区的综合治理新方案？（9）规程规定矿井必备的矿图种类？你单位日常（10）概述矿图的数字化测绘技术和方法（11）你单位影响“3S技术”和“数字矿山”技术推广的主要因素有那些？（12）当前你希望高校和研究院所等机构给你单位提供怎样的测绘人力、技术支持？（13）结合实例说明（或设计）测绘新技术在你单位测绘工作中的应用?（14）你认为3S和数字化测绘新技术在矿山测量工作中推广的主要问题有那些?一、规程规定矿井必备的矿图种类？你单位日常3、煤矿基本矿图的种类及其应用 煤矿测量图简称矿图，它是表示地面自然要素和经济现象，反映地质条件和井下采掘工程活动
2、情况的煤矿生产建设图的总称。它是煤炭企业中最重要的技术资料，是管理采矿企业和指导生产必不可少的基础图件，它对于正确地进行采矿设计、编制采掘计划、指导巷道掘进和合理安排回采工作及各种工程的需要都具有重要作用。1）矿图概述A、矿图的特点 (l)矿井测量是随着矿井的开拓、掘进和回采逐渐进行的，矿图的图面内容要随着采掘工程的进展逐渐增加、补充和修改。(2)测绘地区随矿层分布和掘进巷道部署情况而定，常常是分水平成条带状的，不像地形测图那样大面积地测绘。(3)矿图所要反映的是较为复杂的井下巷道的空间关系、矿体和围岩的产状以及各种地质破坏，测绘内容较多，读图也比较困难。 (4)采用实测和编绘的方法，以实测资
3、料为基础，再辅以地质、水文地质、采掘等方面的技术资料绘制而成。B、矿图的分类 由于矿井井田范围内地面和井下情况复杂多变，煤矿生产和管理对矿图的需求各不相同，因此，矿图的种类有许多。 按投影方法和投影面的不同，可以将矿图分为平面投影图、竖直面投影图、断面图和立体图。根据成图方法分为原图和复制图两类。原图是根据实测、调查或收集的资料直接绘在聚脂薄膜或原图纸上的矿图，它是绘制和复制其他图纸以及保存测量、地质和采矿信息的基础资料，必须长期妥善保存，一般情况下不应直接用来晒图或使用。为提供日常用图，必须按原图进行复制。原图的副本称之为二底图。复制图是根据原图或二底图复制或编制而成的。按用途和性质不同，矿
4、图又可分为基本矿图、专门矿图、日常生产用图和生产交换图四类。煤矿生产、建设过程中必须具备的主要图纸，称为基本矿图。它是反映煤矿生产建设总体面貌，作为永久技术档案保存，并用以编绘其他生产用图的主要图纸。煤矿测量规程规定，矿井必须具备的主要矿图有八种： (l)井田区域地形图，比例尺1：2000或1:5000; (2)工业广场平面图，比例尺1: 500或1：1 000，包括选煤厂； (3)井底车场平面图，比例尺1：200或1：500，斜井、平硐的井底车场一般可不单独绘制； (4)采掘工程平面图，比例尺1：1 000或1：2 000，须分煤层绘制； (5)主要巷道平面图，比例尺1：1 000或1：2
5、000，可按每一开采水平或各水平综合绘制。如开拓系统比较简单，且分层采掘工程平面图上已包括主要巷道，可不单独绘制； (6)井上、下对照图，比例尺1：2 000或1：5 000； (7)井筒（包括立井和主斜井）断面图，比例尺1：200或l：500; (8)主要保护煤柱图，一般与采掘工程平面图一致，包括平面图和断面图。 专门矿图是反映局部采掘工程或解决专项矿山测量问题所实测或编绘的图。生产中必备的有： (l)测量控制网图； (2)井筒十字中线点平面图； (3)井筒提升关系图； (4)立井井壁和罐道实测图； (5)工业广场隐蔽工程实测图。 日常生产用图是随采掘工程进度及时测绘，直接在生产中使用的大比
6、例尺采掘工程图。生产交换图是管理部门掌握生产动态，定期（季、半年）填绘、上报交换的图纸。 C、矿图的分幅 煤矿测量图采用正方形分幅法或自由分幅法。自由分幅法划分图幅幅面大小和格网方向按下列原则考虑： (l)要便于图纸的绘制、使用和保存。 (2)幅面大小视井田和采区的范围而定。井田范围不大时，可按全井田或井田一翼为一幅，大型矿井采区范围很大时可按采区分幅。 (3)坐标格网线可平行于图边方向，也可与其斜交。交角视煤层走向和倾向而定，以使图上的煤层走向方向大致平行于图面上的上下图边方向，煤层倾向指向下图边。 (4)在同一矿井中，矿图的图幅大小应尽量一致，并便于复制。图幅的长度一般不超过1.52.0
7、m，如超过2.0m时，应分幅绘制，并绘出接合表。二、概述矿图的数字化测绘技术和方法5.2 矿山数字化测绘技术.1 数字地形表达 人们生活在地球上并与地球表面处处发生联系：建筑师在地表设计、构筑楼房；地质学家研究地表结构；地质生态学家想了解地表形态和地物形成的过程；测绘工作者则对地形起伏进行各种测量，并用各种方式如地图和正射影像图等描述地形。尽管专业领域不同，研究的侧重点各异，但所有的工作都希望能用一种既方便又准确的方法来表达实际地表现象。 人类在很早以前就开始想方设法来描述自己所熟悉的地表现象，绘图是最古老的一种，但仅是很粗略地反映所见到的地形景观，但这些信息反映的主要是对象的形态特征和色彩特
8、征，定量地描述则非常有限。 另外一种古老而有效并一直沿用至今的精确表达地表现象的方式是地图。地图对人类社会发展的作用如同语言和文字对社会发展的作用一样，具有不言而喻的重要性。地图是记录和传达关于自然世界、社会和人文的位置与空间特性信息最卓越的工具。早期地图用半符号、半写景的方法来表示地形，实现了在各种二维介质平面上对实际的三维地形表面的表示和描述。现代地图按照一定的数学法则，运用符号系统概括地将地面上各种自然和社会现象表示在平面上。地图具有三个基本的特性：数学法则性、制图综合性和内容符号性。现代地图的最大优点在于具有可量测性。 在各种地图中，用来准确描述地貌形态的是等高线地图。用等高线来表达地
9、形表面起伏可追溯到18世纪，它的方便性和直观性使得人们认为在制图学的历史上等高线是一项最重要的发明。在等高线地形图上，所有的地形信息都正交地投影在水平面上，用线划或符号表示成比例缩小后的地物，而地物高度和地形起伏的信息则有选择地用等高线进行表达。 与各种线划图形相比，影像无疑具有更大的优点，如细节丰富、成像快速、直观逼真等，因此摄影技术一出现就被广泛用于记录我们生活的这个世界。1849年出现了利用地面摄影相片进行地形图的编绘，而航空摄影由于周期短、覆盖面广、现势性强而广泛采用。利用多张具有一定重叠度的相片还能重建实际地形的立体模型，并可以进行精确进行三维定位。 20世纪60年代初，遥感技术随着
10、空间科学的发展而兴起。70年代美国地球资源卫星上天后，遥感技术获得了极为广泛的应用。在遥感技术中除了使用对可见光摄影的框幅式黑白摄影机，还使用彩色或彩红外摄影机、全景摄影机、红外扫描仪、雷达、CCD推扫式行扫描仪和矩阵数字摄影机等，它们能提供比原先黑白相片更丰富的影像信息。 从本质上讲，地图是对客观存在的特征和变化规则的一种科学的概括和抽象。对于地图中最典型也是最重要的地形图而言，由于其描述的客观世界是丰富多彩、千姿百态的三维空间实体，其二维空间的表达与所表示的三维现实世界之间有着不可逾越的鸿沟。因此，地图学者们一直致力于地形图的立体表示，试图寻求一种既能符合人们的视觉生理习惯，又能恢复真实世
11、界的表示方法。在此过程中先后出现了写景法、地貌晕翁法、地貌晕渲法、分层设色法等，但由于这些方法缺乏严密的数学理论以及绘制复杂等而使其受到了很大局限。 20世纪中叶后，伴随着计算机科学、现代数学和计算机图形学等的发展，各种数字的地形表达方式也得到迅猛的发展。电子计算机为自然科学的发展提供了进行严密计算和快速演绎的工具。使用计算机和计算机技术是当今信息时代的一个重要标志，其在测绘方面的应用使得测绘学科逐步向数字化与自动化、实时处理与多用途的方向发展。计算机技术在很大程度上改变了地图制图的生产方式，同时也改变着地图产品的样式和用图概念。借助于数字地形表达，现实世界的三维特征得到充分而真实地再现。 1
12、地形图与数字化地形图地形图是利用测量仪器将地球表面区域内各种地物、地貌的空间位置和几何形状，按一定的比例尺，用规定的图示符号绘制成的正射投影图。所谓地物是指地面天然或人工形成的各种固定物体，如河流、森林、房屋、道路、农田等，在地形图中是用图饰符号加注记表示的；而地貌是指地表的高低起伏形态，如高山、丘陵、平原、洼地等，在地形图中一般是用等高线表示的。地形是地物和地貌的总称。地形图是各种地形信息的载体，也是工程建设不可缺少的基础性资料。传统的地形测量是以图解形式按图式符号和比例尺将地形测绘到白纸（绘图纸或聚酯薄膜）上，所以又称白纸测图或模拟法测图。 数字地形图是用数字形式存储全部地形信息的地图，是
13、用数字形式描述地形要素的属性、定位和关系信息的数据集合。数字地形图是以数字形式保存着的地形模型及地理信息。数字地形图与传统地形图的差异主要体现在以下几个方面： (l)数字地形图的载体不是纸张而是适合于计算机存取的存储设备； (2)传统地形图数据内容和数据表现形式是固化的，数字地形图数据和数据表达形式相分离，同一数据可以生成不同要求图件； (3)数字地形图是以数字形式存储的l:1比例尺的数字地形图，没有比例尺和图幅大小的限定。 2数字地面模型 数字地面模型(DTM，Digital Terrain Model)是利用一个任意坐标场中大量选择的已知X、y、Z的坐标点对连续地面的一个统计表示。数字地面
14、模型更通用的定义是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列。数字地形模型最初是为了高速公路的自动设计提出来的，此后它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算，任意两点间的通视判断及任意断面图的绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。在遥感应用中可作为分类的辅助数据。它还是地理信息系统的基础数据，可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。对DTM的研究包括DTM的精度问题、地形分类、数据采集、DTM的粗差探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以及不规则
15、三角网DTM的建立与应用等。 从地形测绘的角度来研究数字地面模型，一般仅把基本地形图中的地形要素特别是高程信息，作为数字地面模型的内容。其他非测绘应用的课题，通常根据各自的具体需要，将某些地形的特性信息与地形信息结合在一起，构成数字地面模型。20世纪60年代出现了地理信息系统，由于具有众多用户共享的特点，它的数字地面模型中所包含的地面特性信息类型就更加丰富。一般可分为下列四组： (l)地貌信息：高程、坡度、坡向、坡面形态及描述地表起伏情况的更为复杂的地貌因子； (2)基本地物信息：水系、交通网、居民点和工矿企业及境界线； (3)主要的自然资源和环境信息：土壤、植被、地质、气候； (4)主要的社
16、会经济信息：人口分布、工农业产值、国民收入。 从最一般的形式上看，DTM包括平面和地形起伏两种数据，并且从其本身导出的数据如坡度、坡向、可视性也包含其中。数字高程模型(DEM)是数字地面模型中最基本的部分，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达，是表示区域上的三维向量有限序列。(DEM)的应用可遍及整个地学领域。在测绘中可用于绘制等高线、立体匹配片、立体地形模型及地图的修测。在各种工程中可用于体积和面积的计算、各种剖面图的绘制及线路的设计。军事上可用于导航、通讯、作战任务的计划等。在遥感中可作为分类的辅助数据。在环境与规划中可用于土地现状的分析、各种规划及洪水险情预报等。随着各种相关技术的
17、发展，数字高程模型经历了一个循序渐进的发展过程。20世纪50年代中期到60年代初，多局限于土木水利工程和地图测绘中。DEM的建立都只是为了某种特定的应用，如高速公路设计中的体积计算，遥感影像的几何纠正和正射影像生产等，这些DEM只能满足特定的行业和专业部门的应用需求，未成为一种像地图那样的标准产品。从60年代中期开始，随着数据库和环境遥感技术的迅速发展，一些发达国家在机助制图的基础上，逐步建立起国家范围和区域范围的地理信息系统，DEM作为标准的基础地理信息系统产品开始大规模的生产。DEM开始作为数据库的实体，为地理信息系统进行空间分析和辅助决策提供充实而便于操作的数据基础，同时与地理信息系统的
18、结合也愈来愈紧密。近年来，随着空间数据基础设施的建设和“数字地球（Digital Earth）”战略的实施，更加快了DEM与地理信息系统、遥感等的一体化进程，为DEM的应用开辟了更广阔的天地。5.2.2 数字测图概念 随着电子技术和计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用，20世纪80年代产生了电子速测仪、电子数据终端，并逐步构成了野外数据采集系统，将其与内业机助制图系统结合，形成了一套从野外数据采集到内业制图全过程的、实现数字化和自动化的测量制图系统，人们通常称作为数字化测图（简称数字测图）或机助成图。概括起来数字化测图就是指利用全站仪、RTK或其他测量仪器进行野外数字化地形信息采集
19、，在成图软件支持下，通过计算机加工处理获得数字地形图的方法，其实质是一种全解析机助制图方法。广义的数字测图主要包括：全野外数字测图（或称地面数字测图、内外一体化测图）、地图数字化成图、摄影测量和遥感数字测图。狭义的数字测图指全野外数字测图。本书主要介绍全野外数字测图技术。 1数字测图的基本思想传统的地形测图（白纸测图）实质上是将测得的观测值（数值）用图解的方法转化为图形图。这一转化过程几乎都是在野外实现的，即使是原图的室内整饰一般也要在测区驻地完成，因此劳动强度较大，这个转化过程使测得的数据所达到的精度大幅度降低。在信息剧增、建设日新月异的今天，一纸之图已难载诸多图形信息，变更、修改也极不方便
20、，难以适应当前经济建设的需要。数字测图目的之一就是要实现丰富的地形信息和地理信息数字化和作业过程的自动化或半自动化。它希望尽可能缩短野外测图时间，减轻野外劳动强度，而将大部分作业内容安排到室内去完成。与此同时，将大量手工作业转化为电子计算机控制下的机械操作，这样不仅能减轻劳动强度，而且不会降低观测精度。数字测图的基本思想是将地面上的地形和地理要素（或称模拟量）转换为数字量，然后由电子计算机对其进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由图形输出设备（如显示器、绘图仪）输出地形图或各种专题图图形。将模拟量转换为数字这一过程通常称为数据采集。目前数据采集方法主要有野外地面数据采集法、航片数据采集法、
21、原图数字化法。数字测图的基本思想与过程如图5-1所示。数字测图就是通过采集有关的绘图信息并及时记录在数据终端（或直接传输给便携机），然后在室内通过数据接口将采集的数据传输给电子计算机，并由计算机对数据进行处理，再经过人机交互的屏幕编辑，形成绘图数据文件。最后由计算机控制绘图仪自动绘制所需的地形图，最终由磁盘、磁带等贮存介质保存电子地图。数字测图虽然生产成品仍然以提供图解地形图为主，但是它以数字形式保存着地形模型及地理信息。 2地图图形的描述 一切地图图形都可以分解为点、线、面三种图形要素，其中点是最基本的图形要素。这是因为一组有序的点可连成线，而线可以围成面。但要准确地表示地图图形上点、线、面
22、的具体内容，还要借助一些特殊符号、注记来表示。独立地物可以由定位点及其符号表示，线状地物、面状地物由各种线划、符号或注记表示，等高线由高程值表达其意义。测量的基本工作是测定点位。传统方法是用仪器测得点的三维坐标，或者测量水平角、竖直角及距离来确定点位，然后绘图员按坐标（或角度与距离）将点展绘到图纸上。跑尺员根据实际地形向绘图员报告测的是什么点（如房角点），这个（房角）点应该与哪个（房角）点连接等等，绘图员则当场依据展绘的点位按图式符号将地物（房屋）描绘出来。就这样一点一点地测和绘，一幅地形图也就生成了。数字测图是经过计算机软件自动处理（自动计算、自动识别、自动连接、自动调用图式符号等），自动绘
23、出所测的地形图。因此，数字测图时必须采集绘图信息，它包括点的定位信息、连接信息和属性信息。 定位信息亦称点位信息，是用仪器在外业测量中测得的，最终以X，y，Z(H)表示的三维坐标。点号在测图系统中是唯一的，根据它可以提取点位坐标。连接信息是指测点的连接关系，它包括连接点、号和连接线型，据此可将相关的点连接成一个地物。上述两种信息合称为图形信息，又称为几何信息。以此可以绘制房屋、道路、河流、地类界、等高线等图形。 属性信息又称为非几何信息，包括定性信息和定量信息。属性的定性信息用来描述地图图形要素的分类或对地图图形要素进行标名，一般用拟定的特征码（或称地形编码）和文字表示。有了特征码就知道它是什
24、么点，对应的图式是什么。属性的定量信息是说明地图要素的性质、特征或强度的，例如面积、楼层、人口、产量、流速等，一般用数字表示。 进行数字测图时不仅要测定地形点的位置（坐标），还要知道是什么点，是道路还是房屋，当场记下该测点的编码和连接信息，显示成图时，利用测图系统中的图式符号库，只要知道编码，就可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。 3地图图形的数据格式 地图图形要素按照数据获取和成图方法的不同，可分为失量数据和珊格数据两种数据格式。矢量数据是图形的离散点坐标(X，Y)的有序集合；栅格数据是图形像元值按矩阵形式的集合，如图5-2所示。由野外采集的数据、由解析测图仪获得的数据和手扶跟踪数字化
25、仪采集的数据是关量数据；由扫描仪和遥感获得的数据是栅格数据。据估计，一幅1：1 000的一般密度的平面图只有几千个点的坐标对，一幅1：10 000的地形图矢量数据多则可达几十万甚至上百万个坐标对。矢量数据量与比例尺、地物密度有关。而一幅地形图(50 cm50 cm)的栅格数据，随栅格单元（像元）的边长(一般0. 02mm)而不同，通常达上亿个像元点。故一幅地图图形的栅格数据量一般情况下比矢量数据量大得多。矢量数据结构是人们最熟悉的图形表达形式，从测定地形特征点位置到线划地形图中各类地物的表示以及设计用图，都是利用矢量数据。计算机辅助设计(CAD)、图形处理及网络分析，也都是利用矢量数据和矢量算
26、法。因此数字测图通常采用矢量数据结构和画矢量图。若采集的数据是栅格数据，必须将其转换为矢量数据。再则由计算机控制输出的失量图形不仅美观，而且更新方便，应用非常广泛。 4数字测图需要解决的问题 归纳起来，数字测图所要解决的问题是： (l)使采集的图形信息和属性信息为计算机所识别。 (2)由计算机按照一定的要求对这些信息进行一系列处理。 (3)将经过处理的数据和文字信息转换成图形，由屏幕输出或绘图仪输出各种所需的图形。 (4)按照一定的要求自动实现图形数据的应用问题。 能自动地给制地图图形是数字测图的首要任务，但这只是最基本的任务。数字测图还解决电子地图应用问题，尤其要使数字测图成果满足地理信息系
27、统的需要。数字测图的最终目的是实现测图与设计和管理的一体化、自动化。5.2.3 数字测图系统 数字测图系统是以计算机为核心，在外连输入、输出设备硬件和软件的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、处理、绘图、输出、管理的测绘系统。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成，如图5-3所示。地形数据采集数据处理与成图成果与图形输出图5-3 数字测图系统 围绕这三部分，由于硬件配置、工作方式、数据输入方法、输出成果内容的不同，可产生多种数字测图系统。接输入方法可分为原图数字化数字成图系统，航测数字成图系统，野外数字测图系统，综合采样（集）数字测图系统；按硬件配置可区分为：全站仪配
28、合电子手簿测图系统，电子平板测图系统等；按输出成果内容可分为大比例尺数字测图系统，地形地籍测图系统，地下管线测图系统，房地产测量管理系统，城市规划成图管理系统等等。不同的时期，不同的应用部门，如水利、物探、石油等科研院校，也研制了众多的自动成图系统。 目前大多数数字化测图系统内容丰富，具有多种数据采集方法，具有多种功能和多种应用范围，能输出多种图形和数据资料，其结构如图5-4所示，结构模拟如图5-5所示。 数据处理软件、图形编辑软件、等高线自动绘制软件、绘图散件及信息应用软件等。5.3 基于CAD的矿图制图 为了满足煤炭生产建设的需要，矿山测量人员必须及时绘制准确、完整、美观的矿图。所谓及时就
29、是测绘工作要先行，为矿井的规划设计与各项生产建设迅速提供必要的测绘资料；随着巷道开拓掘进与煤炭资源回采工作的进展，测量人员要及时填绘矿图，以保证矿图的现实性。准确包括原始资料准确、展点画线准确及图例符号使用正确等。完整包括每个矿井必须具有一套完整的矿图，每张图上的内容应完整无缺。美观包括所绘内容布置适当，线条光滑，着色均匀，字体工整。 传统的矿图绘制方法是手工制图。手工绘图由于劳动强度大，成图速度较慢，已越来越不适应矿山生产建设的要求。随着计算机技术的飞速发展，计算机及其外围设备的逐渐普及，特别是计算机绘图软件的不断完善与功能的日益强大，计算机绘制矿图将逐渐取代传统的手工绘制矿图。 关于绘图片
30、基，一般有纸质片基、裱糊后的涤棉布以及聚酯薄膜几种。 为了便于绘图和读图，矿图必须采用统一的颜色、符号、说明和注记来表示绘图的对象，通称为图例。1977年和1987年，原煤炭工业部先后对1955年颁发的矿山测量图图例进行了两次修改，增加了煤田地质、矿井地质和水文地质图件的内容，并于1989年7月由能源部以煤矿地质测量图例正式颁布执行。1991年，中国统配煤矿总公司制定了煤矿地质测量图技术管理规定，与煤矿地质测量图例实施补充规定配合执行。5.3.1 手工绘制矿图的一般步骤 (l)绘方格网； (2)用铅笔绘图； (3)着色与上墨； (4)绘图框和图签； 着色、上墨、写字、注记完毕后，应进行最后的检
31、查。确认没有错误和遗漏之处后，就可绘图框和图签。5.3.2 聚酯薄膜绘图 1、毛面聚酯薄膜绘图 聚酯薄膜经机械或喷砂打毛后，由光面薄膜成为毛面薄膜。在毛面聚酯薄膜上的绘图方法和在绘图纸上的绘图方法多工多基本相同。但因薄膜表面比较坚硬，各种绘图工具磨损较为严重，故宜选用或自制刚性强的画线工具。 2、化学涂层聚酯薄膜绘图 化学涂层聚酯薄膜是一种在聚酯薄膜上涂上一层中间结合层、在中间结合层上再涂上一层化学绘图层的绘图薄膜。中间结合层由成膜物质、加固剂和稳定剂等组成，其作用在于使化学涂层与薄膜牢固结合。常选用水溶性的水乳胶作中间结合层。化学绘图层由成膜墨。 在未经打毛的聚酯薄膜上直接绘图称为光面聚酯薄
32、膜绘图。光面聚酯薄膜表面光亮透明，可以双面绘图，但有憎水特点，上墨和着色都比较困难，因而对绘图墨汁和绘图工具有特殊要求。5.3.3 计算机辅助绘制矿图 与传统的手工绘图相比，计算机绘制矿图可以任意进行矿图的分解或合成，随时动态修图和填图，图件可按要求任意放大或缩小，可随时复制，图件资料可数字化存贮、保存，可通过网络传输图形信息，实现信息资源的共享，具有无可比拟的优越性。 计算机辅助绘制矿图实质上就是根据矿图绘制的具体目标和任务要求，利用计算机及其外围设备等硬件设施，借助于空间数据管理及计算机绘图软件等工具的支持，开发研制出矿图绘制的专业性应用软件，从而形成计算机绘图系统，并利用该系统完成矿图绘
33、制的工作过程。 1、计算机辅助绘图系统的运行环境 1）硬件配置 根据矿图绘制要求和软件要求来配置。一般应具备：微型计算机、VGA彩显、AO或Al幅面数字化仪、AO或Al幅面的绘图仪、激光或喷墨打印机、电子记录手簿等。如果要进入计算机网络系统，还要配备网络文件服务器、调制解调器、网卡等硬件设备。 2）软件配置 根据计算机绘制矿图应用软件的要求以及具体的应用条件，可选择配置相应的DOS操作系统，具有中文界面的操作系统UC-DOS.X-Windows、MS-Windows等；通用绘图软件，如AutoCAD等；通用关系数据库，如Foxpro、Oracle、Paradox等；网络软件3C+、Novel等
34、。 2、计算机辅助绘制矿图软件系统 计算机辅助绘制矿图软件系统是根据矿图的特点及其绘制的具体要求，借助于通用的空间数据管理及计算机绘图软件，或地理信息系统软件，开发研制的计算机矿图绘制系统。无论用何种手段开发，计算机矿图绘制系统都应具备以下基本功能。 (l)图形数据的采集与输入 (2)图形数据的组织与处理 (3)图形的编辑与生成 (4)矿图的动态修改 (5)矿图的存贮、显示和输出 建立矿区地面数字高程模型(DEM)，可对现有图数字化、矢量化，输出地形图或各种立体景观图以及预演地表变形景观、土方量、积水淹没区预测等；并用实测资料对矿区地面数字高程模型(DEM)进行动态修改，在DEM的基础上进行各
35、种分析、计算。矿井地质测量工作为矿井生产建设提供完备的地质信息、几何数据和图形信息，矿井地质测量空间信息是整个矿区资源环境空间信息的主要来源和核心。因此，矿井地质测量信息系统是矿区资源环境信息系统的基础。三、你认为3S和数字化测绘新技术在矿山测量工作中推广的主要问题有那些?作为一个综合性、先进性的空间信息技术，“3S”在数字矿山的应用必须突出其各自的特点及优势，从数据获取、处理、分析和最终应用各个环节改变先前原始落后的工作方式和操作处理流程，最终为矿山企业现代化技术改革发挥积极的作用。31 全球定位系统( GPS) 的应用在传统的野外地质勘探、测绘等定向定位工作当中，经纬仪、水准仪和全站仪是最
36、为常用的测量工具。随着全球定位系统技术从军事向民用的转变和应用的逐步广泛，其高精度、高效益、全天候、全天时、不受通视条件限制和提供任意点3 维位置信息等优势不断深入人心。通过与通信工具相结合，GPS 将原来静态测量发展到动态测量，将数据的后处理发展成实时定位与导航，其在工程测量、控制测量和变形监测等领域已得到广泛的实际应用。根据矿山测量的特点和复杂性，在实际运用 GPS 矿山测量过程中，应注意以下几方面: 布设 GPS 控制系统( 包括地表控制系统和井下控制系统) : 通过布设一个高精度的 GPS 控制网，特别是主要井口上下一致性问题，以满足实际工程需求并提高测量的精度; 制定科学可行的 GP
37、S 测量计划: 根据 GPS 卫星的最佳观测时段和观测卫星数目，制定详细的、可行的观测和布点计划; 内业GPS 数据处理: 在对 GPS 实测数据的内业处理当中，也要遵循科学原则，合理操作内业软件，达到内外业处理的无缝衔接。3.2遥感( RS) 技术的应用遥感技术在矿山资源环境的应用主要包括矿产资源遥感勘探调查，矿产资源开发开采与利用遥感监测，矿区地表及生态变化监测、矿区塌陷地土地信息提取等方面。遥感作为一种大范围获取地表影像数据的方式，可以在短时间内得到关于矿区的诸如土地覆盖、生态变化、塌陷地位置和面积等各类信息，通过图像解译人员和相关研究人员对于影像的处理分析，可以提取丰富的地表地物信息，
38、为实时监测矿区地表变化，矿区生态环境预防监测提供了第一手数据，从而为打造一个矿区“空 地”全方位动态监测与评价系统创造了有利条件。目前，如中荷合作项目“中国北方煤田自燃环境监测”，应用遥感技术首次全面系统地掌握了中国北方煤田自燃灾害分布、区划、等级及危害程度，提出了煤田火区遥感技术探测方法和工作程序; “矿产资源开发遥感动态监测”项目利用不同分辨率卫星数据对试验区矿产资源开发及其引发的生态环境问题进行了深入细致的研究，取得了成功，使我国延续多年的矿产资源开发利用状况逐级统计上报制度逐步被遥感动态监测所替代5。这些成功案例都预示着遥感将会在数字矿山应用与建设当中发挥越加重要的作用。经过总结分析，
39、本文将遥感技术在数字矿山中的应用分为以下几个方面:1) 利用遥感影像提取矿产信息进行分析找矿与成矿预测;2) 利用多源多时相遥感影像综合处理和分析，确定矿区实地地表变化信息( 如土壤、植被、塌陷地等) ，为实际野外测量工作提供目标靶区;3) 利用卫星遥感影像，实时获取和监测矿区生态环境变化，为矿区环境治理与保护提供技术支持;4) 通过对遥感影像信息进行矿区煤炭自燃及其他矿区安全隐患进行监测与防治，构建自动化的“测 控 治”体系;5) 与 GIS 相集成，构建数字矿区综合管理系统，实现优化资源开发利用，合理配置资源与智能化管理。3.3地理信息系统( GIS) 的应用地理信息系统作为一门新兴的跨学
40、科、跨技术、跨平台的计算机空间信息系统，在数据采集、存储、管理、分析和显示等过程中发挥着统筹和协调的重要作用。在数字矿山建设过程中，其研究的对象主要是具有空间特征的矿区地理信息对象及其属性。通过对采集的地理数据进行综合处理和分析，再现矿区实际地表或者地下环境或是对煤矿生产与管理各个流程信息予以分析处理与应用，为生产过程提供科学指导，为规划决策提供技术支持。地理信息系统在数字矿区中的应用主要归纳于以下几个方面:1) 用于煤炭资源勘探监测与优化开采，提高煤炭采出率和利用率，为智能采矿提供良好条件;2) 为矿区环境动态监测提供强大的空间分析与数据库存储和处理功能;3) 用于矿山实际环境演变模拟与预测
41、;4) 制作采矿、地质与测绘等不同种类的专题信息图;5) 充分利用 GIS 的专业空间分析模型建立数字矿山框架体系及系统支持模块;6) 提供GIS 建立起3 维数字矿山，对矿区地表和地下空间环境进行数字化3 维显示;7) 结合 GIS 空间分析功能开发出井下人员定位系统，实时了解矿工位置及相关工作信息;8) 为矿区多源异质海量数据提供一个数据集成和应用平台等。当然，由于矿区特殊复杂的地理状况和“3S”技术方法的不同特点及其在实际应用中的有效性和实用性，各种问题的出现不可避免。当前我国的矿山数字化还处于较低水平，在数字矿山的实际规划与建设当中，还需要在以下一些方面着重注意:1) 组织和管理好海量
42、数据库矿区复杂的地表、地下环境为数据库存储提供了庞大的原始数据，诸如矢量数据、栅格数据、统计数据、地理资料等。而随着各种数据获取手段的不断进步，如遥感影像数据朝着更高分辨率、更高光谱、更多时相发展，其数据量必然急剧增加。如何存储和管理好海量数据，做到数据间无缝连接、动态更新、实时查询、简易操作和最快速的处理，并通过对海量数据的深层次分析，从中发现知识、挖掘潜在信息，将是未来“3S”技术在数字矿山应用中的主要问题和热点之一。2) 建立矿区 GIS 系统，实现资源统一配置和数字化管理流程针对矿区不同的应用开发出适用的 GIS 专业分析和处理模块，并做到有效的集成。如 GPS 控制点处理模块，基于多
43、时相遥感数据和 GIS 分析功能的矿区生态环境动态监测模块，不同数据源数据的管理和更新模块，地质勘探作业的模块以及井上井下 2 维 3 维显示模块等。通过开发不同模块实现各自专业功能，使“3S”技术的应用更加丰富化与专业化。3) 矿山资源信息的数字化，处理的智能化和数据的网络化在资源的数字化程度上，应更加注重多样性和广泛性，而不是仅仅局限于将图纸、测量数据数字化等。依托“3S”技术的优势，可以实现诸如3 维显示、多媒体呈现和动态监测过程等数字化方式。处理的智能化则强调技术人员和管理者通过简单方便的操作即可实现对数据的提取调用和对工作状态的实时监控，而处理和分析均在计算机中自动完成。其次，对于最终处理的结果数据可发布于网络，实现基于网络的 B/S 模式，使得管理者和领导实现异地查询，实时查询的功能。同时，通过网络共享，实现各部门之间的数据共享。4) 与其他新技术的集成运用“3S”虽然自身是一个集成的综合性技术体系，但是要想其在矿山数字化当中发挥其应有的特点及优势，还应基于和集成其他各种新技术理论，如网络技术、虚拟技术、多媒体技术、计算机智能处理技术、图形图像处理技术等，以适应和实现不同目的的专业应用需求。专心-专注-专业