煤矿测绘论文范文

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0 引言

随着计算机技术以及软件工程的快速发展，测绘专业领域也得到了空前的发展，煤矿测量已由传统的经纬仪、水准仪、光电测距仪、平板仪及手工记录计算的方法，逐步转变全站仪、电子水准仪、GPS等先进的现代仪器，为测绘行业带来了质的突变。虽然先进的仪器使得测绘工作者更为方便、高效，但我们必须全面了解测量方法的相关原理，才能更好的为现代煤矿测量工作服务[1，2]。

1 煤矿测量方法

煤矿测量，主要依托全站仪，因此全站仪常用的方法主要有极坐标法、小角度法、前方交会法、后方交会法等。下面根据本人工作经历，具体对各自方法进行详细介绍。

1.1 极坐标法

根据极坐标的原理，以2个已知点建立坐标轴，并以其中1个点为极点作为极坐标系，测定观测点到极点之间的距离，测定观测点与极点连线和两个已知点连线夹角的方法。如图1所示：

假设，需测定某点C坐标，首先必须先计算已知点A、B的方位角：

采用全站仪进行极坐标测量时，具体操作步骤如下：

（1）在测站点A点安置全站仪，对中整平，然后开机，首先要对仪器进行相关参数设置，主要有温度、气压、湿度、棱镜常数、对比度等：紧接在程序中选择测量模式为“放样”。

（2）首先输入已知点A的点号，测站点仪器高度，以及A点的三维坐标坐标，并照准后视点B点，输入A点到B点的方位角，或者是输入后视点B点的已知坐标，然后照准B点，读出数据，作为检核，使测出的数据与设计数据差距很小[3]。

（3）输入待测点的坐标，然后在仪器上显示出当前视线方向与待定方向之间的水平夹角，当该夹角接近0度时，转动水平微动螺旋使夹角为0°。

（4）指挥将棱镜立于视线方向上，按“测设”键，全站仪即测量出测站至棱镜的水平距离，并计算出该距离与设计距离的差值，在仪器上显示出来。

（5）仪器操作员根据计算的距离偏差指挥持镜员，持镜员按照此距离靠近或远离仪器，直到偏差量满足要求时，并在地面上打入带有小铁钉的木桩。

（6）木桩固定后，将棱镜架设在木桩顶板的小铁钉上，仪器操作人员回到常规测量界面，测定出该点坐标。

该方法在矿山地下工程测量比较常用，且该方法比较灵活，限制条件比较少，适合长距离传递。

1.2 小角度法

由于矿山地下开采，形成了采空区，由于采空区上方岩层长期下沉，导致地表沉陷，使得地表产生沉陷、曲率变形、水平位移、倾斜变形等，严重影响了矿区人民的安全状况。因此我们必须对矿区地区地表进行监控，及时了解该处地表变形情况，其中除了我们进行常规的沉降测量外，还需对水平位移变形情况进行观测，由于矿山在监测设计时，主要是沿着开采区走向与倾斜断面进行布设监测点，因此小角法是一种很实用的方法。

小角度法是将仪器安置于稳定点，测定视准线位移点间的微小夹角和水平距离。如图2，利用全站仪精确测出基准线与置镜点到观测点视线之间的微小角度，并按式（4）计算偏离值：

小角度法观测时，要尽量将观测墩埋设在两端基点的连线上，使观测角度微小，以减小正弦函数泰勒级数展开的舍入误差。

1.3 前方交会法

前方交会就是利用已知坐标条件求出未知点的一种比较实用的方法。在煤矿测量中，由于煤矿地质地貌条件复杂，因此往往致使测站点无法与前方测点通视，经常需要用前方交会的方法来预计待测点坐标和待测边边长。

因此，必须选择远离变形区且稳固的目标作为定向点，测站点与定向点的距离要求大于交会边的长度，观测点埋设在能进行多个方向观测的位置。前方交会的角度最好满足30°≤α≤150°，否则观测出的位移量受测角误差的影响较大。如图3，假设对工作基点C进行校核时，可在稳定区埋设2～3个基点，用前方交会法检定C的稳定性[4，5]。

1.4 后方交会法

在矿山测量作业过程中，特别是在年代较久或废旧矿区开展工作，经常遇到如下情况：

（1）测区已知控制点相互通视条件差；

（2）在矿区所布设的控制网，因考虑图形条件、控制范围、通视等，已知点大多位于较高的山上，携带仪器不方便，或有些测点架设仪器很困难。虽然GPS在测绘工作中以得到普遍应用，但由于各作业单位的实际情况及林区卫星信号接受等诸多因素。为解决上述问题，我们在工作实践中，经常采用全站仪测边后方交会来测设测站，然后进行工程放样或测量等工作[6]。

测边后方交会一般在待定点上架设仪器，在已知点上摆设棱镜，假设已知点为A（Xa、Yb）、B（Xb、Yb），待定点为P， 通过测量出已知点到待定点之间的距离分别为Sa、Sb.

2 结论

随着科学技术的发展，矿山测量逐步走向自能化。论文结合本人的生产实际情况，主要介绍了现在矿山测量依托全站仪常用的测量方法，在矿山测量生产实际当中，现代矿山测量不仅仅是狭义上的施工放样，随着科学的发展，逐步发展到了地表监测等，因此极坐标、前方交会、后方交会以及小角度法是最为常用也是最为熟悉的方法，论文通过对这些方法的原理进行了详细介绍，分析了各自方法的特点，因此在以后工作过程中，可根据自身条件进行择优选择。

【参考文献】

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[2]张清.论矿山测量中新测绘技术及其特点[J].山西建筑，2012（03）.

[3]张维宽，张永胜，孟红何.全站仪极坐标法测设物探网的一种新方法[J].价值工程，2012（11）.

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中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0030-01

从20世纪50年代开始，遥感技术就已经步入人们的视野，第一颗由苏联发射的人造地球卫星就是凭借遥感技术而取得成功。截止到目前，遥感技术已谱写了半个世纪的篇章，纵观今天的遥感技术，已经不再应用于人造地球卫星领域，多种应用在航天飞机卫星运转、发射、检测以及环境方面的遥感技术提供更为客观、真实的数据。现阶段，我国测绘工作具体涵盖资源测绘、地质勘测以及环境检测等方面，由于遥感技术的显著性效果，在此行业中被普遍应用。

1 遥感技术发展概况

所谓的遥感技术，主要是指利用相关设备对遥远的事物进行监测，从而获取信息及感知的有效方式。其中，传感器这项装备可以说是遥感技术最为关键的设备。利用传感器自身的传播性能，遥感技术感知附近及地面事物，在经过确定及筛选之后，获得有用的数据，同时再将这些信息与数据利用传感器传递到地面，采用分析法与计算机技术对其进行系统的比较，最终得出较为全面、客观的信息。此外，遥感技术渗透了计算机科学、地球科学、测绘科学及地球科学等学科知识，结合了各个学科的优点，整合而成的一项高端、先进而又精确测绘技术。

2 测绘工作中遥感技术应用现状分析

2.1 测绘遥感应用不够广泛

在我国，在所有的测绘工程项目中，遥感技术是完成任务目标的必备手段，可见，具有十分广阔的发展前景，技术的水平与领域也随之不断延伸。然而，由于人们习惯和观念，对遥感技术存在一定陌生感，导致其推广受限。

2.2 遥感工作资金造价高

在实际工作当中，有些测绘项目因为遥感技术价格高等问题望而怯步，随着近几年来计算机技术以及遥感技术的快速发展，促成遥感技术由最开始的理论层面正式步入实质阶段，其具体的环境资源、灾害监测、地质勘探以及地理测绘方面的检测功能逐渐明显。但是，仍然遥感技术造价高、花费大等特点仍然制约了其发展。此外，在我国，遥感技术主要应用在一些重点研发的科研项目上，譬如说资源勘探、环境污染以及地址灾害等方面，而用于煤矿开采或工程地址检测方面的则少之又少。

2.3 遥感信息源空间分辨率较低，应用水平较低

遥感技术在环境污染检测以及地质灾害勘测方面的优势将会促进我国环境保护失业用户地质灾害研究事业的长远发展，所以，从某种方面来看，提高遥感技术信息员的空间分比率，在测量水平、覆盖范围、以及信息数据准确性方面有着不容忽视的作用。

3 完善遥感技术在测绘工作中应用的策略及其具体做法

随着时展，遥感技术也被广泛应用于各个测绘工程项目中，遥感信息技术的漏洞与不足也愈加明显，而完善遥感技术手段、加强其宣传力度以及提高技术水平可以说是普及遥感技术的主要方式。

3.1 遥感技术在测绘工作中的应用

现阶段，遥感技术在我国测绘工程项目中应用较为广泛，因为遥感技术相比传统的测绘工具，其优势更为明显，避免了很多容易出现的测绘漏洞。

（1）跟传统的测绘技术相比，遥感技术发生人为干预的情况较少，可以客观、全面的将监测区域的情况反映出来。而若是采用传统的方式进行测量，极容易出现误差偏大或误差累积等现象。而不得不说，遥感技术的测量数据比较真实、准确。譬如说：在矿区资源的定位和监测上，可以通过遥感技术来确定煤矿资源的具置，避免以为内不科学开采威胁生命或资源浪费等问题。

（2）与传统的测绘方式不同，遥感技术能够动态实时、全方位、全天候的进行工作，这可以说是遥感技术最为显著的特点，它以全球定位系统作为后盾与支撑，在完成空间定位与导航工作之后，能够实时监测区域的实际情况。

（3）遥感技术发展至如今，应用范围已经极为广阔，它可以迅速了解所在区域的地质特点、资源所在地以及地理情况，从而获取全面、精确的数据。

3.2 加强对遥感技术深度研究，拓展应用领域

可以说，在地质调查这项工作中，应用遥感技术不仅是社会经济发展的急迫需要与客观要求，从事物本身出发来看，也是十分必要的。就我国目前的发展态势来讲，遥感技术的发展前景极为广阔，应进一步以研究遥感技术为出发，提高其精度、准确度以及宣传力度。首先，加大资金的投入力度可以说也为遥感技术的深入研究工作做出了贡献。我国必须以进一步开发遥感技术为核心，以强国为目标从而不懈努力。除此之外，我国还需提高思想认识与观念意识，增加遥感技术的覆盖范围，加大资金扶持力度，解决当前各大测绘工程项目应用遥感技术而遭遇的一些难以解决的问题，拓展其技术领域。其次，相关部门也应重视起来，加强对遥感技术的推动、深入研发与鼓励，可制定一系列优惠政策来促进遥感技术的应用及普及。

3.3 大力推广遥感技术，加大遥感技术普及力度

只有在大力推广工作中，才能充分的显示遥感技术对测绘工作的适应力与优势。现阶段，不少应用遥感技术的测绘工程项目已经发现遥感技术高超的环境适应力以及技术优势，譬如谁：能够勘测不同地形，实现对地质灾害、气象灾害以及火灾等的全程监测，获取真实的数据，为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大的贡献，适合监测不同地形，可实现对地质灾害、气象灾害以及火灾的全程监测，从而获取有效的数据信息，为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大贡献，所以，增加遥感技术的覆盖面积以及普及程度势在必行。

（1）利用遥感技术来降低项目工程的测绘造价，实现遥感技术在各行各业的实用度。只有降低资金成本，让更多和项目去接受，而不是目前集中在几个重点项目上。

（2）提高遥感技术的空间分辨率也将有利于遥感技术的普及。早期遥感技术受分辨率限制，较多应用于宏观的检测，而当前由于新工作思路的拓展，遥感技术与地质的符合程度越来越高，受距离的限制也越来越小。但是相关人员在改善工作思路，加大遥感技术地质检测水平上还需进一步努力。

4 结语

总之，在当今的测绘工作中，应用遥感技术已经成为社会发展的必然趋势。随着计算机的普及与科技的进步，遥感技术的覆盖范围将会大大增加，实现遥感工程司、灾害、气象、地质遗迹环境资源监测等项目，拓展遥感技术的应用范围，让其充分发挥自身优势，在灾害预防、社会发展以及国民经济上做出贡献。

参考文献

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中图分类号：G642 文献标识码：A

经济全球化发展，推动了工程技术职业全球化和工程专业人才跨国流动，相应地推动了高等工程教育适应全球化发展趋势。由于不同国家、地区工程教育的体制和办学条件不同，如何界定和评价其办学水平、人才培养质量，实施各国工程教育专业可比性和等效性的专业认证，是工程专业教育界和工程技术界共同关注的问题。另一方面，我国高等院校工科专业培养出的工程科技人才总量居世界前列，但存在着一系列问题。究其原因，一是进入新世纪以来，我国高等教育已从精英教育扩展为大众教育，与精英阶段培养出的“杰出工程师”相比，目前教育质量落差较大，越来越引起公众的不满；二是我国工程教育面向工程实际的工程技术教育相当欠缺，迫切需要寻求提高教学质量的有效管理、评估体系。本文结合专业认证，探讨如何设置测绘工程专业课程体系，以提高测绘专业教育质量，培养学生对采矿行业发展的适应性、促进专业国际互认，提升专业国际竞争力。

目前国际上，工程教育的学位互认协议有《华盛顿协议》、《悉尼协议》、《都柏林协议》和《首尔协议》等4个，其中《华盛顿协议》被普遍认为是最具权威性、国际化程度最高、体系较为完整的工程教育专业互认协议。《华盛顿协议》是一个有关工程学士学位专业鉴定国际相互承认的协议，1989年签约之初，这个协议覆盖了3大洲的6个国家，即美国、加拿大、英国、爱尔兰、澳大利亚和新西兰，目前《华盛顿协议》已经在世界范围内享有声誉，吸引了覆盖27国的欧洲国家工程协会联合会前来谈判入盟问题。我国在2005年、2007年、2009年作为华盛顿协议体系的观察员参加，2013年11月在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上，《华盛顿协议》全会一致通过接纳我国为该协议签约成员，我国成为该协议组织第二十一个成员，这在一定程度上表明我国工程教育规模取得高速发展，位居世界第一的同时，质量也得到了国际社会的认可。中国矿业大学测绘学科于2013年5月接受并通过了中国工程教育认证协会的专业认证。笔者有幸参与组织、实施了本次专业认证工作。以下是笔者作为专业认证全程准备工作主要参与者的一些认识和体会，以供其他院校参考。

1 专业认证标准

认证标准分为通用标准和专业补充标准两部分。通用标准是各工程教育专业应该达到的基本要求；专业补充标准是在通用标准基础之上根据本专业特点提出的特有的具体要求。

1.1 通用标准

通用标准共包含7个方面的内容：（1）学生，包括专业吸引优秀生源、学生指导、学生表现跟踪与评估、转专业、转学等制度；（2）培养目标，包括毕业要求、培养目标修订；（3）毕业要求，包括专业知识、基础知识、职业道德、人文科学素养、创新和团队精神、国际视野、终身学习等；（4）持续改进，包括教学过程质量监控机制、毕业生跟踪反馈机制、社会评价机制等；（5）课程体系，包括数学与自然科学、工程基础、专业基础、专业课、工程实践、毕业设计（论文）、人文社会科学类等课程；（6）师资队伍，包括教师人数、教师结构、企业或行业专家作为兼职教师、教师工程背景、教师教学时间等；（7）支持条件，包括教室、实验室及设备实习基地、计算机和网络以及图书资料资源、教学经费、教师队伍建设、教学管理与服务规范等。在上述通用标准中，课程体系方面的内容很模糊，只给出了工程教育专业应在哪些方面开设课程，并没具体的课程名称。

1.2 专业补充标准

专业必须满足相应的专业补充标准。专业补充标准规定了相应专业在课程体系、师资队伍和支持条件方面的特殊要求。测绘专业补充标准包括3个方面：

课程体系，分为理论课程、实践环节和毕业设计（论文）。理论课程包括：（1）数学、物理类课程，其中数学类课程应包括高等数学、概率论和数理统计及线性代数等基本知识。物理类课程应包括力学、振动、狭义相对论力学基础、光学、分子物理学和热力学、电磁学等基础知识；（2）工程基础类课程，主要包括工程力学、计算机与信息技术基础、工程制图及电工与电子技术等；（3）专业基础类课，教学内容为：测量学、误差理论与测量数据处理等；（4）专业类课程，作为煤炭行业特色高校，除大地测量学基础、摄影测量基础、GPS现代定位技术等核心知识需要掌握外，必须掌握的核心内容还应该包括矿山开采及沉陷控制工程、矿山测量学及土地复垦工程等。实践环节包括：（1）课程设计：大地测量学课程设计、工程测量课程设计等；（2）现场实习：认识实习、生产实习及毕业实习，建立相对稳定的实习基地，密切产学研合作，使学生认识和参与生产实践；（3）科技创新等多种形式的实践活动。在毕业设计（论文）一项，要求选题应符合本专业的培养目标并且以工程设计为主，需有明确的应用背景。

师资队伍。有两点要求，一是从事本专业主干课程教学工作的教师其本科、硕士和博士学位中，必须有毕业于采矿工程专业，部分教师具有相关专业学习经历，二是要求专业教师具有工程背景，即从事本专业教学（含实验教学）工作的80%以上的教师至少要有6个月以上的厂矿企业或工程实践经历。

支持条件，包括专业资料、实验条件和实践基地。一是专业资料，要求配备各种高质量的（含最新的）、充足的教材、参考书和相关的中外文图书、期刊、工具手册、电子资源等各类资料，其中包括国内外典型测绘工程案例；二是实验条件，一是要求实验设备完备、充足、性能优良，满足各类课程教学实验的需要，且实验室布置合理、安全，二是要求实验技术人员数量充足，指导学生进行专业课程等方面的实验；三是实践基地，需拥有校内外实习基地、产学研合作基地和以校外矿山企业为主的实践基地。

从上述通用标准和测绘工程专业补充标准可看出，课程体系是培养目标细化的基础，师资队伍是教学质量监控体系和保障体系，可保证课程目标的实现，而支撑条件是课程教学的配套体系，对培养目标、师资队伍建设等方面产生促进作用。因此，要使学生毕业时达到培养目标要求，最基础的是要加强课程体系的建设。

2 课程体系建设

2.1 以培养目标为细化标准，进行课程体系设置

测绘工程专业的目标是“培养掌握空间信息采集、表达、处理与利用知识的高级工程技术人才”。要求学生毕业后能通过运用全站仪、陀螺经纬仪、计算机、遥感、卫星定位、地理信息系统等现代化仪器手段或常规测绘方法，在城建、土地、房地产、矿山、交通、水利等部门从事各种工程的测量制图、勘测设计、资源环境信息分析处理及相关的设计管理和科学研究工作，如城市与厂矿工程测量、测量数据处理与计算机制图。地理与土地信息系统开发、地籍测量与房地产管理、变形与沉陷观测及其控制、国土资源评价与管理等。

衡量培养目标实现的标准是看学生是否掌握了空间信息采集、表达与处理等方面的基本能力和知识，即学生应掌握：（1）测绘学科的基本理论和基本知识；（2）测绘工程的设计及实施方法；（3）基础测绘、矿山测量、土地复垦等技术；（4）先进的测绘生产组织和技术管理基本能力以及测绘新技术研究和开发的初步能力；（5）国家有关采测绘生产的基本方针、政策和法规；（6）测绘学科的发展动态；（7）文献检索、资料查询的基本方法。具备前述7个方面的知识和能力，才能毕业。为使学生达到培养目标，可从毕业生具有上述7个方面的要求进行课程设置，如开设画法几何及工程制图、测量学基础、大地测量学基础、摄影测量基础、测绘工程专业英语、现代测绘新技术、测绘法律法规、文献检索与科技论文写作等。以测绘工程专业培养目标为依据进行课程设置，符合专业认证中测绘专业补充标准“专业基础类、专业类课程”要求。

2.2 以专业认证标准为基础，进行课程体系设置

专业认证一个重要内容，就是强调学生的实践，针对这要求，需要加强“面向工程实际”的工程技术教育，可设置各类课程设计和实习，训练学生的动手和实践能力。因此，除理论课程体系外，还要设置实践课，如测量学基础实习、矿山认识实习、摄影测量基础实习、基础地形图测绘生产实习、测绘毕业实习、大地测量课程设计、通风安全学课程设计，另外在有条件的厂矿企业，建设一批产学研基地，为实践课顺利进行提供实景场所。专业认证一个显著的特色是要求企业或行业专家作为兼职教师参与学生教学，来自现场的教师把行业发展形势和需求反馈到教学，使学生所学的知识能真正解决现场需要，因此，可设置一些反映行业形势的课程，如数字化测绘、现代测绘新技术、矿山测量新技术等课程作为选修课，供学生学习。另外，测绘专业属于工科，除开设一些诸如基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、大学生心理健康教育与指导等必要的人文社会科学课程外，还需按照工程认证“通用标准”并结合“测绘专业补充标准”设置数学、力学和信息基础课程，如高等数学、线性代数、数理统计和概率论、大学物理、理论力学、材料力学、弹性力学、电工与电子技术、计算机与信息技术基础等。

2.3 以毕业生服务行业为特色，进行课程体系设置

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中图分类号：X734文献标识码： A

1、公路工程测绘工作要求

工程的建设说到底是与社会以及经济利益紧密相联系的。在进行工程建设之前首先要进行工程测绘工作，特别是道路、桥梁、隧道的建设，更加需要测量工作来保障工程能够顺利的进行。在施工之前需要测绘人员在建设地点进行实地考察。测绘人员需要对工程所处的地质环境等条件有充足的了解，再结合当地的历史地质资料进行考察。当上述的事情做好以后将数据汇总并对地质环境进行判断，考察施工现场是否稳固，是否能支撑起工程施工的建设，为工程建设范围的路线提供依据，比如在设计铺设路线的时候需要尽可能节约成本，我们首先需要要对路线的地质环境进行勘测，然后绘制地形线条图，对图上的线路进行测量，按照收集来的数据进行路线铺设的定制，对于设计好的路线平面图和路线纵断面图、路线横断面图也应该在图纸上标注出来，如果路线需要穿过河流也要将河流两岸的地形图绘制出来，需要架设桥梁的话也要测量两岸的距离制定合适的桥梁中轴线，测定桥轴线的长度及桥梁所处的河床断面，要对桥位处的河水比降的数据进行测量，方便进行桥体结构和铺设线路的选择，当遇见山体而又无法采取避让的路线时，这时就要开通隧道了，按照规定绘制出隧道设计图，为将来的隧道修建做准备。

2、公路工程测绘技术的发展

现代测绘工程技术也需要做出改变，它与传统的测绘方法有几点不同:传统的测绘技术设计方法是按照规则来进行的。而现代测绘技术设计方法与之不同，它需要借助计算机来对设计进行改进，而且对设计方法的改进是在不断的变化中的，因为新科技带来新的设计思路会对现代测绘工程技术产生深远的影响，再加上现在需要测绘的地质条件越来越复杂，导致其公路的测绘需要大量的数据来支撑。外加现代测绘工程技术引入了新的获取数据的方法，所以这些数据的储存、传输和管理对工程设计的质量有着相当重要的作用。现在学科的种类越来越多，其分类也是有多种的，要想一个人掌握测绘技术方面所有的知识不是现实的。所以现代工程测绘需要多种专业领域的人才一起协作才能更好的完成。

3、几种测绘技术在公路施工前期的具体应用

3.1、遥感技术

遥感技术利用的是光学测量原理，可见光可以扫描地理空间形态，卫星或航空器将这些扫描数据收录到信息处理系统中，经过短时间处理把数据信息转化成实景地形图片、通常情况下，利用航摄照片和地面控制测量工作的配合，为公路工程的勘测设计等工作提供各种照片平面图和地貌信息，为选线和纸上定线提供有力依据；利用航摄照片得到的丰富地面信息资源，可以构成航测立体光学模型，再经过立体观察、判释和实地调查等工作就可以在立体模型上选取路线，同时还可以为工程设计提供地质、水文等很多有关资料；利用解析摄影测量技术和数字摄影测量技术，计算机直接生成被摄区域的大比例等高线地形图和地形三维坐标数据，这些地形图和数据为公路工程的设计和勘测提供原始地形数据。

3.2、检测预报技术的实际应用

检测预报技术现阶段在公路工程前期主要是运用高边坡三维摄像成图系统将边坡岩体结构数据化，三维立体可视化，以便对边坡岩体的稳定性和发展趋势进行分析。检测预报系统对边坡线路的选取也有很大作用，减少线路以后因塌方造成损失的风险。

3.3、钻探与重型勘探技术的实际应用

近几年来钻探和重型勘探技术在公路测绘中的应用越来越多，对公路测绘工作帮助很大，并且随着我国科技的发展也在不断得到改进和创新。对于我国公路工程中的测绘工作，使用先进的钻探和重型勘探技术可以大大提高工作效率，缩短测绘周期，保证测绘成果的质量水平。当前在我国应用最广泛的钻探和重型勘探技术是金刚石绳索取芯钻进技术。其先进性在于可以在不提钻的情况下利用专用钻杆内的绳索将装有岩芯样品的内管提取到地面，这样在复杂的地层可以减少回钻次数，以防止发生孔洞坍塌、掉块，减少岩蕊之间的对磨。在软弱夹层取样时同样可以保障岩蕊的质量。利用专用的粘结剂可以使插入的钢管与含软弱夹层的岩蕊凝结为一体，不仅可以将弱质夹层完整地取出，而且还可以基本保持原状结构。

2.4、瞬变电磁测量技术的实际应用

瞬变电磁技术（TEM）属于时间域电磁感应方法，它的工作原理是通过不接地回线或接电极发送脉冲式一次电磁场，然后再利用线圈或接电极观测由这个脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的时间和空间分布，从而得到被测区域地质情况。瞬变电磁测量技术是通过收集各个测道的瞬变感应电压并换算成视电阻率、视深度等参数，然后再经过滤波、时深转化、绘制各参数图件等步骤，确定被测区域的地质情况。此法比较适用于地形条件比较复杂的山区公路隧道的测绘，它还拥有操作简便，精确度高等优点，并且已经在这些区域取得了良好的效果。近几年来随着我国高速公路的迅速发展，许多高速公路不可避免地要经过煤矿采空区。在高速公路的测绘实践当中，瞬变电磁测量技术在煤矿采矿区域的应用取得了显著效果，它能够很直观地反映出地层深处的地质信息，而且划分详细，勘测的深度比较大。

3.5、全球定位系统的实际应用

GPS定位技术是指通过导航卫星传递测绘信息的处理系统，这种测绘技术的操作程序很简单，可以实现地理环境的实时监控和测量。导航卫星的测绘数据可以表现出两种处理形态:静态测量，可以测量地形角度、距离、水准等多个参数信息；动态测量，通过2台以上接收器观测地理空间变化形态，观测到的数据存在一定差异性，工作人员可以根据这个数据差异精确的测算出地理空间变化的坐标数据、平差数据、变形数据等、CPS技术在工程监测、地理变形控制、隧道工程测量方面有着突出贡献，可以协助国家土地管理局创建精密、高效的地理收测才空制网.

3.6、RTK技术

公路选线时，应减少农田占用量、减少房屋拆迁量，依据勘测设计的规范行事。为使中线的选用达到要求，保障道路中线的精确性，可采用RTK技术，以RTK接收机为流动站，隔一定的距离收集相关数据，以另一个已知点作为参考，准确定位重要物质，把得到的数据输入接收机后，就可以利用CAD软件选线。传统的放样方法很多，如全站仪边角放样、经纬仪交会放样等，效率不高，难度偏大。如果采用GPSRTK放样技术。只需输入点位坐标，靠接收机的提醒能到达任一放样点，不但快捷方便，而且精确度也高。

总言之，目前我国的公路工程中依旧存在着很大的问题。因此在以后的工作中，我们为了能够更准确、全面地掌握公路建设路线的地质情况。就必须在公路工程的施工前期不断地研究、改进，应用更先进更准确更经济的测绘技术，以此保证我国公路工程整体施工质量。

参考文献

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关键词：中国地理信息系统 发展回顾

一、专题数据库与基础数据库建设

首先，基础数据库。针对我国地理信息大系统，主要以遥感技术、制图技术发展而来，基础数据库建设较早，在20世纪60～80年代，我国测绘局就开展许多地形测土、航空摄影测量活动，其中航空摄影几乎覆盖全国。在1977年，我国制出第一章全国要素地图，在1978年，第一届数据库学术会议在黄山召开，为GIS系统的研制、应用奠定了技术准备。由1978年开始，我国陆续开展样区数据采集、单项数据采集研究。例如，针对腾冲地区，开展制图单元、景观单元研究，建立数字地形模型，强化陆地卫星图像定，统计制图等。1983年，我国基础地理信息系统建设包含核心要素、数字高程模型、数字栅格地图、数字影像、大地、土地覆盖、地名等数据分库建设，地理数据库建设占首要建设地位。

其次，专题库建设。按照不同部门需求，我国许多科研单位开展专题数据库建设，主要包含土壤分类、旱涝灾害、重力、地形要素等专题数据库，同时，按照实际需求，使用遥感影像技术，完成全国土地覆盖数据库建设。

第三，GIS数据库探索。但对于专题数据库、地理基础数据库建设问题，我国许多学者立足技术角度，进行地理数据库的开发、研究。如资源数据库、地图拓扑检索、自动阻止、关系模型的建立。在地图数据库中，自动建立了结构化河网。同时，地学数据库中的数学基础，建立目标数据模型，应用于属性数据库中。构建地籍数据库模型，设计、实现了1：25万的地图数据库。开展这些研究工作，通过技术研发，极大推进数据库建设。

二、GIS理论与方法发展

首先，采集地理空间数据。该方面主要包含，通过数字化仪器，实现地图数字化，地面模型数字化，设计、使用采集系统、微机地形小地图，建立交互式采集系统，通过计算机视觉计算，建立专题图读取系统，建立用于野外测绘的电子平板系统。

其次，数据精度研究。该方面主要包含，分析地面模型的精度，讨论取样间距，通过GIS信息技术，完善遥感分类精度，分析第数据采集误差来源，研究GIS的不确定性、误差问题，误差分析、质量控制GIS数据，分析GIS的几何数据误差。

第三，构建空间数据模型与结构。该方面主要包含：利用机助制图，构建多变性地理要素，分析自然线性编码，自动生成弧段多边形，处理GIS数据组织，构建GIS拓扑数学基础，研究三维GIS的拓扑关系，建立全信息的对象关系数据模型。

第四，可视化与空间数据。绘制三维逼真图形，利用计算机技术，绘制三维立体图形，实现CAD系统与GIS系统的数据交换，通过GIS设计原则、实现方法，实现地学三维可视化，建立GIS应用模型，实现GIS数据的超媒体信息表达、可视化查询。

第五，空间分析模型。该方面主要包含：利用工有限元法，构建数字地面模型，包含多元化叠置法，设计GIS空间模糊模型，使用邻近性分析法，按照山歌数字高程模型，加强特征地貌的技术研究，使用GIS技术、遥感技术，定量评价、监测农田损失，针对海洋监测，建立GIS评估模型。

第六，WebGIS与时态GIS。该方面主要包含：建立四维时间数据模型，构建矿山信息系统，实现数据的时空一体化，WebGIS的互操作、部件优化结构、体系结构等实现。

第七，3S集成技术。3S主要包含RS、GPS、GIS技术，全站仪、RTK GIS、CEPSTAR等软件技术的出现，转变了传统的测绘手段，逐渐转向测绘技术数字化。测绘技术数字化是通过测绘仪器对实地进行数据采集和处理，然后传输至图形编辑软件进行绘图，实现自动化测图的方法。目前，测绘技术数字化是我国各大城市建设的测绘发展方向，提供大比例尺的地籍图、地形图等数据信息，并有专项数据库实现资源共享。

三、我国地理信息系统的应用

首先，GIS在资源调查与评价、管理与监测中的运用。在20世纪80年代，我国开展三北防护林的环境动态、资源监测的信息系统研究，海南国土资源、土地资源、国土资源等应用研究，构建微机土地资源评价系统与监测预报系统。

其次，GIS在城市管理与规划、市政工程中的应用。在各种城市信息类型中，城市管线信息是重要、必要的组成部分，其具有信息量大、复杂、隐蔽、动态的特点。经过20多年的发展，我国已陆续展开城市管线普查工作，广州、成都、武汉、深圳、北京、上海等城市均构建了城市管线综合管理系统。这种综合管理系统主要由获取和输入数据、管理和存储信息、分析和查询数据、输出和表达结果四个部分构成。其主要的功能主要有快速定位、数据管理、检索查询、数据输出、生成三维立体图形、生成横纵断面、量算、分析爆管、综合统计、标注等功能。另外，地理信息系统可实现分类管理、添加规划管线和现状管线，及时更新管线信息数据，确保管线信息的实时性，为管理部门提供了决策科学化、管理现代化、办公自动化等条件，创造了全新的工作平台和工作视角。

第三，空间决策与行政管理。建立国情地理信息系统与电子政务系统，开展城市人口、地理空间分析。

第四，灾害预测与评估。地理信息系统主要应用于煤矿水灾预测，例如黄河中下游水灾情报评估系统，中国自然灾害、灾害区划相信系统。利用地理系统与遥感技术，开展武汉城区的灾害防御研究、长白山火山灾害评估、冰湖突发洪水预警等决策系统研究。

第五，水利与水文。山地的地形较为陡峭，测绘人员在测绘时安全得不到保障。洼地的环境较为恶劣，攻击性生物给测绘人员造成一定的安全危险。现代自动化测绘技术通过测绘仪器进行卫星测量，测绘人员不必进入较危险的地带进行测绘，只需通过操作仪器即可进行测绘，提高了测绘的效率和人员的安全性。例如黄土高原山川河流、小流域、重点沙区等信息系统建设，数字长江、湖泊信息系统建设等。

四、结束语

综上所述，中国地理信息系统经过长期的发展，不断探索与研究，已取得了可喜的成绩，且被广泛应用于社会各个领域。未来，我们应该进一步探索与探究，使我国地理信息系统更加完善、科学，更好的为社会服务。

参考文献：

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（Henan Xinzheng Coal Power Co.，Ltd.，Xinzheng 451184，China）

摘要： 开采沉陷是煤层采出后引起的一个时间和空间过程。随着工作面的推进，不同时间的回采工作面与地表点的相对位置不同，开采对地表点的影响也不同。本文以运用自适应Kalman理论为基础，对矿区地表观沉降进行动态预报，取得较好的成果。

Abstract： Mining subsidence is a time and space process after coal recovery. With working face advancing， the relative position of different times of working face and the surface are different， and the influence on the surface point are also different. In this paper， on the basis of using adaptive Kalman theory， dynamic prediction of mining area is carried out， The good results have been achieved.

关键词 ： Kalman滤波；地表沉降；动态预报；自适应Kalman滤波

Key words： Kalman filtering；surface subsidence；dynamic forecast；seslf-adaptive Kalman filtering

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0076-03

作者简介：于楷（1983-），男，河南周口人，工程师，硕士，2011年毕业于安徽理工大学大地测量学与测量工程专业，目前从事矿山测量技术管理工作。

0 引言

地下采煤，在满足了国民经济的需要的同时，也带来一系列的生态环境问题，其中最严重的生态破坏就是土地破坏。开采沉陷预计对开采沉陷的理论研究和生产实践都有着重要的意义，运用一种可靠的预报方法，以达到地表沉降动态预报的目的，为煤矿开采损害预计及采后塌陷区域的规划治理、土地复垦、水土流失和生态环境保护等工作提供了科学依据。

实际生产实践中，不同时间的回采工作面与地表点的相对位置不同，开采对地表点的影响也不同。在实际生产中仅根据稳定后的沉陷规律还不能很好地解决实际问题，必须研究移动变形的动态规律。目前建立预测模型的方法很多，本文选择Kalman滤波和自适应Kalman方法建立观测站的预测模型，用前5次的成果为初值，对之后的各次观测结果进行预测，通过与实测数据的对比来不断修正模型，并将两种模型的预报值进行比较分析。

1 基本原理

1.1 Kalman滤波方程

从上述式子中可以看出，与标准Kalman滤波相比，自适应Kalman滤波增加了自适应调节因子αk，改进了状态增益矩阵Jk。若αk为0，则状态预测信息X（k/k-1）对状态参数估计的X（k/k）影响为0，此时自适应滤波就演变成了最小二乘平差。

2 实例分析

2.1 12211工作面概况

12211工作面位于12采区东翼上部，走向长406m，倾斜长185m，平均开采深度240m，煤层倾角3°，平均煤厚8.7m。地表移动观测站，设计走向观测线一条，倾斜观测线一条，走向观测线与倾斜观测线互相垂直，分别布置在地表移动盆地走向、倾斜主断面上，观测线布设成“十”字型，观测线布置图如图1所示。截止到2015年3月，该观测站共进行了12期沉降观测。

2.2 沉降监测动态预报

地表移动监测网需要周期性重复观测，因此可采用动态数据处理方法，来获取两期之间的变形量。运用动态Kalman滤波技术不仅可掌握系统的当前状态，还可预测系统的未来[4]。

选取了观测线上具有代表性的两个监测点Z03和Q08作为研究对象。在本观测站中，可近似认为各期观测时间间隔相等，即观测周期一定，因此我们采用了前5期的观测数据对下一期各监测点的状态进行预报，当第6期观测完后，再由2至6期的观测数据预报第7期状态，依次类推。图2为Kalman滤波数据处理流程图。

在预报中，同样采用了标准Kalman滤波和自适应Kalman滤波两种算法对第6期至第12期的监测点状态进行滤波预报，表1～表2列出了监测点的预报值，并同相应的实测平差值进行了比较。

2.3 计算数据分析

通过实际计算分析，采用标准Kalman滤波预测模型和自适应Kalman滤波模型进行矿区地表沉降预测均是可行的，能够满足精度要求。并且对于整个开采过程中受开采影响较小的监测点，预报效果会较好。如监测Z03，从表1中可以看出，该点各期预报值与实测平差值之差均在2.3cm以内，且两种方法得出的中误差分别为1.58cm、1.02cm，预报的精度相对较高。而点Q08受采动影响较为剧烈，则期预报值与平差值之差出现了较大的值，如7.8mm、7.2mm等。

从表1和表2中预报值与实测平差值之差及中误差的比较来看，采用自适应Kalman滤波算法比标准Kalman滤波算法对监测点各期状态的预报精度要高。

3 结束语

Kalman滤波模型是一系列递推公式，其预测模型能实时地进行自我修正和预测。采用标准Kalman滤波预测模型和自适应Kalman滤波模型进行矿区地表沉降预测均是可行的。为了克服一般Kalman滤波器存在的发散问题，本文采用自适应Kalman滤波方法来进行沉降预报，效果很好。根据实例证明，自适应Kalman滤波模型能够更好地用来进行地表沉降的动态预报。

参考文献：

[1]吕伟才，秦永洋．孙兴平，等．Kalrmn滤波在地表移动观测站沉降监测中的应用研究[J]．合肥工业大学学报：自然科学版，20ll，34（9）：1370-1374．

[2]宋业磊，路鑫．改进的卡尔曼滤波方法在矿区变形数据处理中的应用[J]．中州煤炭，2009（11）：20-23.

[3]陈蕾，刘立龙，陈东银．自适应卡尔曼滤波法用于变形监测数据处理[J]．测绘工程，2008，17（1）：48-50．

篇8

1 引言

煤矿井下测量工作主要包括井下平面控制测量、井下高程控制测量、采区测量等，与设计、施工紧密相联，起着承上启下的作用。井下测量的空间是各种巷道与采掘场所，由于巷道狭窄，加之各种管道、车辆乃至行人、风流等都在其中通过或活动，必然对测量工作产生干扰或阻碍。由于井下测量特殊条件的限制，随着采掘工程的进展，受误差传播影响，井下测量工作可能存在误差越来越大的现象，这给井下测量工作带来了一定的难度。探讨井下测量方法，总结应用技巧，对于提升井下测量工作质量，提高工作效率，具有重要意义。

2 煤矿井下平面控制测量方法及技巧

2.1 煤矿井下平面控制测量方法

2.1.1 煤矿井下平面控制测量要求

根据测量内容，井下平面控制测量可以分为基本控制测量和采区控制测量两类，根据《煤矿测量规范》要求，都应敷设成闭（附）合导线或复测支导线，其中基本控制导线分±7″、±15″两级，采区控制导线分为±15″、±30″两级。

煤矿井下基本控制导线的主要技术指标见表1。

2.1.2 煤矿井下导线点的设置

煤矿井下导线点可以分永久点和临时点两种。永久点应设在碹顶或巷道顶底板的稳定岩石中。所有测点应统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。永久导线点应设在矿井主要巷道中，一般每隔300-500m设置一组，每组至少应有三个相邻点。有条件时，也可在主要巷道中全部埋设永久导线点。

2.1.3 煤矿井下导线测量

井下导线水平角观测，7″导线使用DJ2 型号仪器，采用测回法观测；15″、30″导线使用DJ6型号仪器，采用测回法或复测法观测，井下导线水平角测量作业要求见表2。

随着全站仪的广泛使用，目前已经实现了测角测距一体化作业，通过棱镜配合，可以方便的实现测距工作，即提高了测量的精度，又降低了劳动强度。

2.1.4 井下导线测量的内业计算

观测工作结束后，应及时整理和检查外业观测手簿，检查手簿中所有计算是否正确，观测成果是否满足各项限差要求等。确认观测成果符合本规程规定后，方可进行计算。

加入各项改正数后往返观测（或不同时间的单向观测）的水平边长的互差不超过限差时，取其平均值作为观测结果。

在煤矿井下平面控制测量中，导线的坐标方位角闭合差应满足《煤矿测量规范》的要求。

2.2 煤矿井下平面控制测量技巧

2.2.1 煤矿井下导线点的设置技巧

煤矿井下环境复杂，受到煤矿施工、开采、运输、通视条件等一系列因素的影响，煤矿井下导线点需要选在在易于保存、方便观测的区域，防治被破坏。

2.2.2 煤矿井下导线的观测技巧

全站仪具有测角和测距的功能，同时内置有大量的测量软件，测量人员只需进入坐标测量菜单，按仪器操作提示步骤进行测站设置、后视定向、仪器高觇高等量取并输入后，即可进行坐标测量，依此往前传递，即可测量得到各导线点的平面坐标及高程，这是测量人员常用的方法，该方法可直接测出每个点的三维坐标，不需进行导线的内业计算，但有不足之处。比如该方法测量导线，实际只测了半个测回水平角、垂直角、单次距离测量等，测量结果没有进行平差计算，而且测量过程中后视定向后所谓的坐标测量检核，其实只起到距离检核作用，若测站坐标和后视点坐标对调后是检查不出来的。因此该方法的测量精度较低，容易出错且难检查出来，在井下控制测量、贯通测量时，要求慎用该方法。

煤矿井下导线水平角测量时，由一个测回转到下一个测回观测前，应将度盘位置变换180°/n（n为测回数）；多次对中时，每次对中测一个测回。若用固定在基座上的光学对中器进行点上对中，每次对中应将基座旋转360°/n。在倾角大于15°或视线一边水平而另一边的倾角大于15°的主要井巷中，水平角宜用测回法观测。在观测过程中水准气泡偏离不得超过一格，否则应重新整平后重测。

2.2.3 煤矿井下导线延长测量技巧

基本控制导线一般应第隔300-500m延长一次。采区控制导线应随巷道掘进第30-100m延长一次。延长导线前，须对上次测量的最后一个水平角按相应的精度进行检查。

3 煤矿井下高程控制测量方法及技巧

3.1 煤矿井下高程控制测量方法

3.1.1 煤矿井下高程控制测量基本要求

在主要水平巷道中的高程点，应采用水准测量方法确定。在其它巷道中可根据具体情况采用水准测量或三角高程测量方法确定。水准测量应使用精度不低于DS10级的水准仪和普通水准尺进行。井下高程点应设在巷道顶、底板或两帮的稳定岩石中、碹体上或井下永久固定设备的基础上。也可用永久导线作为高程点。所有高程点都应统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。高程点一般应每隔300～500m设置一组。每组至少由三个高程点组成，两高程点间距离以30～80m为宜。

3.1.2 煤矿井下水准测量的要求

井下每组水准点间高差应采用往返测量的方法确定，往返测量高差的较差不应大于±50mm （R为水准点间的路线长度，单位km）。如条件允许，可布设成水准环线，其闭合差不应大于±50mm （L为水准环总长度，单位km）。

相邻两点间的高差，用两次仪器高（或其它方法）观测，其互差不大于5mm时，取平均值作为观测结果。水准测量高差的较差（或高程闭合差）不超过限差时，取往返观测的平均值（或按测站数进行分配）作为测量成果。

3.1.3 煤矿井下三角高程测量要求

煤矿井下三角高程测量仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后用钢尺各量一次，互差不得大于4mm，取其平均值作为丈量结果。煤矿井下三角高程闭合差可按导线边长成正比例分配。复测支导线最终点的高程应取两次测量结果的平均值。高差及高程计算取位至毫米。

3.2 煤矿井下高程控制测量技巧

由于井下高程控制点设置要求与导线点类似，故不再介绍高程控制点的设置技巧。

在煤矿井下测量中，由于控制点的设置问题，会经常出现倒尺测量的情况，记录时应注意，避免在进行数据处理计算时发生错误。与普通水准测量类似，井下水准测量同样需要严格执行《国家三四等水准测量规范》的各项限差及要求，在测量前进行水准仪的i角检查，在环境允许条件下，尽量保证前后视距相同，减小i角的误差影响。

同样，井下三角高程测量同样需要参照《工程测量规范》等相关标准规范的要求。三角高程测量的主要误差来源包括测距误差、竖直角误差、仪器高和觇标高量取误差等，在进行三角高程测量时，需要重点注意以上误差来源。

4 煤矿井下采区测量方法及技巧

4.1 煤矿井下采区测量方法

煤矿井下采区测量主要包括采区内的联系测量、次要巷道测量、回采工作面和各种碎部测量等内容。

目前采区控制测量主要根据地面已有控制测量成果，通过联系测量从两个斜井进行导入。采区内定向测量的测角、量边按采区控制导线的要求进行，两次定向结果之差不得超过14′。分水平（即分阶段）依次逐级定向时，同一水平两次定向测量结果之差不得超过14′/ （n为中间定向个数）。

次要巷道测量工作包括下列内容：

（1）测量巷道轮廓，绘制大比例尺巷道图。

（2）丈量巷道长度，验收巷道的进尺。

（3）丈量巷道断面的各种尺寸，验收巷道的规格质量。

（4）规定断层、煤层厚度变化等地质特征点和瓦斯突出点、涌水点的实际位置，并填绘到有关的图纸上。

在测量采煤工作面位置的同时，还要测出充填区和煤柱位置，煤层厚度和采高，以便计算采区煤量、反映各煤层间的采煤关系，检查资源的损失情况。当采煤工作面发生冒顶、火害或其他事故时，需对冒顶的位置、长度、宽度及火区的位置准确地进行测量并及时填绘到图纸上。对于综合机械化采煤工作面测量，根据矿井地质条件和开采即使程所提出的要求，考虑综合机械化开采的特点来进行。一般作业方法是：（1）监督综采机的位置。（2）检查综采机工作面的直线性。

4.2 煤矿井下采区测量技巧

回采工作面每月的测量次数，应能满足生产和回采率计算的要求，至少须测出工作面月末位置。回采工作面测量应以导线点为基础，采用的仪器、工具和施测方法应能保证测量工作面长度和进度的相对误差不超过1/200。测量回采工作面时，还要测出充填区和煤柱的位置、煤层厚度和采高等。

井下碎部测量可采用支距法、极坐标法或交会法等进行。

5测绘新技术在煤矿井下测量中的应用

5.1 陀螺全站仪在煤矿井下测量中的应用

5.1.1 陀螺全站仪简介

陀螺全站仪是将陀螺仪和全站仪结合在一起的仪器，采用陀螺寻北本体与全站仪共同配合来测定任意测线的陀螺方位角。陀螺仪相对于惯性空间有定轴性的特性，而地球相对于惯性空间有自转效应，因此在地球表面某一纬度φ处的陀螺仪就可以测量出相对于惯性空间的自转角速度ω，然后将地球的自转角速度分解为水平分量和垂直分量，其中水平分量ωn=ωcos?沿地球经线指向真北；可见，通过惯性技术测量敏感地球自转角速度的水平分量便可以获得地球的北向信息，这就是寻北仪工作的基本原理。

5.1.2 陀螺全站仪观测程序

陀螺全站仪定向采用中天法进行观测，定向程序为：（1）先在地面任意点上测定仪器当地的比例常数C值。观测6个测回，计算出3个C值，取平均值作为当地本仪器C值，在一定时期内，50km范围内可以使用同一C值；（2）在地面已知边上观测3个测回，计算仪器常数；（3）在井下待定边上用2测回测量陀螺方位角；（4）返回地面后，在原已知边上采用3测回测量陀螺方位角，再求得三个仪器常数。

根据以上测量成果来检验仪器的稳定性和测量的精度，确保陀螺定向成果的可靠性和精度。

5.1.3 陀螺全站仪在煤矿井下测量中的应用技巧

为了保证观测精度，测量时需要严格执行以下各项限差：（1）陀螺全站仪的C值测量互差不大于0.06；（2）仪器的悬挂带零位不能超过±0.5格，测量前后零位值的互差不得超过0.2格；井上下零位差超过0.3格时，应加入零位改正；（3）相邻摆动时间的互差不得大于0.4秒，间隔摆动时间的互差不得大于0.6秒；实践总结可以保证相邻摆动时间的互差不大于0.3秒，间隔摆动时间的互差不大于0.4秒；（4）两个镜位观测测线测前方向值、测后方向值。测前测后方向值的互差不得超过10"；（5）测回间方向值互差不大于40"。

5.2 地面三维激光扫描技术在煤矿井下测量中的应用

5.2.1 地面三维激光扫描技术简介

地面三维激光扫描技术的工作原理，即由三维激光扫描仪内部的一个发射体发射激光脉冲，再通过两块反光镜有序快速旋转，把由发射体发射的窄束激光脉冲按一定次序扫过目标区域。通过测量每束激光从发射到物体表面反射回仪器的时间计算相关距离，并且编码器还会测量脉冲的相关角度，最终得到目标的真实三维坐标。软件处理后，便会输出实体建模。运用地面三维激光扫描技术，从事各类复杂、不规则的实景或实体三维数据的采集，快速重构目标的三维模型。

5.2.2 地面三维激光扫描的工作流程

（1）实地踏勘实际情况，制定合理的施测方案。合理布设扫描测站，划分地面三维激光扫描作业面，保证整体扫描无缺失，避免数据过度冗余，提高扫描效率。

（2）按照制定的施测方案计划进行数据采集工作。根据精度要求设置扫描分辨率，对于规则区域，采用较低的分辨率，不规则区域采用高分辨率扫描。

（3）对采集好的点云数据进行数据预处理，包括：点云的拼接、去噪以及统一坐标系统等工作；并进行数据处理，得到观测数据及三维模型等成果。

5.2.3 地面三维激光扫描应用技巧

根据作业现场周边环境，合理设置扫描站点，保证数据的完整性和准确性，减少工作强度。扫描站点不能离目标物体太远，也不能太近，尽量避免遮挡，选择合适的扫描站点既可以提高工作效率，又能保证精度。

利用地面三维激光扫描测量时，扫描完成后在现场初步分析数据质量是否符合设计要求，保证地面三维激光扫描采集的数据既不缺失，又不过度冗余。地面三维激光扫描的过程中避免人员走动，以减少异常点的出现。

6 结论

在煤矿井下测量工作开始前，应根据任务要求，收集和分析有关测量资料，进行必要的现场踏勘，制定经济合理的技术方案，编写技术设计书。在施测过程中，外业观测工作本身须有校核，或者进行两次。对起算数据、外业记录和计算成果均须经过严格的检查或对算。另外，陀螺全站仪、地面三维激光扫描仪等测绘新技术、新仪器的利用有利于提高煤矿井下测量的效率和精度，且能减轻劳动强度，相信随着测绘技术的发展和进步，煤矿井下测量将会更加智能化。

参考文献

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中图分类号：P237文献标识码：A文章编号：

伴随着当代测绘仪器科学技术连同测量在现实工作中的相互结合，开拓了测量的生存领域及工作空间，为资源环境信息系统的建立提供基本性的材料；对地面和地下的空间、资源和环境信息实施采集、储存、解决、展现和运用；科学合理地开发资源、保护资源、为了力保环境和治理环境服务，为将来社会的进步和可持续发展进行服务。

1 遥感技术的理念

遥感，实际就是说，从遥远处感知，泛指各种非接触的、远距离的探测技术。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料，同时从里面获得有关信息，经过有关记录、传送、分析和判读来识别地物。遥感由空基系统、地基系统和研究技术支持系统组成。遥感技术是一门实用的，先进的空间探测技术，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。测绘工作，特别是基础测绘是国民经济和社会发展不可缺少的一项基础性、前期性和公益性工作。遥感技术应用于基础测绘，可以高速度、高质量的测绘地图。

2 遥感技术的特点

遥感技术具有获取数据资料范围大、获取信息的速度快，周期短、获取信息受条件限制少、获取信息的手段多，信息量大等特点。航空遥感具有技术成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、适于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面处理设备等优点。缺点是飞行高度、续航能力、姿态控制、全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差。但作为一种探测和研究地球资源与环境的手段，仍是方兴未艾、不可取代的。

3 航空摄影测量

现代社会飞速发展，地理要素不断更新，原始的人工测绘方法显然不能满足社会需要，航空摄影就充分体现了快速、准确的特点，满足了现代测绘的需求。现在，航空摄影测量普遍应用于基础测绘。摄影测量的几何处理任务是通过相片上像点的位置确定相应地面点的空间位置，需要坐标转换确定地面点。

4 遥感技术用于基础测绘的基本流程

4.1 航空摄影 航空摄影就是将航摄仪安装在飞机上，按照一定的技术要求对地面进行摄影的过程。测绘航空摄影是指获取指定地区的航摄资料，用以测绘一定比例尺的地形图、平面图或正摄影像图；识别地面目标和设施，进行资源调查等。航空摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量几个阶段。

4.2 立体测图 以前航空摄影测量立体内业测图常用的是双像解析摄影测量。目前，随着科技的发展，全数字摄影测量已广泛应用于航空摄影测量立体内业测图。数字摄

影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像(数字影像或数字化影像)以数字方式提取所摄对像的几何与物理信息的摄影测量分支学科。包括计算机辅助测图(常称为数字测图)与影像数字化图。立体测图的基本流程：

4.2.1 数据准备 数据准备主要包括航空摄影测量成果和区域网外业像片控制点测量成果。

4.2.2 解析空中三角测量进行加密、创建立体模型 解析空中三角测量就是用计算的方法，根据航摄像片上量测的像点坐标和少量地面控制点坐标，采用较严密的数学公式，根据最小二乘法原理用计算机解算待定点的平面坐标和高程。方法有航带法、独立模型法、光束法。目的是为影像纠正、数字高程采集和航摄立体测图提供定向成果。主要成果是像片定向点大地坐标和像片的外方位元素。涉及资料准备、内业加密点的选点观测、相对定向、解析空中三角测量平差计算、区域网接边、质量检查和成果整理与提交等环节。

4.2.3 设置测区模型参数 测区参数包括测区目录和文件以及一些基本参数。

4.2.4 立体相对的定向 立体相对的定向包括内定向、相对定向和绝对定向。内定向：系统自动对左、右影像进行内定向。目的是建立数字影像与所摄物体表面相应的点之间的数学关系，从而提取数字影像中的信息。

相对定向：定向过程中不考虑相片的绝对坐标及姿态，仅恢复摄影时两张相片的相对位置和姿态，这样建立的模型称为相对定向模型。

绝对定向：在相对定向基础上，再对相对定向模型进行整体的平移、缩放、旋转，达到绝对位置。引入外方位元素进行模型定向 (用解析的方法处理立体相对)，恢复地面目标的空间坐标。目前常用的是用光束法双像解析摄影测量来解求地面目标的空间坐标，此方法将待求点与已知外业控制点同时列出误差方程式，统一进行平差解析。

4.3 数字化编辑 对数字化测图产品进行外业核实工作、对新增地物进行补测。航片是特定时期的航摄影像，不能体现近期变化的地理要素，这就需要人工进行传统的野外测量，并把野外测量结果添加到已完成的测图成果。根据不同要求运用相应软件进行数字化编辑成图。立体采集的只是各种地理要素的线化图，采集完成后需根据不同要求进行地理要素的整理、归类、符号化等工作。检查验收。数字化编辑的成果需进行严格的检查，包括数据精确度及完整性等检查。生产单位检查验收后的成果需专门的质检机构进行详查或抽查才能获得最终的测量成果。

4.4 数据整理、入库

5 应用前景

航空遥感技术在环境保护、农业发展和煤矿测量中有广泛的应用。尤其在环境保护方面，因为加强环境保护工作，是新的经济发展和新生活质量观的必然要求[1]，对于发展中国家具有特殊的意义。测绘工作是经济建设的一项公益性、基础性、先行性的工作，是其它部门的工作不能代替的。许多规划工作都要用到测绘成果，没有测绘部门的先行性工作作为基础，许多工作要走弯路，甚至干不了。

目前，测绘科技日新月异，各种专业的地理信息系统( 包括环境地理信息系统) 相继建立，传统的测绘产业正在向现代地理信息产业转变。这为环境保护提供了坚实的技术基础和充足的信息资源储备。总之，现代测绘通过信息技术和自动化生产数字地理信息，测绘工作的服务领域大大拓宽，不仅为各种工程建设提供保障，而且可以利用丰富的地理信息资源促进环境保护工作的发展，为社会的可持续发展作出巨大的贡献。因此，随着遥感技术[2]的不断发展，测绘行业必将得到迅速的发展。

6 结束语

伴随着整个人类生活环境的改变和国际之间竞争的更加激烈，对于自然资源和太空资源的开创及抢夺变成关乎人类进步的关键性因素。遥感而正是为了与目前这种状况的急切需求应运而生的一门综合性的运用科技，是以航空摄影技术为基本，在二十一世纪六十年代初期发展开来的一门新兴学科。遥感技术能完全、立体、迅速地探出地上和地下资源的实际分布状况，它的工作效率是非常该的，是之前所有科学技术都无法媲美的。测绘工作尤其是基本测绘直接关乎着整个国家的经济和社会的全面进步，是不能缺少的关键性组成部分，是经济社会能够获得可持续发展的关键性保障的客观条件。遥感技术运用在基础测绘，能够迅速的制定出高质量地图，满足当前社会中的多方面需要。

我们国家经济的飞速发展，国家建设获得迅速的提升，各种地理因素也在持续改变更新，航空摄影测量运用在基础测绘展现出了迅速、精准、节省时间、省力的特征，完全与当下社会发展的总趋势相吻合。

伴随着科学技术的逐渐进步遥感技术在测绘中所发挥到的影响力将会越来越大，将更好的为我们所服务。

参考文献：

[1] 邹晓军.摄影测量与遥感.测绘出版社，2011，(01).

[2] 何绍福.遥感技术在土地利用与土地覆被变化研究中的应用.硕士学位论文.

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中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）18-0234-02

0 引言

安全工程专业的高等教育在我国近几十年来正经历从无到有、逐步发展成熟的过程。安全工程专业的应用领域已到人们生产、生活的各个方面，对于提高安全管理水平、保证公众的安全与健康、防止特大重大事故的发生和保证人员财产免受损失都有十分重要的意义。而作为一门成长中的新兴的综合性的学科，安全工程学科领域的交叉性、横断性、跨学科和跨行业的基本特征突出。如何从本校、本地的实际情况出发，结合市场结安全工程人才培养的需求，确定安全工程专业的培养目标、人才培养模式以及构建合理且具有特色的课程体系，不仅关系的专业的发展方向，而且关系到该专业能否在激烈的人才市场竞争中生存。

1 煤炭行业安全工程应用型高级技术人才培养的必要性

煤炭工业为我国国民经济的重要支柱产业，在未来相当长的时期内，煤炭作为主要能源的战略地位不会改变。原煤炭部长王显政曾指出：兵不强是目前煤炭行业面临的最严重的问题之一，必须发展煤炭教育，建设一支与新兴工业化相适应的煤矿技术队伍。煤炭行业急需各类专业技术人才，包括安全工程专业人才，需要熟练掌握安全基本理论、基本知识；掌握煤矿通风、瓦斯、粉尘、火灾、水灾以及顶板灾害知识，具备各种灾害的防治与控制能力；具备能够进行生产安全管理、安全运行监察，安全培训、安全评价等综合性能力；有较强的自学能力和独立思考能力；有一定的创新能力，有较好的分析问题和解决工程问题的能力的安全工程专业应用型高级技术人才。

安全工程又是安全科学技术综合科学的重要分支学科，是一个多学科高度交叉和综合性很强的专业。对于煤炭行业安全工程，更是涉及到地质、力学、电子、机械、空气动力、化学以及系统工程、管理学、心理学等学科。因此，人才培养模式的制订上，既不能搞所谓的通才教育，也不能过分强调专业面很窄的专才教育。要围绕市场需求，从行业特点出发，紧紧围绕“安全”主线，以煤矿安全为主，其他行业为辅的应用型高级技术人才的培养，充分体现学校的特色和优势，才更具有活力、生命力。

2 安全工程应用型高级专业人才培养目标和模式

辽宁石油化工大学顺华能源学院是按新机制、新模式大学与科研院所合作创办的一所以能源学科为主的独立学院。结合学院自身特点，根据人才市场的实际需求，确定安全工程专业的培养目标为：培养德、智、体全面发展，知识、能力、素质协调发展，能分析和解决实际问题，适应矿业安全生产需要，具备安全工程设计施工、安全生产监察与管理等方面的知识和能力，能从事安全科学、技术与工程领域的技术开发、监测、评价、管理和教育等方面的工作，具有创新精神和实践能力的应用型高级技术人才。

根据学院安全工程专业人才培养目标，制订的人才培养模式有以下几方面特点：

①以就业为导向，开展全面素质教育。在公共基础课上加强基础素质教育的投入，为将来学生综合素质发展打下坚实基础。

②以煤为主，加强适应煤炭行业人才需求的针对性。根据社会人才需求，借鉴一些高校的办学经验，根据三本院校学生群体的特殊性，其专业定位在立足辽宁、面向全国，为煤炭行业（含中小煤炭企业）、地方经济和社会发展提供应用型人才。

③学研结合，注重培养人才的创新性和科学性。依托中煤科工集团沈阳研究院在煤矿开采、煤矿瓦斯与通风安全技术、煤矿产品安全技术等先进的设备条件及科研方面的优势以及辽宁石油化工大学在师资、教学、学科建设方面的经验和积累，构建产学研融为一体的创新型人才培养模式。

④“能知结合”，提高综合能力。我们在注重理论课程教学的同时，加强了实践教学环节，做到理论与实践相结合，较好地提高了学生理论联系实际的能力，培养学生的实际工作技能，提高综合能力。

⑤“博先于专”，注重宽口径发展。为进一步拓宽专业口径、扩大知识面，与采矿、地质、机械、电气等专业的必修专业基础课或专业课有机结合，使学生了解本学科内其他专业的专业基础课及本学科科学技术最新成就与发展趋势，发展学生个性和特长，充分满足学生的不同知识需求。

3 重视安全工程专业知识结构的系统性和连续性，优化课程体系

课程设置即要符合培养目标，又要与培养人才所具有的知识结构、能力结构相适应。根据本专业培养目标，优化课程设置，使之成为“传授知识，培养能力，提升素质”的融会贯通、紧密结合、有机联系的课程体系。

一是公共课、基础课知识以“够用、会用”为原则，适当压缩公共基础课和学时比例。并将思想品德素质、文化素质、身体心理素质教育渗透到了公共基础课程中，全面提高学生责任心、事业心，有较好的文化道德修养，有健康的心理素质，掌握基本的计算机能力以及基本的工程运算应用能力，掌握一门外语，从而提高综合素质，以适应煤炭行业特殊的生产环境。

二是增设安全大类专业基础课程的开设。除工程类的专业基础课程外，为树立大安全意识，将安全管理学、安全系统工程、安全人机工程学等课程纳入专业基础必修课，突出了学科特色。

三是强化煤矿安全工程的专业核心课程，在设置通风、瓦斯、粉尘、火灾、监测监控等专业课程的基础上，及时增设当前行业关注的水灾防护理论以及行业热点问题——安全评价理论与方法课程，突出行业特色与学校优势。

四是通过增设有关学生有兴趣、市场热点的大安全专业选修课程，增加对专业选修课程的可选范围，使学生根据个人知识的需求选课，按照不同方向的研究和社会、市场对人才的需求进行选课。

五是在知识内容方面及时将新技术、新材料、新工艺、新设备补充到教学内容中，保持教学内容的实用性和先进性。

4 以提高应用能力为本位，加强实践教学环节

安全工程专业其实践性和综合性较强，特别是煤炭行业，专业人才应该具备煤矿通风技术及瓦斯、火灾、水灾、矿尘、顶板灾害的防治与控制能力，及时掌握煤矿安全的发展动态，同时应具有独立思考能力、创新能力、有较好的分析问题和解决工程问题的能力。加强实践教学环节，不但使学生的理论教学得到进一步巩固和加强，还可以提高学生的应用能力。

学院一方面积极建设完善采煤模型、矿井通风、矿井安全等实验室，一方面充分利用沈阳研究院的国家煤矿安全重点实验室，以及学院的采矿、地质、测绘等地矿类专业及机械制造、自动化等专业的有关实验室，为本专业课程实践提供了强有力的支撑。

实习基地建设是学科教学基本建设中必不可少的一个重要环节。除充分利用工程训练中心提高学生实际动手能力和操作能力外，还有针对性地建立了抚顺矿业集团、铁法煤业集团、沈阳煤业集团、煤科总院抚顺分院等涉煤企业为主的实习基地近20多家，为学研和科研工作的开展提供有利条件，同时也对毕业设计及论文的写作准备素材，拓展思路。

毕业设计环节，结合煤矿生产实际以及老师的科研课题，提供选择切合实际的毕业设计课题，旨在解决企业一些实际问题，具有一定的工程实践和应用价值。与此同时，建立健全有效的质量监控体系、科学评价体系，确保学生毕业设计（论文）质量稳步提高。

5 结语

校企合作、立足煤炭、注重实践，培养安全工程应用型高级技术人才，彰显学院安全工程专业人才培养特色。培养结构合理的双师型专业师资和科研队伍，教学管理有特色，教学质量监控措施得力，使得学院安全工程专业稳步发展。在安全工程专业教育的建设中，还需要特别注意注重教学方法改革，提高教学质量，完善教材建设，注意处理好煤矿安全与大安全的关系，安全工程专业与国际社会的接轨问题，以市场人才需求为导向，发挥沈阳研究院以及辽宁石油化工大学的自身优势，办好、办出自己的特色。安全是人类永恒的主题。随着科学技术的进步和市场经济的发展，人们对自身的生命和安全将越来越重视，培养安全工程应用型高级技术人才的高等院校任重而道远。

参考文献

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目前，中国矿业大学采矿工程专业教材采用高井祥老师编写的《测量学》，课程主要分为理论课和实验课两大部分，其中课堂授课为24课时，实验课8课时，内容设置如表1所示。实验课程主要开设水准测量、角度测量及全站仪认识与使用及地形图认读等内容。

1．2课程存在的问题

分析课程现状，目前中国矿业大学采矿工程专业测量学课程的设置存在如下几个问题:

(1)课程内容较多，而学时较少

从测量基础理论知识到矿山测量的应用，课程几乎涵盖了大部分测量学科的相关知识，但只有24课时的课堂教学明显无法面面俱到，不得不对部分内容进行缩减，课程内容的连续性不易保证，影响了教学效果。

(2)基础理论多，而专业应用内容少

测量学的基础理论知识占到总课堂学时的91.7%，而与采矿工程专业相关的矿山测量知识较少，只讲解基本概念，无法让学生对井上下测量工作有深刻的认识。此外，还有矿图、开采沉陷变形及控制等内容没有包含在内。

(3)实践内容不足

实践是测量学这门课程的必备环节，能够加深同学对课程相关理论知识的认知，便于在生产中综合运用。为此，中国矿业大学专门建立了实验室开放系统，全校同学可以根据自己的情况进行预约实验。但是现有的8课时实验内容全部集中在测量基础知识的学习上，未涉及将来工作中可能用到的矿山测量知识，导致学生学习和生产应用的脱节。

(4)测绘新技术和理论讲述较少

近年来，测绘技术的变化日新月异，GPS、摄影测量、遥感等技术在各行业的应用越来越广。煤矿企业大多都配备有先进的测量仪器，如GPS、全站仪、自动安平水准仪、陀螺仪等。因此，在讲课过程中需要对测绘新技术、理论及仪器设备进行讲解，使学生能够把握测量知识的应用方向，而目前课程对此方面的讲述明显不足。

2理论教学内容的改革

2．1课程内容改革

(1)精简或删除部分基础测量理论及技术。

对于距离、高程和角度测量等内容，应精简钢尺量距、视距测量、经纬仪测角等占的比例;对小地区控制测量部分，应精简三角网和小三角测量及交会法定向的内容;对地形测图等内容，应删除平板仪测图、经纬仪联合小平板仪测图，精简经纬仪测图。

(2)增加测绘新技术、新理论的比例。

增加自动安平水准仪、数字水准仪、全站仪的相关内容和应用;在控制测量部分增加GPS、RTK的等原理的讲述;在地形图测图部分增加航空、低空摄影测量及遥感成图的相关内容。

(3)加强矿山测量部分的应用教学。

加强井下控制测量、巷道施工测量的内容;增加矿图的认识及开采沉陷变形监测;拓展新型沉陷变形监测技术，如合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)、激光三维扫描等新技术的介绍。

2．2教学方法、手段改革

多媒体是目前高校普遍采用的一种教学手段。与传统的黑板教学相比，多媒体教学图文并茂，便于演示，可以提高课堂教学效率和效果，但也存在内容多，信息量大的缺点，致使学生思路跟不上，容易走神。因此，有必要将多媒体和板书进行有机结合，以达到最佳的教学效果。例如在讲解经纬仪整平对中时，可以在多媒体中增加动画效果，模拟圆水准气泡、管水准气泡的移动同三脚架、脚螺旋移动的关系，使学生有直观的认识。在讲解方位角、导线坐标等公式的推算时，先采用板书推导，使学生的思路能够循序渐进，促进学生思考问题，推导完成之后，可以采用多媒体再播放一遍推导过程，巩固重点和难点内容。中国矿业大学在2012年新的教学大纲中要求课堂教学中应有一定的研讨学时，采矿专业测量学课程设置4课时。这把传统上以“教”为主的教学模式转变为以学生“学”为主的教学模式，在课堂上采用“启发式”、“问题式”、“讨论式”、“探究式”等互动教学方法，可以激发学生的学习兴趣和积极性，加深学生对知识的理解，培养学生学以致用的能力。实施过程中可以采用分组讨论、辩论及学生讲课等形式。案例教学是一种非常重要的教学手段。学生通过案例分析可以更加深入的同应用相结合，有助于巩固课堂理论知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。例如:在讲述大比例尺地形图测绘时，将校园作为实例，对平面控制测量和高程控制测量，甚至是GPS控制测量进行讲述和分析，然后再以学院楼、道路、花池等为例介绍大比例尺成图的过程和方法。由于同学对校园环境非常熟悉，更容易掌握相关的知识点和工程应用。

2．3考试与考核改革

课程考核是对学生掌握知识、技能、理论应用的一次检测，也是评定学生能否获取课程学分的一个重要依据。多数高校都将期末考试的70%～80%作为最终的课程考试成绩。这种一次考试定成绩的考核方式容易使学生出现考前突击、死记硬背、一知半解等情况，难以达到课程教学目的。因此，课程考试考核应采用多元化的方式，在课程教学中可以增加小测验、研讨、期中考试、课程论文等过程考核，完善现有的考试考核方式。此外，计算机技术也可以作为考核的一项重要手段，例如在完成导线计算的讲述后，可以让同学采用程序开发的方式实现导线的内业计算。这既可以让学生深入掌握导线计算的方法和流程，也可以锻炼学生的程序开发和应用能力。

3实践内容的改革

实践是培养工科专业学生动手操作、理论应用、团队协作意识等综合能力的必备环节。随着测绘仪器、理论及计算机技术的飞速发展，原有的一些测绘实践内容已无法满足社会需求，因此需要在有限的课时内对相关知识进行取舍优化，以达到实践教学的目的。

3．1实验教学改革

目前，中国矿业大学采矿工程专业只有8课时实验课，主要开设水准测量、角度测量及全站仪认识与使用及地形图认读等内容。实验课中课时安排不够合理，也未涉及矿山测量知识。此外，水准测量和角度测量所采用的仪器仍然为DS3水准仪和DJ6经纬仪，仪器过于陈旧，因此有必要对实验内容进行改革。将原有的水准测量实验仍设置为2课时，但需讲述DS3水准仪和自动安平水准仪的使用;原有角度测量减少为2课时，仪器改为全站仪测角和使用;去除全站仪认识与使用及地形图认读的实验内容，改为数字化测图(2课时);增加矿山测量实验内容，如矿井联系测量，实验场地可以设置在地下车库，以便模拟井下环境。

3．2科研促进教学

矿山测量是中国矿业大学的特色课程，采矿工程专业必须能够认识矿图，了解井下测量工作和开采沉陷及变形控制。中国矿业大学教师与矿山企业联系紧密，各类与矿山相关的科研项目较多，内容涉及矿山测量、井下开采方案设计、充填开采、开采沉陷及变形控制、建筑物损害鉴定、土地复垦及生态规划及重建等方面。在课堂、实践等教学过程中，适当穿插与科研项目相关的内容，可以增强学生的思考、动手、理论联系实际等能力，并且对矿山相关新技术能有初步的认知。这丰富了教学内容和方法，能够让学生了解所学知识的应用之处，有助于提高学生的学习兴趣。

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Abstract: The mining enterprises occupied in underground mining should conduct strict connection survey above and below ground, establish the unified space control systems in mining area, so as to ensure the integrity and unity of systems of above and below ground, plane and the elevation, and correctly guide the underground mining work. In this paper, the basic tasks and characteristics of surveying are analyzed.

Key words: mine; mine surveying; tasks; characteristics

中图分类号：U448.36文献标识码：A

矿山生产测量是矿山企业的基础工作，是确保生产正常进行、监督资源合理工发不可缺少的一项技术工作。各矿山测量部门必须认真做好这项工作。矿山生产测量的主要任务，是在井下和露天建立精确的测量控制系统，按设计要求正确标定各种工程的几何关系，及时准确地测绘各种矿图，观测与研究由于采矿引起的地表岩层移动的基本规律，以及负责矿石开采时的贫化、损失计算工作等。

一、矿山测量工作的基本特点

矿山测量作为矿井开发和生产中的关键环节有以下几个方面的基本特点：矿山测量的结构通常会受到环境因素、测量方法、仪器、测量人员等多方面因素的影响；矿山测量是一项需要集体共同进行的工作，需要内外业共同参与以及多人反复循环；矿山测量工作具有点多面广的特点，会对矿井范围内的电网、桥梁、公路、铁路、河流、村庄等所有物体造成直接的影响，且会涉及井下的工作面和巷道等；矿山测量工作通常具有极强的连贯性，整个矿山在测量时被看做一个由远及近、从上到下的系统；矿山测量工作需要进行的极为细致认真，不能出现任何细微的差错；矿山测量的工作由于存在仪器携带不便、工具笨重、工作环境恶劣等特点，因而工作环境极为艰苦；矿山测量工作的主要作用在于为矿山设计把关，因而需要极为细致准确，不能忽略或放过任何的错误，这会给矿山生产造成严重的经济损失。

二、矿山测量工作的基本任务

矿山测量工作贯穿于报废、生产、建设、设计和勘探的全过程之中，同时，根据每道工序具体情况的不同，矿山测量的具体任务也有所区别，主要包括以下几个方面：设计部门在得到基础图纸资料后，要根据图纸和文件的相关要求，对矿山进行机电安装、管线埋设、土建工程施工和采掘等方面的测量工作，同时，要在煤矿生产和基本建设过程的各个阶段上，对开发工作是否符合图纸要求进行监督和检查；在矿山生产中对矿山资源开发合理性进行实地监督;提高各项矿山测量资料的利用效率，全面了解并充分发挥矿山开发工程的基本特点，及时发放贯通通知单和安全联系单等资料，从而为矿山的安全施工提供充分的保障；同时，要及时发现矿山改造、建设和生产过程中遇到的各项测量问题，并加以合理解决，从而有效降低矿山安全事故的发生几率，并为矿山安全事故的救护与预防提供准确的测量资料;设置建筑物、岩层以及地表变形监测点，开展矿山环境保护、非采矿与采矿沉陷综合治理、矿山岩层和地表移动特点检测等综合保护工作;按照矿山岩层和地表移动变形系数，对各类煤柱进行修改和设计，开展建筑物下、水柱下和铁路下煤矿勘探和设计工作，通过移动变形参数，对地表沉陷问题的发生范围和时间进行及时的预报，从而避免人身安全事故和建筑物破坏事故的发生，保证矿山的安全和谐。

三、我国矿山测量存在的问题

1、图纸审核存在的问题

图纸是整个矿山设计和生产过程实施的重要基础，因而不能存在任何的失误和偏差，然而，由于受到各种主客观因素的影响，矿山设计图纸在审核过程中通常会出现种种问题。图纸审核过程中常见的问题主要包括：第一，如果遗漏施工巷道所在路线上的重要井巷，都会引发严重的安全问题；第二，图纸中某些巷道在标注距离时，使用的比例不相同，有些在巷道中心线上，有些在皮带的中心，还有些在轨道中心，这一问题将会导致图纸中数据位置的不一致；第三，巷道的坡度和高程设计存在失误；第四，贯穿巷道的长度尺寸标记存在失误；第五，已有坐标点存在高程、方位角和坐标的错误。

2、井下测量常见的问题

主要有 ：工具携带不全。有些矿山测量人员可能存在依赖心理或下井前的准备工作不充分等，会导致下井测量携带工具不全的问题，如起始资料、笔记本、垂球、小钢尺和笔等，且这一问题通常只是在到达测量点以后才会发现，这一现象虽然是小问题，但这种情况的发生会给测量带来不利影响，如影响测量进度、费时费工、影响测量准确度等，甚至会导致整个测量工作的失败；其此是起算数据的错误。这一测量错误将会产生较多的不良影响，为有效防止该问题的发生，矿山测量单位应该建立两支独立的查阅和抄录起算数据队伍，并将两份数据进行对比，避免相同点号的使用。如果出现测点丢失的问题，补设的新导线点所使用的编号不能与原编号一致，在重新测量开始前，要检查原有测量点的距离和角度，在确保没有任何失误后，才能够继续进行新的测量并向前延伸；再次就是原始数据的记录错误，由于操作不符合规定所导致的记录内容不全问题，包括测量的边长、觇标高、仪器高、草图、仪器设备种类、日期和测量地点等事项，从而影响事后的计算工作，因此，在进行矿山测量时，必须进行细致全面的记录；记录格式不符合有关规定，或者是记录的格式已经发生改变，但记录时仍在执行原有格式，这一问题通常会发生在数据的整理过程中；数据整理过程中常见的错误，如检验上下半测回互差时，只关注秒值而忽视了度值和分值；还有就是导线测量错误。没有根据规定检查边长和角度而直接开始测量，这时若点有位移而或用错导线点，却仍以原坐标和方位来计算，所得结果就会出现较大偏差。为避免出现记反、觇标高量错和仪器高错量问题，可分别进行前后两次测量，并保证觇标高和仪器高的测量位置相同。

四、矿山测量问题发生的原因

基于矿山测量工作的基本特点，可以发现，造成矿山测量问题的原因主要包括以下几个方面：第一，矿山测量的结果容易受到顶板压力和人为因素等的影响，从出现点位的变化，或是由正确变为错误，这一问题通常较难发现，因而容易影响矿山测量的准确性；第二，由于矿山测量过程参与人数众多，因此，一旦某一工作人员出现任何的错误，就会导致整个测量结果的偏差；第三，矿山测量资料具有较高的连贯性特点，因而，测量过程中一点资料的错误就会影响资料整体的准确程度；第四，矿山测量人员有可能在思想疏忽或其他错误思想的影响下，出现不正规操作或是错误操作现象，从而造成测量失误；第五，如果设计图纸出现错误，或是未对各项数据资料和设计图纸进行严格检查，也可能会造成矿山测量结果的错误；第六，由于矿山测量工作的管理难度较大，管理涉及的工作范围较广，因而测量工作易出现失误，从而影响测量结果的准确性和客观性。

参考文献：