智能化的煤礦開采技術(shù)可以實現(xiàn)綜合開采設(shè)備的全自動化操作，從而達(dá)到可視化遠(yuǎn)程控制狀態(tài)。
成都創(chuàng)新互聯(lián)自2013年起，先為安遠(yuǎn)等服務(wù)建站，安遠(yuǎn)等地企業(yè)，進(jìn)行企業(yè)商務(wù)咨詢服務(wù)。為安遠(yuǎn)企業(yè)網(wǎng)站制作PC+手機+微官網(wǎng)三網(wǎng)同步一站式服務(wù)解決您的所有建站問題。
對于煤礦企業(yè)來說，在煤礦開采的過程當(dāng)中，必然會面臨開采人員的人身安全問題，尤其是地下煤礦開采活動，為了能夠降低安全事故的發(fā)生概率，并且對已發(fā)生的事故能夠做出及時的響應(yīng)。
這時候煤礦智能化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用作用就凸顯出來了，一方面，有效地構(gòu)建了一個能夠準(zhǔn)確定位井下工作人員的具體位置的感知區(qū)域，為發(fā)生危險時進(jìn)行搜救提供了更加有力的幫助；另一方面，通過與云計算和邊緣計算的充分結(jié)合，促進(jìn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的完美互通，從而對地下環(huán)境實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)控。
通過監(jiān)控中心與指揮中心的互聯(lián)互通以及相互協(xié)作，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)工作面的可視化，同時還提高了井下作業(yè)的安全性，實現(xiàn)了地面指揮中心對井下作業(yè)相關(guān)情況的及時捕獲，并針對突發(fā)事故做出及時的反應(yīng)。
煤礦的地質(zhì)信息會隨著采掘工作的進(jìn)展而發(fā)生不同變化的動態(tài)信息。將地址信息精準(zhǔn)化是煤礦采掘的基本也是核心，也是智能模塊形成的基礎(chǔ)條件。
所以，開發(fā)工作面使用智能采掘系統(tǒng)及裝備，將采掘數(shù)據(jù)與地址信息自動采集、處理、分析從而構(gòu)建一個精確的動態(tài)巷道圖，將礦井內(nèi)部全方位信息透明化，從而實現(xiàn)將地質(zhì)信息、測量數(shù)據(jù)及巷道掘進(jìn)動態(tài)，形成三維電子圖進(jìn)行管理。Hightopo根據(jù)礦山現(xiàn)場的 CAD 圖、鳥瞰圖、設(shè)備三視圖等資料還原外觀建模，搭建 3D 輕量化大型智慧礦山，圍繞以數(shù)字化開采、高速掘進(jìn)、智能通風(fēng)排水供配電、篩煤工藝等內(nèi)容為主體的三維立體可視化管理系統(tǒng)。
通過其引擎強大的渲染功能，真實還原采煤機井下運動工況的行進(jìn)效果，利用可視化圖表將采煤機運行的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀呈現(xiàn)。設(shè)有記憶割煤、滾筒換向、自動往返及故障診斷的聯(lián)動控制功能，針對采煤機故障診斷提供切實的數(shù)據(jù)依據(jù)，加速扼殺故障的萌芽。通過地面調(diào)度室即可遠(yuǎn)程遙控操作，由此達(dá)成井下少人化作業(yè)，加大煤炭資源的開采效率，為采煤機的高效安全生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
在煤炭開采過程中，可以實現(xiàn)機械設(shè)備處于全面控制并且被實時監(jiān)控的狀態(tài)。例如，采煤專用設(shè)備，液壓支架、供電設(shè)備等。此外，根據(jù)實際工作環(huán)境，設(shè)計合理的施工工序，實現(xiàn)井下作業(yè)控制系統(tǒng)與地面控制中心控制系統(tǒng)集中控制綜采工作面，不僅可以實現(xiàn)煤炭開采流程全自動，還可以實現(xiàn)井下作業(yè)的可視化，從而在很大程度上提升了井下作業(yè)的安全性以及提高煤炭開采的工作質(zhì)量。
HT 也提供結(jié)合 GIS 地圖展示礦山領(lǐng)域解決方案，產(chǎn)品的定位在于運用產(chǎn)品強大的可視化技術(shù)，通過無人機航拍，加后期數(shù)據(jù)處理，無縫融合 HT 原有 3D 模型，實現(xiàn)了礦山宏觀和微觀融合一體化的需求，很好的解決了傳統(tǒng)人工實景建模工作量巨大的問題。
針對環(huán)境態(tài)勢、掘采進(jìn)度、設(shè)備運作、工況狀態(tài)等信息進(jìn)行高精度實時監(jiān)測，賦予數(shù)據(jù)空間屬性，使復(fù)雜因素可視化。形成一套可被洞察的參考數(shù)據(jù)，為開采作業(yè)監(jiān)管提供強有力的決策支撐。
隨著國家環(huán)境保護力度的持續(xù)加大及能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，正倒逼煤炭產(chǎn)業(yè)必須走綠色智能的清潔化生產(chǎn)之路。云技術(shù)、大數(shù)據(jù)時代的到來，煤炭行業(yè)如果想恢復(fù)改革開放時期的繁榮景象，就必須緊跟時代步伐，運用大數(shù)據(jù)，結(jié)合云技術(shù)將智能化技術(shù)運用到開采工作當(dāng)中。
科創(chuàng)板煤炭工業(yè)軟件龍頭企業(yè)龍軟 科技 （688078.SH）是一家基于LongRuan GIS +互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+云計算,并為智能煤礦信息化領(lǐng)域提供整體解決方案的高 科技 公司。其中，公司最硬核的技術(shù)及相關(guān)專利之一，是龍軟 科技 憑借多年行業(yè)積累，基于自主研發(fā)的LongRuan GIS 打造的智能煤礦“一張圖”。
如同百度、高德和谷歌等民用地圖改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞揭粯?，LongRuan GIS “一張圖”綜合解決方案，通過技術(shù)創(chuàng)新推動了煤礦傳統(tǒng)的管理模式變革，為構(gòu)建智能煤礦的信息化管理模式提供了高 科技 支持。
什么是“一張圖” ？
龍軟 科技 “一張圖”是GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)在煤礦行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用?！耙粡垐D”是一種創(chuàng)新管理模式, 是煤礦的BI（商業(yè)智能）, 也是煤礦技術(shù)人員的SVN/GIT（分布式版本控制系統(tǒng)）。
“一張圖”及智能管控平臺是一個面向行業(yè)數(shù)據(jù)庫的大型數(shù)據(jù)倉庫，它通過綜合信息監(jiān)管來提取對業(yè)務(wù)的分析信息，且無論是原始數(shù)據(jù)還是挖掘分析后的信息，都可以通過基礎(chǔ)服務(wù)平臺向外提供服務(wù)訪問和交互。具體到煤礦方面，實現(xiàn)了礦山“采、掘、機、運、通”相關(guān)的安全生產(chǎn)、監(jiān)測監(jiān)控、安全管理等業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的疊加集成、匯交更新。各業(yè)務(wù)單位分工協(xié)作、各司其職，共同構(gòu)建起礦山一張圖，為安全生產(chǎn)、動態(tài)監(jiān)控、經(jīng)營決策等提供多維數(shù)據(jù)支持。
突破關(guān)鍵技術(shù) 釋放創(chuàng)新能量
一直以來龍軟 科技 在自主創(chuàng)新研發(fā)方面投入巨大。截至目前，公司取得煤礦信息化、智能化領(lǐng)域相關(guān)專利權(quán)54項（其中發(fā)明專利31項）、軟件著作權(quán)242項。研發(fā)團隊瞄準(zhǔn)了行業(yè)痛點，已逐步形成了“四大”核心專利技術(shù)組：（1）GIS協(xié)同“一張圖”及智能管控平臺相關(guān)專利組；（2）智能綜采綜掘工作面相關(guān)專利組；（3）透明化礦山相關(guān)專利組；（4）礦山新型開采方式及裝備的相關(guān)專利組。
其中，第一大專利組GIS協(xié)同“一張圖”及智能管控平臺相關(guān)專利主要涉及六項高價值的創(chuàng)新型專利：（一）“煤礦分布式協(xié)同一張圖系統(tǒng)及協(xié)同管理方法”（二）“一種礦井信息化管理多專業(yè)巷道圖形的動態(tài)更新方法”（三）“一種基于時態(tài)GIS的煤礦可視化管控系統(tǒng)”（四）“一種交互式注記等值線數(shù)值的方法和裝置”；（五）“一種參數(shù)式煤礦井下供電設(shè)計方法”（六）“一種快速生成煤層小柱狀的方法和裝置”。
據(jù)了解，該組專利涵蓋了煤礦時空數(shù)據(jù)“一張圖”協(xié)同處理及管控平臺應(yīng)用。
專利一“煤礦分布式協(xié)同一張圖系統(tǒng)及協(xié)同管理方法”， 提出了煤礦多專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、動態(tài)即時更新和共享的方法，奠定了煤礦“一張圖”系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)，最早形成了煤炭行業(yè)信息化建設(shè)“一張圖”模式。2017年龍軟 科技 基于項目研發(fā)成果申請了發(fā)明專利，并于2019年獲得授權(quán)。項目技術(shù)成果“煤礦空間信息服務(wù)與管理關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”，獲2018年中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎。
專利二“一種礦井信息化管理多專業(yè)巷道圖形的動態(tài)更新方法”， 基于煤礦“一張圖”技術(shù)體系，圍繞煤礦數(shù)據(jù)規(guī)范化管理和自動化處理應(yīng)用問題，提出了基于協(xié)同思想的煤礦巷道圖形動態(tài)更新方法，解決了煤礦地測專題圖形、一通防專題圖形、機電設(shè)備布置專題圖形、監(jiān)測監(jiān)控專題圖形中必不可少的巷道動態(tài)更新難題。由于巷道數(shù)據(jù)是煤礦各類專題圖形的最基礎(chǔ)內(nèi)容，該專利適應(yīng)于幾乎所有應(yīng)用“一張圖”模式的煤礦專題圖處理和更新，是該領(lǐng)域必不可少的技術(shù)方法。龍軟 科技 于2020年獲得該項發(fā)明專利授權(quán)。
專利三“一種基于時態(tài)GIS的煤礦可視化管控系統(tǒng)” ，提出了基于時態(tài)地理信息系統(tǒng)TGIS“一張圖”和透明化礦山的煤礦二三維一體化管控平臺技術(shù)和方法，奠定了煤礦可視化管控平臺及透明化智能開采的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)，融合地理空間場景構(gòu)建、傳感數(shù)據(jù)采集與通訊、腳本化模型驅(qū)動等技術(shù)，形成了以實時、動態(tài)地理信息為支撐的礦井二維、三維可視化管控新模式。2021年龍軟 科技 獲得該項發(fā)明專利授權(quán)。
此外，結(jié)合煤礦地理信息系統(tǒng)及“一張圖”平臺應(yīng)用中的日常需求，針對等值線生成、小柱狀繪制、供電系統(tǒng)設(shè)計等問題，創(chuàng)新提出并形成了“交互式注記等值線”、“快速生成煤層小柱狀”、“參數(shù)式煤礦井下供電設(shè)計”等發(fā)明專利?；谝陨舷盗袑＠?，公司產(chǎn)品可以為煤礦時空數(shù)據(jù)的處理提供更高效、便捷的處理支持，進(jìn)而形成統(tǒng)一、規(guī)范、完整、動態(tài)更新的煤礦“一張圖”時空數(shù)據(jù)庫和管控平臺，并最終建立“基于多維GIS或圖形處理技術(shù)的煤礦可視化管控系統(tǒng)”，實現(xiàn)煤礦自動化、智能化工業(yè)控制和可視化多維地理信息的一體化集成。
公司始終從煤礦智能化需求出發(fā)，通過分布式協(xié)同一張圖的理念，改變了煤炭行業(yè)傳統(tǒng)的單機工作模式，建立了煤礦多專業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、協(xié)同處理、動態(tài)更新、可視化管控體系，并通過創(chuàng)新的巷道多專業(yè)更新等技術(shù)方法，提高煤礦時空數(shù)據(jù)處理的效率及完整性，解決了阻礙煤炭行業(yè)信息化、智能化建設(shè)的數(shù)據(jù)孤島嚴(yán)重、跨專業(yè)無法協(xié)同、跨部門管理困難、數(shù)據(jù)實時性不高等難題，解決行業(yè)痛點，為煤炭行業(yè)信息化、智能化建設(shè)開辟了基于時空地理信息系統(tǒng)的“一張圖”綜合管控和自適應(yīng)智能開采模式，給煤炭企業(yè)帶來一種全新的、適應(yīng)“智能礦山”信息化建設(shè)要求的新型信息化管理模式。
多應(yīng)用領(lǐng)域推動產(chǎn)業(yè)升級
“一張圖”協(xié)同處理及管控平臺應(yīng)用對象可以是單個煤礦，也可以是多級架構(gòu)的煤礦企業(yè)集團，分布式架構(gòu)的自身特點決定了“一張圖”系列產(chǎn)品具有極強的適應(yīng)性，可應(yīng)用于多個領(lǐng)域與場景。無論對于大型煤礦企業(yè)集團，還是中小煤礦企業(yè)，“一張圖”產(chǎn)品解決的統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)存儲和分析應(yīng)用平臺問題均是煤礦信息化建設(shè)中的核心問題之一，也是當(dāng)前實現(xiàn)煤礦智能開采必須面對和解決的基礎(chǔ)問題。
目前，公司憑借著“一張圖”協(xié)同處理及管控平臺相關(guān)專利技術(shù)已成功已應(yīng)用于陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號煤礦“黃陵一號煤礦礦井智能綜合管控云平臺”、河南煤化集團永煤集團新橋煤礦“安全生產(chǎn)智慧管控平臺”、江蘇徐礦能源股份有限公司張雙樓煤礦“智能GIS“一張圖”平臺”、國家能源集團新疆能源烏東煤礦“基于急傾斜煤層的一張圖智能管控平臺”、山東能源兗煤股份東灘煤礦“智能礦山綜合信息管控系統(tǒng)”、中煤陜西榆林能源化工有限公司大海則煤礦“生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)”等智能化建設(shè)示范礦井。
實踐表明，基于GIS協(xié)同“一張圖”、虛擬礦井、大數(shù)據(jù)安全動態(tài)診斷等核心技術(shù)專利的研發(fā)，解決了高度一體化管控的智慧、高 科技 礦區(qū)的關(guān)鍵問題?！耙粡垐D”管理系統(tǒng)的推廣與實施，將為我國智能礦山建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)，不僅能夠減員增效，而且還能進(jìn)一步保障礦井安全生產(chǎn)。龍軟 科技 作為專注于行業(yè)發(fā)展的高新技術(shù)企業(yè)，具有持續(xù)、強大的創(chuàng)新能力，對推動我國煤炭工業(yè)安全生產(chǎn)技術(shù)的信息化管理具有重要的 社會 效益。
袁中智
（重慶市國土資源和房地產(chǎn)信息中心，重慶，400015）
摘要：GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的數(shù)據(jù)采集、定位、導(dǎo)航、勘測等工作，隨“金土工程”的實施，為構(gòu)建“天上看地上查網(wǎng)上管”的管理新體系，GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用將出現(xiàn)新的高潮。為此，本文在探討GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用基礎(chǔ)上，分析了應(yīng)用中存在的問題，展望GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：GPS；礦產(chǎn)資源；應(yīng)用；綜述
GPS廣泛應(yīng)用于土地變更調(diào)查、資源清查、滑坡變形監(jiān)測、大型構(gòu)筑物位移實時監(jiān)測、地面沉陷監(jiān)測、房地產(chǎn)測量，以及所有在室外進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集、定位、導(dǎo)航、勘測等工作。由于礦產(chǎn)資源勘查、礦區(qū)范圍的劃定、礦體規(guī)模的測定等都需要進(jìn)行定點測量，所以可以使用GPS技術(shù)提高作業(yè)效率。中國地質(zhì)調(diào)查局制定的《戰(zhàn)略性礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查技術(shù)要求》中也明確要求，在進(jìn)行礦產(chǎn)地質(zhì)填圖、勘查、礦產(chǎn)檢查時，應(yīng)使用GPS進(jìn)行定點、定位和測量等。
2006年4月5日，國土資源部建部以來第一次科技大會在京召開，大會將發(fā)展資源調(diào)查、監(jiān)測技術(shù)和實施“金土工程”等作為重要任務(wù)進(jìn)行了部署，這將掀起一場GPS技術(shù)在國土資源管理中廣泛應(yīng)用的高潮。由此，本文將探討GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用情況、存在問題以及應(yīng)用前景。
1 GPS 技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用
1.1 鉆孔定位
將GPS技術(shù)應(yīng)用于鉆機鉆孔定位，遠(yuǎn)優(yōu)于操作人員的肉眼控制。即通過安裝GPS和相關(guān)軟件用于鉆孔導(dǎo)向，隨時了解鉆孔位置和鉆進(jìn)情況。GPS用于鉆孔定位可以減少現(xiàn)場測量工作，為提出更好的爆破設(shè)計創(chuàng)造條件，使炮孔布置精度更高、時間更短；可直接向裝藥車提供鉆孔數(shù)據(jù)；同時還可以避免超鉆和欠鉆。
1.2 車輛設(shè)備監(jiān)控調(diào)度
對大型采礦場，需隨時了解卡車、電鏟等設(shè)備的位置、狀態(tài)信息，以便進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度，使用傳統(tǒng)的人工調(diào)度方法，調(diào)度員難以動態(tài)了解場內(nèi)所有車鏟的位置和狀態(tài)，很難做出最優(yōu)調(diào)度，所以調(diào)度指揮較為粗放，導(dǎo)致大型采運設(shè)備的效率難以充分發(fā)揮，生產(chǎn)潛力難以挖掘。使用GPS可以隨時精確測定鏟車標(biāo)高，以便工作人員立即發(fā)現(xiàn)鏟車是否在正確的位置作業(yè)。
在礦區(qū)，汽車安裝GPS后，管理人員可以隨時了解車輛在全礦區(qū)的運行路線，查看車輛卸載位置是否正確，了解車速，進(jìn)行汽車調(diào)度。建立基于GPS/GIS技術(shù)的智能運輸系統(tǒng)，可以在開采量一定的條件下，使用最少的卡車和電鏟，實現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度，大大提高開采作業(yè)效率。系統(tǒng)可通過安裝在卡車、電鏟等工具上的車載終端（GPS接收設(shè)備、通信控制設(shè)備等），廣泛收集各種數(shù)據(jù)，然后通過無線通信，將數(shù)據(jù)實時傳送至中央計算機，由中央計算機根據(jù)礦山數(shù)據(jù)（作業(yè)計劃、道路網(wǎng)）進(jìn)行快速運算，解算出調(diào)度方案，同時將調(diào)度指令發(fā)送給裝運設(shè)備，從而實現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度。
1.3 地表礦料堆體的測算
礦料、燃料是大型冶金、礦山等企業(yè)的重要資產(chǎn)，對這類資產(chǎn)的評估需進(jìn)行體積和重量的測算，由于礦料、燃料一般分布廣散（幾km2 到幾十km2），不僅形狀復(fù)雜，而且瞬時進(jìn)出變化大，給資產(chǎn)評估帶來很大難度。國內(nèi)外測算體積主要用航空攝影測量、地面立體測量以及門式裝置的激光掃描等，但由于這些方法，或者設(shè)備昂貴、測量條件要求高，或者精度不能滿足要求，測量周期長等條件限制，使得這些方法的推廣應(yīng)用受到一定限制。雖然電子全站儀同計算機相結(jié)合的空間三維快速測算方法具有準(zhǔn)確、快速、靈活等特點，但需要投入的人力、物力較多，所需時間較長。
GPS－RTK技術(shù)是用來確定待測點三維空間坐標(biāo)的一種方法，進(jìn)行GPS－RTK測量，至少需要一臺基準(zhǔn)站和一臺流動站，流動站通過接收基準(zhǔn)站發(fā)送過來的改正參數(shù)和直接的衛(wèi)星信號，可以快速確定測點位置，實踐證明，將GPS－RTK技術(shù)應(yīng)用于地上礦產(chǎn)資源測算，具有準(zhǔn)確、靈活、快速、省錢、省時、省力等優(yōu)點。同時GPS－RTK技術(shù)同地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)結(jié)合，還可以有效測算淺層地下礦藏儲量。
1.4 礦山環(huán)境監(jiān)測
礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)過程中常產(chǎn)生環(huán)境問題，如廢棄的物質(zhì)和能量會造成水土污染、空氣污染（粉塵和有毒有害氣體污染）、噪音污染、光污染、輻射污染等環(huán)境危害；壓占、破壞土地資源、水資源、森林草地等自然環(huán)境資源；造成水土流失、土壤侵蝕、土地沙化、地質(zhì)景觀破壞等地質(zhì)環(huán)境破壞；誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、地面開裂、地面沉降、地面塌陷、河堤潰決、海水入侵等地質(zhì)災(zāi)害。隨采礦業(yè)的發(fā)展，采礦對環(huán)境污染日益嚴(yán)重，對大型礦區(qū)來說，不僅需要對環(huán)境進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，而且要求有效管理和迅速處理各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便及時采取應(yīng)對措施。而GPS與GIS結(jié)合構(gòu)成環(huán)境監(jiān)測與分析系統(tǒng)，可實現(xiàn)對環(huán)境的時時監(jiān)測與處理。將各種環(huán)境傳感器（如瞬時光譜儀、紅外輻射儀、溫度計、酸堿度測定儀、噪聲儀等）與GPS接收機構(gòu)成一起，傳感器采集的數(shù)據(jù)與GPS數(shù)據(jù)一起輸入到數(shù)據(jù)庫中，使用GIS對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和分析。這不僅便于監(jiān)測數(shù)據(jù)的組織管理，圖形的直觀、形象表達(dá)，而且便于對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，了解其影響范圍、發(fā)展規(guī)律，為進(jìn)一步預(yù)測災(zāi)害，防災(zāi)減災(zāi)提供決策依據(jù)。
1.5 物、化探勘查
地球化學(xué)勘查中需要進(jìn)行土壤地球化學(xué)測量的測網(wǎng)布設(shè)、水系沉積物中的采樣點定位，以及巖石測量的定位等。常規(guī)的測網(wǎng)布設(shè)方法是，先由測量人員做好控制和基線，然后用羅盤儀和測繩布設(shè)測網(wǎng)，而水系沉積物和巖石測量的定位常根據(jù)地形圖和標(biāo)志物進(jìn)行定位。常規(guī)方法費時費力，而且工作難度較大，若使用GPS技術(shù)進(jìn)行測量，可以繞開控制測量環(huán)節(jié)，在節(jié)省測量時間的同時，降低了施測條件的要求，減輕了工作強度。同樣，對于區(qū)域物探調(diào)查中的重力測量，傳統(tǒng)的重力點點位高程測量使用氣壓測高和航片刺點的方法，不僅操作復(fù)雜，而且內(nèi)業(yè)工作量較大，精度較低。使用GPS技術(shù)不僅能提高測點點位精度，降低工作強度，而且可以解決在通視條件較差的條件下目測定點困難的問題。
1.6 形變監(jiān)測
礦區(qū)開采，難免使開采區(qū)發(fā)生地表移動與變形，如建筑物、構(gòu)筑物的位移、傾斜、沉降，以及礦區(qū)的整體下沉等，因此對礦區(qū)進(jìn)行變形監(jiān)測十分必要。常規(guī)的監(jiān)測技術(shù)是應(yīng)用水準(zhǔn)測量的方法監(jiān)測地基的沉降；應(yīng)用三角測量的方法監(jiān)測地基的位移和整體傾斜。由于被監(jiān)測物體通常幾何尺寸較大，監(jiān)測環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測技術(shù)要求高，因此應(yīng)用常規(guī)技術(shù)監(jiān)測，不僅時間長、勞動強度大，而且自動化程度低。GPS技術(shù)以其在連續(xù)性、實時性和自動化程度高等優(yōu)點，在變形監(jiān)測中發(fā)揮著傳統(tǒng)測量無法比擬的重要作用。
礦區(qū)GPS變形監(jiān)測主要有兩種方法，一是定期在監(jiān)測點安置GPS接收機進(jìn)行變形監(jiān)測，并分期進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)多期監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行變形分析。二是應(yīng)用GPS實時監(jiān)測，即在變形監(jiān)測點上安置GPS接收機，全天候進(jìn)行GPS監(jiān)測，也可根據(jù)實際情況，每天施測幾個時段，并直接將觀測數(shù)據(jù)傳入GPS解算軟件，解算出基線變化量與三維坐標(biāo)變化量。實踐表明，GPS實時測量，能夠監(jiān)測出地表的非線性變形，并準(zhǔn)確建立地表移動的動態(tài)運動模型。
1.7 礦區(qū)范圍劃定
在礦產(chǎn)資源管理中，常需要礦區(qū)范圍劃定，為了防止礦界糾紛，需要準(zhǔn)確測定礦區(qū)拐點坐標(biāo)，由于礦區(qū)大多地處偏僻，地形條件復(fù)雜，使用傳統(tǒng)的測量方法既費時又費力，而使用GPS技術(shù)進(jìn)行測量能減少大量人力，提高工作效率。一般來說，GPS 單點定位在30m～100m，雖然工作簡單易行，但其定位精度太低，不能滿足定位需求；GPS靜態(tài)測量雖然精度較高，但尋找已知控制點較難。相對而言，使用手持式GPS測量系統(tǒng)更便于野外作業(yè)，而且具有觀測時間短、精度高、無需通視等特點。
手持式測量包括基準(zhǔn)站系統(tǒng)和移動系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)站系統(tǒng)一般設(shè)置在辦公地，天線置于屋頂，移動系統(tǒng)則隨待測點移動，其基本原理是基準(zhǔn)站系統(tǒng)與移動系統(tǒng)同步觀測GPS衛(wèi)星載波相位信號，利用差分定位原理消除電離層、對流層等帶來的誤差，提高測量精度，通過隨機軟件進(jìn)行基線解算和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)解算，求出待測點的坐標(biāo)。實踐證明，手持式GPS測量系統(tǒng)的定位精度在30km范圍內(nèi)可達(dá)0.5m，完全滿足礦區(qū)定界的要求。
1.8 礦區(qū)控制網(wǎng)建立
礦區(qū)控制網(wǎng)是礦區(qū)測繪、勘探、設(shè)計和生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)。運用GPS技術(shù)布設(shè)礦區(qū)控制網(wǎng)，不僅精度高，而且點位精度分布均勻；GPS控制網(wǎng)基本不受邊長的限制，邊長可以相差較大，較常規(guī)的三角網(wǎng)方便靈活，且點間無需通視。經(jīng)研究表明，采用GPS技術(shù)建立平面控制網(wǎng)，所需作業(yè)人員僅為同級常規(guī)測量控制網(wǎng)的40%，所需作業(yè)時間為21%，所需作業(yè)經(jīng)費為35%。
1.9 水文地質(zhì)調(diào)查
在礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中，需要確定每個調(diào)查點的位置，利用羅盤及地形地物定點效果較差，應(yīng)用手持GPS進(jìn)行測量定點，可以大大提高點位精度。實踐表明，利用手持GPS接收機進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查工作，其單點定位精度能控制在5m以內(nèi)，完全滿足工作需要，較好地解決了不同地形及艱險條件下地質(zhì)填圖中點位精度問題。
1.10 地質(zhì)測繪
地質(zhì)勘查中需要進(jìn)行地質(zhì)填圖測量、物探測量、化探測量、地質(zhì)工程測量等，傳統(tǒng)的測量設(shè)備主要使用全站儀、羅盤、測繩等，測繪人員工作強度較大，工作效率較低。GPS的應(yīng)用大大提高了測繪效率，特別是手持GPS與成圖軟件的配合，不僅可以方便地從接收機中下載野外采集的數(shù)據(jù)，而且可以將GIS數(shù)據(jù)導(dǎo)入到接收機中，便于野外工作。
此外，GPS技術(shù)還應(yīng)用于礦井貫通、礦山風(fēng)井位置確定等。
2 GPS 技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)應(yīng)用中存在問題及應(yīng)用前景
2.1 存在問題
（1）盡管GPS有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，但由于經(jīng)費、技術(shù)水平，以及思想認(rèn)識等原因，在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中未得到廣泛深入應(yīng)用，應(yīng)用成熟度低。
（2）由于建立GPS臺站網(wǎng)投入大，維護費用高，我國利用臺站網(wǎng)的技術(shù)也不成熟，礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中仍主要使用RTK技術(shù)進(jìn)行測量作業(yè)，這就需要在測區(qū)附近建立控制點，架設(shè)參考站，給實際工作帶來不便，而且精度分布不均。
（3）由于礦產(chǎn)資源的勘查開發(fā)工作場所主要在野外，地形和樹木的遮擋常影響GPS的收訊，也使GPS技術(shù)難以在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)得到廣泛應(yīng)用。
（4）目前雖然GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)的應(yīng)用逐漸擴大，然而各應(yīng)用系統(tǒng)還處于各自為政、零打碎敲的散亂狀態(tài)，沒有統(tǒng)一的平臺支持，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
（5）由于基礎(chǔ)地理信息建設(shè)滯后，也未形成良好的使用更新機制，加上部門間、地區(qū)間對電子地圖的控制，嚴(yán)重影響GPS的廣泛深入應(yīng)用。
2.2 應(yīng)用前景
（1）隨金土工程的實施、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的逐步建立、基礎(chǔ)地理信息的建設(shè)，以及“3S”技術(shù)的集成應(yīng)用，將為GPS技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造良好的應(yīng)用環(huán)境。
（2） GPS臺站網(wǎng)作為獲取空間信息的基礎(chǔ)設(shè)施，具有廣泛的應(yīng)用前景，國內(nèi)一些主要城市已相繼建立了GPS臺站網(wǎng)，各地GPS臺站網(wǎng)的建立將進(jìn)一步促進(jìn)GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用。
（3）隨GPS接收機的不斷改進(jìn)，體積越來越小，重量越來越輕，價格越來越便宜，以及數(shù)據(jù)后處理軟件的開發(fā)利用，GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用領(lǐng)域會不斷拓寬和發(fā)展。
（4）利用GSM和CDMA數(shù)字移動通信網(wǎng)具有覆蓋范圍廣，系統(tǒng)可靠性高、控制中心建站方便等優(yōu)點，GPS與GSM和CDMA的結(jié)合將成為礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中應(yīng)用的新亮點。
（5）多元定位系統(tǒng)的發(fā)展，GPS與GLONASS組合定位技術(shù)的研究與應(yīng)用，將逐步解決GPS在復(fù)雜條件下（如山地、森林）接收信號較差的問題，提高定位精度和可靠性，推進(jìn)GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中的應(yīng)用。
（6）到2008年，伽利略系統(tǒng)的即將運行，其民用精度可達(dá)1m，在不通過差分處理的情況下即可滿足大部分定位、導(dǎo)航需求，而且費用便宜，使用可靠，這將使定位技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中得到更大范圍的普及。
隨“金土工程”的實施，GPS技術(shù)將在國土資源監(jiān)管中發(fā)揮越來越重要的作用，盡管GPS技術(shù)在目前應(yīng)用中存在這樣或那樣的問題，但以其本身的技術(shù)特點和優(yōu)勢，必將在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
孔祥元，鄒進(jìn)貴等.GPS－RTK及其同地質(zhì)雷達(dá)GPR集成技術(shù)用于大型企業(yè)礦料資產(chǎn)測算的研究［J］.城市勘測.2003，（4）
周科平.GPS和GIS在礦山工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用［J］.采礦技術(shù).2003，3 （2）
欒元重，韓李濤.礦區(qū)GPS變形監(jiān)測與變形分析［J］.測繪工程.2002，11 （2）
王曉華，胡友健，肖鸞.GPS技術(shù)應(yīng)用于變形監(jiān)測的綜述［J］.淮陰工學(xué)院學(xué)報.2005，14 （3）
王振軍，張幼蒂，才慶祥.露天礦智能運輸系統(tǒng)的研究［J］.IM＆P化工礦物與加工.2004，（3）
林伯勇.HHS GPS技術(shù)在礦產(chǎn)資源管理中的應(yīng)用［J］.福建地質(zhì).2003，（1）
王玄飛.手持式GPS測量在地球化學(xué)勘查中的應(yīng)用［J］.有色礦冶.2004，20 （3）
郭瑞民，呂華等.GPS測地技術(shù)在物化探勘查及地質(zhì)普查中的應(yīng)用［J］.吉林地質(zhì).2004年，23 （2）
靳海亮.GPS定位技術(shù)在徐州市東部礦區(qū)的應(yīng)用［J］.礦山測量.2002，（1）
思涵，王堅.GPS、GIS在高地谷銅鉬礦的應(yīng)用［J］.世界采礦快報.1997，13 （22）
李石橋，吳德仕，沈睿文.在礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)用手持GPS接收機［J］.黃金地質(zhì).2004，10 （3）
曹幼元，賀躍光.PDA GPS在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用［J］.測繪技術(shù)裝備.2005，7 （4）
重慶分公司
重慶分公司
