空間資訊科技論文

　　空間資訊科技被認為是當今三大科學前沿領域之一，下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。

　　篇一

　　空間資訊科技及其在礦山測量中的應用

　　【摘 要】空間資訊科技被認為是當今三大科學前沿領域之一，它是以“3S技術”為核心，研究與地球和空間分佈有關的資料採集、量測、分析、儲存、管理、顯示、傳輸、應用的一門綜合整合的科學技術，本文介紹了其相關技術的發展，並對其在礦山測量中的應用進行了討論。

　　【關鍵詞】空間資訊科技;3S;礦山測量

　　0 前言

　　空間資訊科技是20世紀80年代發展起來的，其核心和主體是“3S”技術，即遙感、全球定位系統、地理資訊系統，作為一項綜合性的技術已構成當代高技術的一個重要組成部分。與傳統的對地觀測手段相比，它的優勢在於能夠提供全球或大區域精確定位的高頻度巨集觀影像 ，擴大了人類的視野，加深了對地球及其變化的瞭解。目前，空間資訊科技已在全球與區域通訊、導航定位、資源調查、災害和環境的動態監測、區域和城市規劃等領域得到了廣泛應用[1]。

　　近年來，中國空間資訊科技發展取得一系列重要進展，其中，遙感資訊科技方面，已建立資源衛星資料服務體系，形成一定市場規模，相應遙感資料生產加工市場潛力巨大，相關企業也正在迅速發展與壯大。此外，衛星定位技術方面已得到廣泛應用，並形成相當規模的產業群體[2]。礦山測量應用於礦區生產與管理的各個環節，礦山測量技術經過幾十年的發展，在理論和技術上基本能夠滿足礦山開採生產的要求，但資訊時代的礦山測量面臨的是新的任務和要求，近十幾年來空間資訊科技在礦山測量界取得了較大進展，其理論研究和實際應用不斷髮展和完善，這些先進技術已經在一些礦區得到廣泛應用，並取得了顯著的經濟效益。

　　1 空間資訊科技在礦山測量中的應用

　　以“3S”整合為主導的空間資訊科技體系已逐漸成為測繪學或地球資訊學***Geoinformatics或Geomatics***新的技術體系和工作模式，其先進性、時效性明顯。以空間資訊科技為技術支撐，現代測繪儀器、技術正處於快速的發展之中。空間資訊科技是礦山測量實現其現代任務的重要的技術支撐和保證，以“3S”技術和其他測量儀器技術的有機結合為基礎的礦區資料環境資訊系統就是空間資訊科技在礦山測量中應用的綜合性成果[1]。

　　1.1 遙感及其在礦山測量中的應用

　　遙感依據不同的物體的電磁波特性不同來探測地表物體對電磁波的反射和發射，從而提取這些物體的資訊，完成遠距離識別物體。遙感包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛星遙感用於測圖也正在礦究之中並已取得一些意義重大的成果，基於遙感資料建立數字地面模型***DTM***進而應用於測繪工作已獲得了較多的應用。

　　遙感科技正在走向定量化 、自動化與實用化。遙感觀測技術向多感測器、多平臺、多角度和三高***高解析度、高光譜、高時相***的方向發展;1m及更高空間解析度的多光譜遙感資料已商品化;具有幾十、上百個光譜段的高光譜遙感正在從航空向航天平臺邁進，它能夠鑑定礦物岩石的成分及土壤的物化性質;合成孔徑雷達影象處理與應用發展喜人;無地面控制遙感影像定位技術，國際上已達到15m甚至更高的精度[3]。

　　遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，並積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的資訊源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支援，在進行找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面也已得到應用。合成孔徑雷達干涉***InSAR***測量技術是近年來微波遙感發展的一個重要方向，InSAR 利用雷達訊號的相位資訊提取地球表面的高精度三維資訊，可以測量地面點的高程變化，是目前空間遙感技術中獲取高程資訊精度最高的一項技術，由於它可以獲得全球高精度的***毫米級***、高可靠性的***全天時、全天候***地表變化資訊，因此能夠有效地監測由自然和人為因素引起的地表形變。

　　1.2 全球定位系統及其在礦山測量中的應用

　　全球定位系統***GPS***是20世紀70年代由美國國防部批准，陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務。全球定位系統共三部分構成：空間部分、地面控制部分、使用者裝置部分等。GPS的主要特點是全天候、全球覆蓋、三位定速定時高精度、快速省時高效率及應用廣泛。未來幾年中，GPS和俄國研製的GLONASS兩個衛星導航定位系統的技術水平、精度和抗干擾能力將會大幅度提高。有中國參與的歐洲Galileo 衛星導航定位系統 2005年已進入實質建設階段，將於 2010年前後建成，其精度和效能將大大優於目前的 GPS系統，從而打破美國GPS在全球的壟斷局面[2]。

　　GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術，在礦山測量、控制測量、工程測量、環境監測、防災減災以及交通運輸工具的導航方面發揮著重要的作用。由於GPS不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優點，而且與傳統的測量技術相比，無嚴格的控制測量等級之分，不必考慮測點間通視，不需造標，不存在誤差積累，可同時進行三維定位等優點，在外業測量模式、誤差來源和資料處理方面是對傳統測繪觀念的革命性轉變。

　　目前，在礦山測量中，主要應用GPS技術建立區域性或局域性的大地測量GPS控制網，進行礦區地表移動監測等等。其中，定位精度比 DGPS高100倍的GPS-RTK實時載波相位差分技術，以其高精度、全天候、高效率等優勢，在大地測量和工程測量中，顯示出巨大的潛力和廣闊的前景。傳統的定位和施工放樣，不僅儀器種類繁多，需要人員多，而且精度容易受施工作業現場影響。GPS-RTK 綜合了其他測量儀器的功能，提高了作業效率，對於圖形的數字化管理和使用也起到了促進作用，利用 GPS-RTK 測量手段可以得到每一個測點的三維座標，並採用資料、圖形和位置等不同的表現形式反映到不同的應用環境中，解決了圖形不能統一到國家座標系中這一問題。GPS-RTK 在礦山測量中的應用，使得代表著當今尖端科學水平的3S技術在礦山測量中成功實現突破[3]。 　　1.3 地理資訊系統及其在礦山測量中的應用

　　GIS是近20年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種資訊同地理位置和有關的檢視結合起來，並把地理學、幾何學、電腦科學及各種應用物件、Internet、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與資料庫技術來採集、儲存、編輯、顯示、轉換、分析與輸出地理圖形及其屬性資料。這樣，就可根據使用者需要將這些資訊圖文並茂地輸送給使用者，便於使用。地理資訊系統作為對空間地理分佈有關的資料進行採集、處理、管理、分析的計算機技術系統，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，是現代測繪技術的重大技術支撐。GIS正在向地理資訊科學或空間資訊科學的方向發展，並與計算機技術、資訊科技相互借鑑、滲透，將成為一門獨特的影響廣泛的空間資訊科學技術。

　　地理資訊系統在地質、礦產領域的應用可以概括為三個方向：GIS技術建立多源資料找礦模型、礦山地理資訊系統***Mine GIS，MGIS***和三維礦山[4]。目前雖然在我國礦山資源勘查、開發和生產管理中已經有多種GIS軟體系統發揮了作用，但是由於許多原因如地下礦產資源資料獲取不易性、不完整性及礦山地下采掘空間動態性等等，使得這些軟體在礦山不完全實用，因此致力於研發適宜礦山特點的礦山地理資訊系統是十分必要的，十幾年來國內外的科技人員特別是礦業界的科技人員在MGIS的基本理論、技術體系、方法及實用軟體開發方面做了大量的工作，取得了可喜的成果;三維礦山是礦山客觀實體的一個模型描述， 通過三維礦山的建設，地質、礦業界人士能夠更直觀、更精確地圈定礦體邊界，瞭解不同礦體分佈的三維形態，準確地解譯和圈定地下地質體，藉以指導礦業開發和深部找礦預測，現在三維礦山已成為地學與資訊科學的交叉技術前沿和熱點。

　　2 結語

　　隨著計算機技術、空間資訊科技的發展，平面模型在向空間模型轉化，數值記錄在向數字模型轉化 ，測繪科學也正逐步發展為內涵更為豐富的地球空間資訊學，以“3S”整合技術為主導的空間資訊科技雖然還在起步階段，但其對於礦山測量的發展所起到的促進作用是不可估量的，在空間資訊科技技術的推動下，礦山測量學正在演繹著深刻的變革，朝著“礦山空間資訊學”的方向前進。

　　【參考文獻】

　　[1]3snews中國地理空間產業入口網站[OL].

　　[2]郭達志.論“礦山空間資訊學”：礦山測量的現代發展[J].測繪工程，2006，15***3***.

　　[3]張文兵.淺談“3s”技術在礦山測量中的應用[J].科技資訊，2009***31***.

　　[4]黃亮.淺談3s技術在礦山測量中的應用[J]//2009全國礦山測量新技術學術會議論文集.

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