矿山开采沉陷中测绘新技术的运用分析

陈涌

摘要：矿山开采是一项重要的经济活动，但随着资源的开采和地下工程的进行，地表沉降现象成为不可忽视的问题。矿山开采沉降不仅会对地表设施和建筑物造成损害，还可能导致环境变化和生态系统的破坏。因此，对矿山开采沉降进行准确监测和及时预警是至关重要的。传统的测绘技术在矿山开采沉陷监测中存在一些局限性，比如测量效率低、数据获取困难等问题。为了解决这些问题，近年来新的测绘技术和方法被引入到矿山开采沉陷监测中，以提高监测的效率和准确性，为矿山管理者提供有效的决策支持。本文主要分析矿山开采沉陷中测绘新技术的运用。

关键词：矿山开采；沉陷；测绘新技术

引言

矿山开采是现代经济发展的重要支柱，但由于地下资源的提取，会导致地表沉降现象的发生。为了确保矿山开采过程中的安全和可持续发展，对矿山开采沉陷进行准确监测和及时预警是至关重要的。传统的测绘技术在矿山开采沉陷监测中存在一定的局限性，因此引入新的测绘技术成为解决这一问题的关键。

1、传统测绘技术的概述

传统测绘技术是指在矿山开采沉陷监测中广泛应用的传统测量方法和工具。这些技术已经存在多年，并在实践中被验证为可行且有效的方式来获取地表沉陷信息。全站仪是一种先进的测量仪器，能够同时测量方位角、高差和斜距等参数。通过设置基准点和观测测站，使用全站仪可以准确测量地面的坐标和高程信息。它通常用于建立矿山沉陷监测网和测量地表沉陷的变形量。全球定位系统（GPS）是一种利用卫星信号进行位置测量的技术。通过在地表布设一定数量的GPS测量站，可以实现对地方坐标的准确测量。GPS测量技术广泛应用于矿山开采沉陷的空间监测，可以实时获取地表点的坐标信息。激光扫描测量是一种快速而精确的测量方法。它通过发送激光脉冲并记录返回脉冲的时间来测量目标物体的几何信息。激光扫描测量技术在矿山开采沉陷监测中可用于获取地表点云数据，以及建立三维模型和进行变形分析。

2、传统测绘技术存在的问题

传统测绘技术在矿山开采沉陷监测中存在一些问题和局限性，这些问题可能会影响到监测数据的准确性和实时性。采用传统测绘技术进行地表沉陷监测通常需要较长的测量周期。主要原因包括仪器的使用限制、数据处理的复杂性等。长时间间隔的测量可能导致无法及时获取沉陷的变形信息，并且可能错过了重要的监测数据。传统测绘技术通常需要人工布设测量点或仪器，这会导致数据获取工作比较困难。特别是在矿山环境中，由于地形复杂、交通不便等因素，可能会受到一定的限制。传统测绘技术通常只能对有限的区域进行测量，即使使用大量的测量点进行采样也不能完全覆盖整个矿山区域。这可能导致监测结果的局部性，无法全面反映沉陷现象的整体情况。传统测绘技术在一些特殊的地表沉陷情况下可能存在一定的局限性。例如，对于局部变形、非线性变形或细小尺度的变形现象，传统测绘技术可能无法提供足够的精确度和解析度。

3、矿山开采沉陷中测绘新技术的运用策略

3.1应用激光扫描技术

应用激光扫描技术在矿山开采沉陷监测中的运用具有重要的意义。激光扫描技术是一种快速而精确的测量方法，在矿山开采沉陷监测中可以提供高精度的地表沉降变形信息。激光扫描技术可以快速获取大量的点云数据。通过使用激光扫描仪对矿山区域进行三维扫描，可以采集大量的地表点云数据。这些数据可以提供高分辨率的地形信息，包括地表坐标、高程和反射强度等参数。取得的点云数据可以生成高精度的数字模型，可用于对地表沉陷进行准确测量和变形分析。激光扫描技术具有高精度和高效性。激光扫描仪使用激光脉冲来扫描目标物体，并通过计算脉冲的飞行时间来测量距离。这种测量原理使得激光扫描技术能够达到亚毫米级的测量精度。同时，激光扫描仪工作快速，可以在短时间内对大范围的地表进行扫描，提高了监测数据的获取效率。激光扫描技术具有灵活性和便携性。现代的激光扫描仪越来越小巧轻便，操作简单，使得激光扫描技术能够灵活应用于矿山开采现场。扫描仪可以随时部署并进行测量，适应不同条件和需求。

3.2引入无人机技术

引入无人机技术在矿山开采沉陷监测中具有重要的作用和应用价值。无人机技术是一种灵活、高效且成本相对较低的解决方案，可以为矿山开采沉陷监测提供全新的途径和方法。人机可以快速获取高分辨率的影像数据。通过配置合适的相机和传感器，无人机可在短时间内对大范围的矿山区域进行航拍或摄影测量。这些数据可提供详细的地表信息，包括沉降区域的形态、变化与特征。快速采集的影像数据可以用于制作数字正射影像、生成点云，以及构建高精度的三维模型，为沉陷变形的测量和分析提供有力依据。无人机技术可灵活适应复杂的矿山地形。在矿山开采中，地形可能会十分复杂，包括峡谷、斜坡、隧道等特殊地形。无人机技术通过飞行的灵活性，能够进入人类难以触及的区域进行监测。无人机可以在低海拔、狭窄空间和高危险性区域进行飞行，获取包含全局和局部沉降情况的数据，提供矿山地貌监测的全面图景。

3.3开发自动化与智能化监测系统

开发自动化与智能化监测系统在矿山开采沉陷监测中具有重要意义和应用价值。这样的系统结合了传感器网络、物联网、数据处理和人工智能等技术，能够实时收集、处理和分析监测数据，提供全面、准确的监测结果和决策支持。动化与智能化监测系统可以实现实时数据采集。通过在矿山区域布设传感器网络，监测系统可以实时收集大量的地表沉陷监测数据。传感器可以包括位移传感器、压力传感器、倾斜传感器等，以便获取多维度的变形信息。这些数据可以通过无线传输或有线传输方式直接传送至数据中心进行处理和分析。自动化与智能化监测系统具备自动化数据处理和分析的能力。通过使用大数据处理和机器学习等技术，系统能够自动处理和分析海量的监测数据。例如，通过对历史数据的学习和模式识别，系统可以自动检测沉陷的趋势和异常，提供实时的预警和报警功能。同时，系统能够快速生成可视化的监测报告和图表，帮助决策者直观地了解矿山沉陷的情况。自动化与智能化监测系统能够为决策提供支持。通过对监测数据的分析和综合评估，系统可以生成详细的分析报告和建议，为矿山管理者提供决策依据。例如，系统可以预测沉陷趋势，帮助制定合理的开采计划和改进措施，以减少地表沉陷对矿山设施和安全的影响。开发自动化与智能化监测系统在矿山开采沉陷监测中具有重要意义。通过实现实时数据采集、自动化处理与分析、多源数据集成、远程监控与控制以及决策支持，该系统能够提高监测效率和准确性，为矿山开采的安全管理和可持续发展提供可靠的技术支持。

结束语

总之，新技术在矿山开采沉陷监测中发挥着重要作用，提高了监测效率和准确性，为矿山的安全管理和可持续发展提供了可靠的技术支持。随着技术的不断发展和创新，我们相信新技术将持续推动矿山开采沉陷监测工作的进步与发展。

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