發布時間：2022-08-14 16:51:22
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【關鍵詞】煤礦；測量；方法；原理
0 引言
隨著計算機技術以及軟件工程的快速發展，測繪專業領域也得到了空前的發展，煤礦測量已由傳統的經緯儀、水準儀、光電測距儀、平板儀及手工記錄計算的方法，逐步轉變全站儀、電子水準儀、GPS等先進的現代儀器，為測繪行業帶來了質的突變。雖然先進的儀器使得測繪工作者更為方便、高效，但我們必須全面了解測量方法的相關原理，才能更好的為現代煤礦測量工作服務[1，2]。
1 煤礦測量方法
煤礦測量，主要依托全站儀，因此全站儀常用的方法主要有極坐標法、小角度法、前方交會法、后方交會法等。下面根據本人工作經歷，具體對各自方法進行詳細介紹。
1.1 極坐標法
根據極坐標的原理，以2個已知點建立坐標軸，并以其中1個點為極點作為極坐標系，測定觀測點到極點之間的距離，測定觀測點與極點連線和兩個已知點連線夾角的方法。如圖1所示：
假設，需測定某點C坐標，首先必須先計算已知點A、B的方位角：
采用全站儀進行極坐標測量時，具體操作步驟如下：
（1）在測站點A點安置全站儀，對中整平，然后開機，首先要對儀器進行相關參數設置，主要有溫度、氣壓、濕度、棱鏡常數、對比度等：緊接在程序中選擇測量模式為“放樣”。
（2）首先輸入已知點A的點號，測站點儀器高度，以及A點的三維坐標坐標，并照準后視點B點，輸入A點到B點的方位角，或者是輸入后視點B點的已知坐標，然后照準B點，讀出數據，作為檢核，使測出的數據與設計數據差距很小[3]。
（3）輸入待測點的坐標，然后在儀器上顯示出當前視線方向與待定方向之間的水平夾角，當該夾角接近0度時，轉動水平微動螺旋使夾角為0°。
（4）指揮將棱鏡立于視線方向上，按“測設”鍵，全站儀即測量出測站至棱鏡的水平距離，并計算出該距離與設計距離的差值，在儀器上顯示出來。
（5）儀器操作員根據計算的距離偏差指揮持鏡員，持鏡員按照此距離靠近或遠離儀器，直到偏差量滿足要求時，并在地面上打入帶有小鐵釘的木樁。
（6）木樁固定后，將棱鏡架設在木樁頂板的小鐵釘上，儀器操作人員回到常規測量界面，測定出該點坐標。
該方法在礦山地下工程測量比較常用，且該方法比較靈活，限制條件比較少，適合長距離傳遞。
1.2 小角度法
由于礦山地下開采，形成了采空區，由于采空區上方巖層長期下沉，導致地表沉陷，使得地表產生沉陷、曲率變形、水平位移、傾斜變形等，嚴重影響了礦區人民的安全狀況。因此我們必須對礦區地區地表進行監控，及時了解該處地表變形情況，其中除了我們進行常規的沉降測量外，還需對水平位移變形情況進行觀測，由于礦山在監測設計時，主要是沿著開采區走向與傾斜斷面進行布設監測點，因此小角法是一種很實用的方法。
小角度法是將儀器安置于穩定點，測定視準線位移點間的微小夾角和水平距離。如圖2，利用全站儀精確測出基準線與置鏡點到觀測點視線之間的微小角度，并按式（4）計算偏離值：
小角度法觀測時，要盡量將觀測墩埋設在兩端基點的連線上，使觀測角度微小，以減小正弦函數泰勒級數展開的舍入誤差。
1.3 前方交會法
前方交會就是利用已知坐標條件求出未知點的一種比較實用的方法。在煤礦測量中，由于煤礦地質地貌條件復雜，因此往往致使測站點無法與前方測點通視，經常需要用前方交會的方法來預計待測點坐標和待測邊邊長。
因此，必須選擇遠離變形區且穩固的目標作為定向點，測站點與定向點的距離要求大于交會邊的長度，觀測點埋設在能進行多個方向觀測的位置。前方交會的角度最好滿足30°≤α≤150°，否則觀測出的位移量受測角誤差的影響較大。如圖3，假設對工作基點C進行校核時，可在穩定區埋設2～3個基點，用前方交會法檢定C的穩定性[4，5]。
1.4 后方交會法
在礦山測量作業過程中，特別是在年代較久或廢舊礦區開展工作，經常遇到如下情況：
（1）測區已知控制點相互通視條件差；
（2）在礦區所布設的控制網，因考慮圖形條件、控制范圍、通視等，已知點大多位于較高的山上，攜帶儀器不方便，或有些測點架設儀器很困難。雖然GPS在測繪工作中以得到普遍應用，但由于各作業單位的實際情況及林區衛星信號接受等諸多因素。為解決上述問題，我們在工作實踐中，經常采用全站儀測邊后方交會來測設測站，然后進行工程放樣或測量等工作[6]。
測邊后方交會一般在待定點上架設儀器，在已知點上擺設棱鏡，假設已知點為A（Xa、Yb）、B（Xb、Yb），待定點為P， 通過測量出已知點到待定點之間的距離分別為Sa、Sb.
2 結論
隨著科學技術的發展，礦山測量逐步走向自能化。論文結合本人的生產實際情況，主要介紹了現在礦山測量依托全站儀常用的測量方法，在礦山測量生產實際當中，現代礦山測量不僅僅是狹義上的施工放樣，隨著科學的發展，逐步發展到了地表監測等，因此極坐標、前方交會、后方交會以及小角度法是最為常用也是最為熟悉的方法，論文通過對這些方法的原理進行了詳細介紹，分析了各自方法的特點，因此在以后工作過程中，可根據自身條件進行擇優選擇。
【參考文獻】
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[4]曾慶琦.淺談小型礦山測量方法及其應用[J].北京測繪，2013（03）.
【關鍵詞】地質測繪；測繪技術；應用；發展
引言
地質的測繪主要是運用地質相關的理論對工程項目的建設及地質進行精密的觀測和分析，了解對于建筑區各個工程地質的內在條件和它們之間的密切關系，然后按照測繪比和論文的尺寸把它們更好地繪制在圖紙上，并且通過勘測和試驗等編制成工程地質圖，作為工程勘測的首要的資料，供給對于項目各個部門的參考。對于長期的地質測繪它依靠于經緯儀、平板儀、水準儀這三種較為局限的應用，在未來的發展中，逐漸的采用了相對來說較為先進的技術設備和設計的理念。現代的地質繪圖技術主要依賴于衛星導航定位系統、遙感勘測技術和地理信息系統技術。
1、工程地質測繪
工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作，在諸項勘察方法中最先進行。按一般勘察程序，主要是在可行性研究和初步勘察階段安排此項工作。但在詳細勘察階段為了對某些專門的地質問題作補充調查，也進行工程地質測繪。
工程地質測繪是運用地質、工程地質理論，對與工程建設有關的各種地質現象進行觀察和描述，初步查明擬建場地或各建筑地段的工程地質條件。將工程地質條件諸要素采用不同的顏色、符號，按照精度要求標繪在一定比例尺的地形圖上，并結合勘探、測試和其他勘察工作的資料，編制成工程地質圖。這一重要的勘察成果可對場地或各建筑地段的穩定性和適宜性做出評價。
根據研究內容的不同，工程地質測繪可分為綜合性測繪和專門性測繪兩種。綜合性工程地質測繪是對場地或建筑地段工程地質條件要素的空間分布以及各要素之間的內在聯系進行全面綜合的研究，為編制綜合工程地質圖提供資料。在測繪地區如果從未進行過相同的或更大比例尺的地質或水文地質測繪，那就必須進行綜合性工程地質測繪。專門性工程地質測繪是對工程地質條件的某一要素進行專門研究，如第四紀地質、地貌、斜坡變形破壞等；研究它們的分布、成因、發展演化規律等。所以專門性測繪是為編制專用工程地質圖或工程地質分析圖提供資料的。無論何種工程地質測繪，都是為工程的設計、施工服務的，都有其特定的研究目的。
2、現代測繪技術的應用
現代測繪技術作為一門新的信息科學在經濟和社會可持續發展的諸多領域正發揮著愈來愈大的作用。在這里主要介紹現代測繪技術在礦山測量方面、濕地方面、水利工程方面和地理信息系統的發展情況。
2.1礦山測量方面
遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用，所有這些，都說明遙感技術應用于礦山測量是礦山測量實現其現代任務的重要保證。
2.2濕地方面
利用遙感技術對濕地生物資源的分布、生長狀況及其變化進行估測。利用遙感技術多層次、多時相的動態監測功能獲得及時可靠的數據，通過地理信息系統技術進行相關數據的實時更新，并對這些數據進行空間分析，可得到濕地的動態變化情況。
2.3水利工程方面
遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監測，可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續的、精密的監測。現代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。
2.4地理信息系統的發展
從系統角度看，在未來的幾十年內，地理信息系統（GIS）將向著數據標準化（Interoperable GIS）、數據多維化（3D&4D GIS）、系統集成化（Component GIS）、系統智能化（Cyber GIS）、平臺網絡化（Web GIS）和應用社會化（數字地球DE）的方向發展。Interoperable GIS 互操作地理信息系統（Interoperable GIS）是GIS系統集成平臺，它實現在異構環境下多個地理信息的系統或其應用系統之間的互相通信和協作，以完成某一特定任務。Web GIS 基于WWW的地理信息系統（Web GIS）是利用Internet技術在Web上空間信息供用戶瀏覽和使用。Digital Earth 它是對真實地球及其相關現象統一性的數字化重現和認識，其核心思想是用數字化手段統一地處理地球問題和最大限度地利用信息資源，從而完成數字地球的核心功能，光纜、衛星通信技術以及計算機網絡等技術則完成海量空章數據的傳輸任務。
3地質測繪技術發展
3.1大地控制測量。
控制測量是地質測繪的基礎，地質礦區布設平面控制的方法，一是在國家一、二等三角控制下進行三、四等三角點的加密，另一是在國家一、二等三角點下不能加密情況下布設獨立的三、四等三角或五秒小三角鎖網作為礦區基本“平面控制.獨立的三角鎖網必須測定鎖網的起算邊長。我單位在上世紀末期引入載波靜態相對定位技術即多臺套GPS接收機結合后處理軟件以來，精密控制測量就不再限制于通視條件、距離條件這些因素，控制測量的工作模式有了很大的改觀，對于相對獨立斷點分布的礦區工程點不再需要長遠距離的測三角鎖從其他地方引入控制點，只需從起算點采用邊點連接跳躍式地可以直接引入到測區，極大地簡化了工作步驟，節省了時間和人力。
3.2地形測量技術。
地形測量的加密圖根控制，傳統的方法是在礦區基本控制點下布設測角圖根線形鎖及測角交會點，現在則采用導線測量、GPSRTK模式，極大地減少工作量，也提高了精度。
地形測量是地質測繪工作重要的任務，長期以來的測圖方法，以大平扳儀測圖，至今在大比例尺地形測圖中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主導地位的已經是全野外數字化測量了，采用全站儀、RTK一天的工作量已是大平板儀所不能比擬，完全不可同日而語了。
4、結語
現代科學技術發展的綜合化整體方向極大地影響著現代測繪科學的發展趨勢，這種趨勢表現在現代測繪新理論的概括性增強，測繪新技術的技術綜合程度提高，各專業學科之間的相互交叉與滲透，測繪學與其它門類科學的聯系增強加大，測繪學吸收和移植其它學科成果的速度加快，這種學科內外的綜合化發展，將使現代測繪學不斷開拓出新的領域。測繪將成為構建“數字地球”、“數字中國”的主力軍。
5、參考文獻：
[1]曹幼元，賀躍光. PDA GPS在地質測繪中的應用[J].測繪技術裝備，2005，（4）.
[2]魏建華，張展，許月光.工程地質測繪中的幾個研究對象[J].黑龍江水利科技，1999，（4）.
[關鍵詞]GPS；測繪；原理；煤礦
中圖分類號：TD822 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）24-0139-02
1 引言
GPS技術主要特點在于高精確度、視野度廣闊、自主性強等。其主要地理測繪、煤礦測量等領域。隨著GPS技術的不斷發展，其主要特點也得到了長足的進步，極大地方便了人民的的生產生活，使得各項工作都能夠適應時代的變化。在煤礦產業中，測量工作是一項很重要的工作，可以保證具體施工的準確性和穩定性。而各種高科技技術的應用就是為了近一步提高測量的精確性。GPS 技術與以往的傳統技術相比，是采用布設空間網的方式，大大減少了布局設線傳統觀測的局限性，極大地提供了生產效益，降低了生產成本[1，2]。
2 GPS衛星定位原理
GPS衛星定位的原理與無線電測距交會的原理一致，首先由地面3個以上已知點（控制站）交會出衛星的位置，然后，利用3顆以上的衛星的已知空間位置又可交會出地面未知點（用戶接收機）的位置。
GPS衛星發射測距信號和導航電文，導航電文中包含有衛星的相關信息。用戶通過GPS接收機在某一時刻同時接收到三顆以上的GPS衛星信號，并測出測點（接收機天線中心）P至GPS衛星之間的距離，并解算出該時刻GPS衛星的空間坐標，由此利用交會法計算出測點P的位置[2，3]，原理圖見圖1。
設在時刻在測站點P用GPS接收機同時測量出P點到3顆GPS衛星、、的距離分別為、、，通過GPS電文解譯出該3顆GPS衛星的三維坐標分別為，。用距離交會的方法求解P點的三維坐標的觀測方程為：
（2-1）
（2-2）
（2-3）
3 工程實例
3.1 工程概況
某煤礦區屬溫帶大陸性季風氣候區，由于受大陸性季風氣候影響，使得該地區四季分明。該煤礦生產能力為700萬噸/年，該3#煤層采厚8m，開采方式為房柱式開采，回采率37%，空區埋深在地表以下60-120m，煤礦的開采厚度為7m，最大開采寬度為25m，采深采厚比8-15，采深采寬比1。由于該煤礦是新建不久，因此地表附近沒有現成的控制網，為了礦山建設的需要，要求在地表布設相應的控制網指導煤礦生產。該煤礦擁有6臺中海達F61靜態GPS接收機 （標稱精度：±5mm+2.5×10-6）。
3.2 控制網設計
3.2.1 網形設計
GPS控制網的網形主要有點連式、邊連式、網連式、邊點混合連接式、多邊形連接、環形圖以及星形布設。點連式網的幾何強度最低，因此要適當增加GPS控制網的可靠性指標，如加入部分地面邊長替代部分GPS邊長；邊連式的幾何強度相對于點連式較高，由于該網形非同步圖形閉合條件和復測邊相對較多，但在儀器數量相同的條件下，比點連式的觀測時段數大大增加；網連式的幾何強度和可靠性指標相對于與邊連式具有較大的提高，但所需的經費與時間也明顯增加，因此，該網形適合于高精度的GPS網測量；邊點混合連接式，結合了點和邊的優勢，組成的GPS網，既保證了網的幾何強度，提高了網的可靠性指標，又能減少外業工作量，降低了成本；星形圖的幾何圖形簡單，但其檢查與發現粗差的能力差，該方法的優點是，需要的儀器較少[5，6]。
3.2.2 GPS選點與埋標要求
GPS選點與埋標的要求主要包括如下4點：
（1）測點四周視野開闊，高度角在15°以上沒有障礙物，且測點易于安置GPS天線及接收機；
（2）GPS測點應遠離大功率無線電發射源和高壓電線，前者距離不得小于200m，后者距離不得小于50m；
（3）測點應遠離能反射信號的物體，以免產生嚴重的多路徑誤差影響觀測精度，如房屋、廣告牌、圍墻、山坡以及大面積水面等；
（4）GPS測站應位于地質條件良好的地方，同時要便于保存且交通條件相對較好，在地面沉陷區、潮濕區、以及易于塌方區域不應布設控制點；
3.2.3 GPS控制網觀測要求
對進行GPS觀測過程應注意以下事項：
（1）編制觀測計劃表并作好觀測前的準備，開始觀測前應進行預熱和靜置，用腳架安置天線時對中誤差不應大于3mm；
（2）觀測數據文件中應包含測站名或測站號、觀測單元、測站類型、日期、時段號等信息；
（3）觀測作業要求：按規定的時間進行作業，電源電纜和天線等聯結無誤方可開機，觀測過程中不允許進行以下操作：接收機關閉又重新啟動，進行自測試、改變衛星仰角限、改變天線設置等；
（4）外業成果記錄：
①記錄類型：觀測記錄、測量手簿、其它記錄；②記錄內容：測站和接收機初始信息，測站名、測站號、觀測單元號、時段號，天線及接收機編號、天線高、觀測日期、采樣間隔，衛星載止高度角、衛星星歷參數等。
控制網參照《全球定位系統（GPS）測量規范》中C級GPS網的要求進行觀測，具體技術指標見表1。
3.3 數據處理
根據GPS測量規范，GPS基線解算，各項指標均需滿足規范要求，才能進行平差計算，具體技術指標如下：
（1）復測基線長度較差應滿足：ds≤2δ，δ為相應級別規定的精度mm（按平均邊長計算），，式中a為固定誤差、b為比例誤差、d為相鄰點間距離km，本項目根據實際情況及規范設計固定誤差a=5mm，比例誤差b=2mm/km。
（2）同步環閉合差應滿足：Wx≤δ，Wy≤δ，Wz≤δ
（3）獨立閉合環或附合路線坐標閉合差應滿足：Wx≤3δ，Wy≤3δ，Wz≤3δ；Ws≤
將GPS測量的記錄的數據，利用數據線將數據導入到電腦中，GPS控制網的內業數據處理步驟如下：采用中海達GPS數據處理軟件對觀測數據進行基線解算，使得保證各項指標合格后，才對GPS控制進行三維平差；三維平差是對GPS控制網進行整體基線檢驗，剔除誤差較大的誤差，使得整個網誤差最小，然后再進行二維平差；二維平差主要是將坐標系轉變為當地坐標系為，并對成果質量進行檢驗，包括點位中誤差、長半軸以及比例誤差比較，如果各項指標均達到要求，得到GPS控制點的平面坐標，否則還應對基線重新處理或者進行返工重測。
4 結語
由于GPS相對于傳統的測量手段，具有定位精度高、操作簡便、觀測時間短，極大地降低了外業觀測強度，同時也減少了內業計算工作量，因此，GPS技術逐步滲透到各個領域和行業，特別是在當前進行煤礦控制網的應用更為常見，GPS技術在煤礦測量中的應用將會更加廣闊和深遠。
參考文獻
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關鍵詞 測繪 技能競賽 創新人才
中圖分類號：G644 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.09.020
Shallow theory of Surveying and Mapping Skills Competition
for Innovation Talents of Surveying and Mapping
WANG Zhiming， HUA Xionghong
（The School of Geodesy and Geomatics， Wuhan University， Wuhan， Hubei 430079）
Abstract Comprehensive skills contest for the students' practical ability and has a great role in promoting the cultivation of innovative consciousness. This article simply introduces the Wuhan university institute of surveying and mapping surveying and mapping professional students' comprehensive skills competition， Analyses the skills competition for innovative talent cultivation.
Key words surveying and mapping; skills competition; innovative talents
培養大學生創新意識和實踐能力是世界各國高等教育改革的方向。隨著空間信息技術的快速發展，測繪行業處在一個技術革新的時期，對測繪人才提出了更高的要求和標準，必須具有較高的信息獲取和信息綜合處理能力。專業競賽作為學生科技創新實踐活動的載體，使眾多的學生參與其中，對培養他們的工程意識、科學態度、團隊精神、組織能力、競爭實力等綜合素質起到很好的作用。武漢大學測繪學院作為培養測繪創新人才的“教育之都”，近幾年積極探索技能競賽在創新人才培養體系中的作用，以測繪技能競賽為平臺，促進創新人才的培養。
1 探索測繪技能競賽實踐模式
測繪工程專業是一門應用性、實踐性很強的專業。學院積極探索如何培養既有扎實的理論基礎、又有較強的實踐能力和創新精神的高素質創新人才等問題。探討技能競賽在人才培養中的作用。根據學生和行業發展的最新特點，學院測繪技能競賽內容包括測繪儀器操作競賽、專業軟件設計比賽、科技論文、工程方案設計和內業成圖五個板塊。儀器操作競賽主要包括測繪基礎理論知識考試和實際操作比賽相結合的方式。實際操作比賽三等水準測量和導線測量兩項內容，主要考察學生的實際儀器操作能力和測量成果計算能力。專業軟件設計比賽主要是讓學生根據大賽組委會提供的參考題目進行設計、編制。科技論文寫作主要是提高學生的科研能力和科技寫作水平。工程方案設計就是提供一個工程項目，讓學生對工程進行整體的工程方案設計。內業成圖就是給學生提供測量數據，讓學生在計算機上成圖。通過技能競賽，為學生提供一個充分展示專業技術水平和實踐操作能力的舞臺，為培養社會需要的復合型創新人才奠定良好的基礎。
2 技能競賽對培養測繪工程創新人才的作用
2.1 技能競賽能激發創新能力意識
測繪技能競賽是學生對所學專業知識的深入理解、系統整理和實踐運用的過程，集中體現學生對知識的理解和運用能力、身體素質、心理素質和協作精神。通過技能競賽達到知識的積累，形成自己對新事物的認識，潛移默化中形成了新的科學知識點和方法論，激發學生主動參加創新活動的想法，找到學習與生活的樂趣，增強創新自信心。如在學院每年幾個月的測繪綜合競賽過程中，軟件設計競賽和論文寫作，學生要查閱各種資料，要獨立思考、綜合研究，這樣能體現他們運用理論知識解決實際問題的能力，鍛煉他們嚴謹求實的學習態度。學院各種層次的實踐訓練和競賽，促進了他們創新意識、創新能力和個性鍛煉，使學生綜合素質和創新能力培養起到了良好的導向作用，并取得了一定的成績。每年獲國家大學生創新實驗計劃項目資助和武漢大學立項資助的大學生科研訓練項目多達幾十項。
2.2 技能競賽能有助科研能力和實踐能力培養
學生參加專業技能競賽活動，把所學的知識聯系實際，競賽活動中空間、時間、科學知識等方面的應用，多角度和多層次的實踐，對他們的影響也是多方位的。競賽活動的準備階段，學生要鞏固已學知識，對新知識點要查閱文獻資料;面對競賽論文和程序要獨立分析問題、解決問題。通過競賽檢驗了學生的基礎理論知識和技能操作水平，培養了學生外業數據采集以及內業數據處理等方面的實踐能力，深化了專業知識的學習，拓寬了視野，增長了見識和才干。這種實踐訓練和科研訓練，使學生在碩博士的科研能力和創新能力取得優異成績打下堅實的基礎，學院碩博士階段科研取得優異成績單的學生都是在技能競賽中得到訓練的學生。
2.3 技能競賽能促進學風建設
良好學風的建立和形成是個系統工程。學風建設也需要很多載體，這些載體對形成良好學風有一定影響和作用。技能競賽所強調的，就是掌握基礎知識和運用基礎知識到實際的完美結合。從競賽過程中，學生能深刻體會自己理論上的膚淺，計算機編程能力的不足，科技論文寫作等方面的缺陷，更能明白基礎知識的重要性;更能體驗到學習的內容是自己渴望和需求的知識、是對自己的工作、生活和發展有著現實意義的知識。學院每年參加測繪技能競賽的學生多達800人次，促進了學院良好學風的建設。
2.4 技能競賽能培養學生團結協作精神
測繪學科的內涵和性質決定了在測繪實際工作中，無論是外業儀器操作，還是內業數據處理都要求嚴謹求實、精益求精。參加綜合實踐技能競賽可以增強學生的團結協作意識。在參加比賽進行準備時，總會出現各種意想不到的難題，在遇到困難的時候就能集體想辦法、出主意，團隊成員之間相互鼓勵，體現集體的智慧和力量。在競賽過程中，同學們配合默契，和諧有序地完成觀測、記錄和計算任務。通過競賽，讓同學們在實踐中體驗團結協作的重要性，感受競爭與合作，個人和集體的關系，培養了他們團隊協作能力、臨場應變能力和人際溝通能力。
3 技能競賽對測繪專業教育教學推動作用
測繪技能競賽是具有一項專業性較強的比賽。通過競賽，強化學生動手能力，增加學生實踐環節，是對學生第一課堂的有益補充。通過競賽，能發現學生實習存在的問題和不足，及時改革實驗教學項目和內容，改善實習環節，使實驗效果更加顯著。技能競賽，要求輔導教師和評委老師有牢固的專業理論知識、豐富的教學經驗，還要有較強的實踐能力，實踐操作規范的教學思想，有利于教師素質的提升。同時競賽過程中，要求競賽組織者具有較強的組織管理能力，有規范的競賽管理制度;要求有良好的競賽場所和環境等。通過競賽，能加深教師與學生之間的認識了解，能及時完善實驗教學內容和環節，對專業教學有推動作用，能促進測繪創新人才的培養。
4 完善競賽激勵機制，促進人才培養
有效地競賽激勵機制，是做好測繪技能競賽的有效措施。學院從政策、管理等方面入手，從制度和機制等方面加強引導。先后出臺了《測繪學院科研創新能力突出本科生破格保送研究生工作辦法》、《測繪學院大學生科技創新活動獎助辦法》等一系列相關政策，設立了大學生科技創新活動基金支持學生參加競賽、科技交流等。建立創新學分制度：通過學科競賽培訓或競賽獲獎可以認定相應的公共選修課程學分。科技創新保研制度。對于創新成果和實踐能力突出的學生，學院開創性地設立了選拔科研創新能力和實踐能力突出的本科生攻讀學院碩士研究生政策，自2007年以來，共有18人獲得保研繼續深造。這些完善的技能競賽激勵機制，能增強學生的創新意識，提高學生的實踐能力和創新能力，促進創新人才的培養。
學院確立了“高品質、國際化、創新型”人才培養目標，堅持“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質“的培養思路，特別是要具有強能力，則必須強化實踐教學，這對應用性、實踐性較強的測繪專業來說尤為重要。舉辦測繪技能競賽能充分展示測繪專業大學生們的技術水平和操作能力，是一個很好的平臺和載體，學院將與時俱進，及時完善技能競賽的各個環節，促進測繪專業創新人才的培養。
本研究得到武漢大學2015年校級教學研究項目資助。批準號為2013009
參考文獻
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論文關鍵詞：采礦工程；本科教學；改革
世界上科技、經濟發達的國家．如美國、日本、加拿大等國的采礦高等教育均采用重基礎、寬口徑的培養模式．教學中體現培養方式的靈活性和教學內容的綜合性，多學科交叉，培養學生成為一專多能的復合型人才。因此，為適應我國經濟體制和經濟增長方式的根本轉變，迎接世界知識經井的到來，采礦工程本科教育應進行徹底改革。
一、我國有美高校采礦工程本科教育改革情況
目前，孢國大多數設有采礦工程專業的高等院校，其專業設置、教育培養模式和教學內容均進行了一定程度的改革。例如．中南工業大學，原采礦系經調整、改造后．現為資源環境與建筑工程學院．包括地質工程、采礦工程、測繪工程、城市規劃工程及土木工程等專業采礦工程專業本科1999年招生30名，其中1／3在湖南省單考單招，2／3在全國統考生中招收。學校對采礦、選礦、地質及測繪等四個艱苦專業的學生，在專業獎學金評定上實行優惠政策凡學科各科考試合格的學生都可評為A類獎學金，在教學內容上增加巖土工程有關內容，重點是地下工程、道路建設等方面的內容，同時添加會計、金融等經濟類的選修課程。中國礦業大學仍設采礦工程系及本科教學中的采礦工程專業。1999年采礦工程專業奉科招收四個班，計劃1～3年級合為大班教學，4年級分為四個專業方向，即地下開采、露天開采、通風與安全及工業工程等專業方向。學生在校期問均獲專業獎學金，教學內容主要圍繞礦山進行。重慶大學原有的采礦工程專業發展起來舶礦山工程物理專業和礦山環保專業現已分別發展成為土術工程專業和珂=保專業采礦工程專業新設巖土工程及檢涮技術方向．單考單捂，年招收25名本科生．教學內窖增加爆破、地基基礎、邊坡工程和地下工程等有關巖土工程知識。北京科技大學原采礦系現改為資源工程學院，采礦工程專業改為礦物資源工程專業。教學內容包括采礦，選礦、石油等方面。教學改革目標是拓展專業面．由金屬礦開采改為以金屬礦開采為主，同時包括石油、煤礦、非金屬礦開采及海洋采礦。學生在校期聞加強CAD教學、計算機繪圖等計算機應用方面的課程及部分巖土工程方面的課程。1999年該專業本科招生33人。武漢工業大學為原武漢建材學院，其采礦工程專業現改為礦物資源加工工程。1999年本科招生一個班。教學非金屬礦開采為主．增加化學化工、礦物資源深加工及利用方面的內容。
采礦工程本科教育進行了較大改革的高校還包括東北工業大學、山東礦業學院、湘潭工業學院(原湘潭礦業學院)等高等院校。
前述高校采礦工程專業本科的專業基礎課、專業課和專業選謦課改革后涉及的課程門效達150門，涉及的專業實習、實驗及設計等實踐性環節16個。原有的采礦工程專業課程門數減少或合并，學時減少。在校生所授課門散增加較多。總之，各有關高校根據自身的教學基礎和人才需求特點，均在不同程度上擴大了專業范圍，在學生招收、培養方式和教學內容等方面做了較大改革。
二、相關專業的教學改革情況
采礦工程、地下工程及地面巖土工程等均屬“工程”類學科，處理的對象同為巖土．有非常接近的專業特點，要求的基礎知識和專業基礎知識基本相同或相近．且實踐性強困此，了解這些相關專業的教學情況．有助于采礦工程的教學改革。
我國清華大學、北方交通大學、北京工業大學、西南交通大學、長沙鐵道學院、長沙交通學院等高校的土術工程、交通工程、隧道工程及地下建筑工程等專業或專業方向的教學改革也各有擇重。倒如．清華大學課程門數少，每門課擇重基礎知識教育；中南工業大學課程門數多，內容細．著重地下工程及地面工程有關知識的教學；長沙鐵道學院重點在于隧道、橋粱與道路方面的教學。
課程設置中．前述諸高校開設的與巖土工程有關的課程有碧恂力學、鋼筋混凝土結構、建筑材料、建筑掩工、基礎工程、工程項目管理、道路工程、地下結構設計與掩工、路基與路面工程、工程勘測、高速公路、隧道工程地基加固與處理、地下鐵道、地下空間利用、掩工組軹與概預算及防災硪災導論等課程及相應的實刪生環節。
三、傳統的采礦工程專業教學培養特點
多年來，采礦工程本科教育有以下幾方面特點：
第一，數學力學知識較多，還涉及機械、電工電子技術等知識。因為采礦工程專業是采礦業的主導專業，畢業生在礦山主要從事礦山生產技術管理方面的工作，要求基礎知識扎實，綜合性強，因此，學生在校時需學習高等數學、線性代數、概率與數理統計、理論力學、材料力學、彈性力學等基本的數學力學知識，及大學物理學、工程制圖、電工技術、液壓傳動及采掘機械、礦山提升運輔及壓氣排水機械等相關領域知識。在今后的教學培養中．可適當減少這些課程的學時．增加專業改造后其它所需知識的學時數。
第二，專業基礎知識還包括巖土工程所需的地質測量等方面的知識。課程包括地質學基礎、礦山測量、爆破與井巷工程、地質實習及測量實習等學生必須掌握和了解地球概況、礦物與巖石、地層、古生物、地史、地質構造、礦井水、巖落塌陷、巖土層的工程地質、礦山地質勘探等地質方面的知識，礦山平面控制測量、高程測量、聯系測量、井巷貫通測量及施工測量等測量方面的知識，及鑿巖爆破、井巷斷面設計、支護及掩工等井巷工程方面的知識。這些知識，均可應用于其它行業的地面及地下的巖土工程中。
第三，專業課程門數多．專業知識劃分太細。在70年代以前的采礦工程專業基礎之上．進一步細分為露天開采專業、地下開采專業及礦山安全與通風專業等，因而涉及的專業知識更多、內容更細，導致畢業生專業適應面更窄。因此，有必要進行專業譚程及其內容的調整、綜合，在近幾年進行專業教學改造的基礎上．可進一步減少專業課的門數和學時數。
第四，本專業實踐性及實習、設計環節多。大學四年，學生需經過盤工實習、電子實習、地質實習、測量實習、專業認識實習、專業生產實習及專業畢業實習等許多實習環節．機械零件設計井巷工程課程設計、專業課程設計及專業畢業設計等許多工程設計環節．及許多相關課程的實驗等，有助于培養學生的動手能力．有助于學生將理論知識與工程實踐緊密結合。今后，可對現有的實驗實踐性環節作適當調整增加巖土工程等方面的實習設計。
總之．傳統的采礦工程專業教學內容及培養方式已難以適應當前及今后國民經躋建設發展要求，在已有的改革基礎之上，還有進一步調整、改革之必要。
四、21世紀對采礦工程教學的要求
目前，各學科知識滲透日益顯見，學科領域日益擴大．邊緣學科、交叉學科層出不窮另外．當前許多礦山企業嚴重不景氣，資源枯竭，生產技術落后．安全環保問題突出，生產成本高．經濟狀況差，對技術人才的需求發生較大變化。采礦工程專業的人才需求減步，對巖土、機械、化工、電子及環保等方面人才需求增加，要求更高素質的復合型采礦工程技術人才。因此，我國采礦工程本科教育也應摒棄過去專業劃分太細、專業面太窄的局隈，以適應世界經躋發展競爭和國民經濟鴦設對高素質人才的需要。
21世紀對采礦工程本科教育的總要求：重基礎、寬口徑強能力、高素質。采礦工程專業的專業知識教育應與地下工程、地面巖土工程的知識和能力培養結合，達到多學科多領域知識的交叉、滲透，增強學生的社會適應能力。為此，應切實落實以下四點
第一．生源質量和特殊政策相結合是采礦工程專業培養
高素質畢業生的重要條件。采礦工程專業本科教學，首先應有高素質的學生．即該專業的學生中小學基礎知識扎實，素質高。其次，學生在校期間，國家對采礦工程等艱苦專業應有優惠政策，如學費減免、獎學盤增加等措掩，有利于提高學生的學習積撮性，也有利于吸納高質量的學生。
第二，順應市場經濟發展規律，采礦工程專業教學拓展到巖土工程領域。目前，在國家對礦山沒有特殊政策的情況下，各有關的高等院校應根據自身特點在采礦工程本科教學中增加有關巖土工程的教學內容和實驗實踐性教學環節，以利于增強學生畢業以后的社舍適應能力。
第三，加強計算機應用船力的培養。計算機應用已深入到國民經濟建設的各個領域。在企業的生產管理、技術開發和科學研究等方面．計算機已成為一種有用的工具。采礦工程專業本科教學中．應注意計算機知識和計算機應用能力的培養，有利于提高畢業生的社會適應能力。
第四，加強學生外語能力的培養．有利于學生在更高層次上的學習和對外交流。在加強基礎外語學習的同時，應增加專業外語及專業課程外語教學的比重．逐步提高專業基礎課、專業課外語教學的門數．全面提高采礦工程專業學生的外語能力.
三、傳統的采礦工程專業教學培養特點
多年來，采礦工程本科教育有以下幾方面特點：
第一，數學力學知識較多，還涉及機械、電工電子技術等知識。因為采礦工程專業是采礦業的主導專業，畢業生在礦山主要從事礦山生產技術管理方面的工作，要求基礎知識扎實，綜合性強，因此，學生在校時需學習高等數學、線性代數、概率與數理統計、理論力學、材料力學、彈性力學等基本的數學力學知識，及大學物理學、工程制圖、電工技術、液壓傳動及采掘機械、礦山提升運輔及壓氣排水機械等相關領域知識。在今后的教學培養中．可適當減少這些課程的學時．增加專業改造后其它所需知識的學時數。
第二，專業基礎知識還包括巖土工程所需的地質測量等方面的知識。課程包括地質學基礎、礦山測量、爆破與井巷工程、地質實習及測量實習等學生必須掌握和了解地球概況、礦物與巖石、地層、古生物、地史、地質構造、礦井水、巖落塌陷、巖土層的工程地質、礦山地質勘探等地質方面的知識，礦山平面控制測量、高程測量、聯系測量、井巷貫通測量及施工測量等測量方面的知識，及鑿巖爆破、井巷斷面設計、支護及掩工等井巷工程方面的知識。這些知識，均可應用于其它行業的地面及地下的巖土工程中。
第三，專業課程門數多．專業知識劃分太細。在70年代以前的采礦工程專業基礎之上．進一步細分為露天開采專業、地下開采專業及礦山安全與通風專業等，因而涉及的專業知識更多、內容更細，導致畢業生專業適應面更窄。因此，有必要進行專業譚程及其內容的調整、綜合，在近幾年進行專業教學改造的基礎上．可進一步減少專業課的門數和學時數。
第四，本專業實踐性及實習、設計環節多。大學四年，學生需經過盤工實習、電子實習、地質實習、測量實習、專業認識實習、專業生產實習及專業畢業實習等許多實習環節．機械零件設計井巷工程課程設計、專業課程設計及專業畢業設計等許多工程設計環節．及許多相關課程的實驗等，有助于培養學生的動手能力．有助于學生將理論知識與工程實踐緊密結合。今后，可對現有的實驗實踐性環節作適當調整增加巖土工程等方面的實習設計。
總之．傳統的采礦工程專業教學內容及培養方式已難以適應當前及今后國民經躋建設發展要求，在已有的改革基礎之上，還有進一步調整、改革之必要。
四、21世紀對采礦工程教學的要求
目前，各學科知識滲透日益顯見，學科領域日益擴大．邊緣學科、交叉學科層出不窮另外．當前許多礦山企業嚴重不景氣，資源枯竭，生產技術落后．安全環保問題突出，生產成本高．經濟狀況差，對技術人才的需求發生較大變化。采礦工程專業的人才需求減步，對巖土、機械、化工、電子及環保等方面人才需求增加，要求更高素質的復合型采礦工程技術人才。因此，我國采礦工程本科教育也應摒棄過去專業劃分太細、專業面太窄的局隈，以適應世界經躋發展競爭和國民經濟鴦設對高素質人才的需要。
21世紀對采礦工程本科教育的總要求：重基礎、寬口徑強能力、高素質。采礦工程專業的專業知識教育應與地下工程、地面巖土工程的知識和能力培養結合，達到多學科多領域知識的交叉、滲透，增強學生的社會適應能力。為此，應切實落實以下四點
第一．生源質量和特殊政策相結合是采礦工程專業培養
高素質畢業生的重要條件。采礦工程專業本科教學，首先應有高素質的學生．即該專業的學生中小學基礎知識扎實，素質高。其次，學生在校期間，國家對采礦工程等艱苦專業應有優惠政策，如學費減免、獎學盤增加等措掩，有利于提高學生的學習積撮性，也有利于吸納高質量的學生。
第二，順應市場經濟發展規律，采礦工程專業教學拓展到巖土工程領域。目前，在國家對礦山沒有特殊政策的情況下，各有關的高等院校應根據自身特點在采礦工程本科教學中增加有關巖土工程的教學內容和實驗實踐性教學環節，以利于增強學生畢業以后的社舍適應能力。
關鍵詞：物聯網名詞解釋；物聯網用途；智慧礦山；自動化技術
現代社會是一個快速發展的社會，各種行業百花齊放，各種技術也應社會的需求而生成出來。而物聯網是新一代信息技術中的一種新型的技術，自從這項技術發展起來之后，它被運用于各種現實生活之中。其英文名稱是"The Internet of things"。顧名思義，"物聯網就是物與物相關連的互聯技術"。第一，物聯網的技術是在互聯網高速運營下發展出來的高科技技術，核心仍然不脫離互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，是其用戶端和出品公司之間的一種交流的延伸和擴展，他們從事的交易是物品與物品之間的交易，進行信息交換和通信。物聯網能夠通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，再進行信息交換和通信的一種網絡。
1.煤礦安全概述
（1）煤炭是我國重要能源儲備，既是國家能源的主要支柱，同時也是我國工礦企業中的高危行業。我國的煤礦95％左右都是井工煤礦進行開采的，井工礦煤炭埋藏深、環境差，存在水、火、瓦斯、煤塵、頂板、沖擊地壓導致坍塌等危險，露天煤礦存在著滑坡危險，困擾著煤礦工人和煤炭工業的健康發展。
（2）煤礦井下的空間相當狹窄、環境惡劣，集中了各種重型的機電設備。如采煤系統、掘進系統、機電系統、運輸系統、通風系統、排水系統，缺乏可靠的定位與管理系統。
（3）露天煤礦生產使用大量的卡車來運行，以800M無線通信方式為主。在定位系統方面沒有達到世界先進技術的水平，這就產生了技術、成本、現場環境方面的限制。導致只能在道岔、裝車站等局部地方實現定位，而在卡車運行途中不能實現全方位的精確定位；同樣井工煤礦礦井上、下也缺乏可靠的定位與管理系統。
（4）對于露天煤礦的開采，往往要借助于大量炸藥爆破來完成土方剝離，但是這樣會存在一個嚴重的危害--爆破后可能造成露天礦坑邊坡不穩定，發生滑坡造成人員傷亡及設備損失，怎樣安全的爆破及進行邊坡穩定預警都應采用相應的高技術手段。
（5）我國將在全國井工煤礦建立完善監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯絡等井下安全避險六大系統，在現有通信設備的環境中，煤礦井下通信系統需要更高的要求。
（6）煤礦工人要嚴格遵守安全規章制度，設備和人一定要嚴格按照規定的流程進行操作，而目前煤礦在這方面實行的措施遠遠不夠，光靠人的自覺性，沒有可靠的高科技監控手段肯定是不夠的。
（7）根據前階段新聞報道，國內發生了多起井下事故，多起人員傷亡，資產損失慘重，國家重視程度很高。煤礦事故的發生有很多種因素構成：安全預警措施不夠、人員的分布和作業的情況不明確。一旦在煤礦事故發生的時候，處理突況的及時性就會大大降低，搜救的效果也會降低。
2.物聯網在煤礦行業起到的作用
（1）2008年后，為了在找到一個新的技術點，也便于產生新的經濟增長點，人們便把眼光投向了物聯網的行業中來。物聯網在技術上有著革命性的創新，將各種技術的整合提升到了一個新的高度。物聯網是對各種物與物之間的聯接，對煤礦行業也產生了巨大的作用。
（2）自從有了物聯網技術后，這種技術就在煤礦業中廣泛的被應用了。"智慧礦山"由此而生，"智慧礦山"是指在采礦企業的發展中，運用一些高科技的信息通信技術，主要運用于煤礦的建設、生產、經營、安全管理方面，創造安全、高效的礦山。"智慧礦山"由幾方面的核心系統組成的：智能生產、智能安全、智能物流。智能生產在原有的基礎上提高了速度，將企業生產與自動化技術與計算機信息化技術相結合的模式來完成任務。主要是以自動化技術、計算機信息與網絡技術的方式為主；智能安全方面就是對企業內部的安全檢測與安全治理，以射頻傳感技術為主；智能物流是包含了人員的定位與物的定位與整個流向的管理，主要是采用定位技術和識別技術。以露天礦為例：GPS車輛智能調度系統，是通過采用先進的電子技術、信息技術、通信技術、計算機技術、優化技術等高新技術，對傳統的人工調度系統及管理體制進行改造，通過采集生產設備動態信息，實時監控和優化調度卡車、電鏟等設備的運行，從而形成一種信息化、智能化的新型現代調度控制系統和全方位的采礦生產管理控制自動化決策平臺。露天礦卡車防撞預警系統，綜合采用GPS定位，藍牙、射頻無線通訊，電子羅盤和語音報警技術，在礦區生產和輔助車輛中加裝了輔以車輛預警算法的車載終端，消除了重型卡車駕駛盲區和障礙物的影響，從而提高卡車平均運行速度和出動率，保障運輸安全，降低成本，提高生產效率。滑坡雷達監測預警系統，將步進頻率連續波技術、差分相位干涉測量技術、合成孔徑雷達技術和永久散射體技術等四項國際領先的技術相結合，用于礦山邊坡、礦區山體、地表以及礦區建筑等微小位移變化的監測，實現邊坡滑移預報，為安全生產提供了保障。
（3）物聯網不僅有著上面的功能，它還能將有線/無線一體化靈活的調度。通信系統是 "智慧礦山"中一項重要的功能，也是實現其重要保障的手段。無線/有線一體化的調度通信已經成為今后的發展趨勢。例如：井下人員定位系統采用無線射頻技術，在煤礦井下各個人員出入井口、重點區域出/入口、限制區域等地點設置分站，監測井下人員位置，具有對攜卡人員出/入井時刻、重點區域出/入時刻、限制區域出/入時刻、工作時間、井下和重點區域人員數量、井下人員活動路線等監測、顯示、打印、儲存、查詢、報警、管理等功能，實現煤礦入井人員的可視化管理，提高安全生產技術水平、保證安全生產。
（4）智慧礦山"的好處。"智慧"是以系統的協調、合作、相通的方式進行相互式的鏈接的，目的是為了相互之間的促進，相互之間的保障，高效率的促進煤礦執行力與高效性的達成，將高效煤礦達到一個新的高度。每一種技術的背后都有好多種子技術支持。而"智慧礦山"的技術則是由計算機方面的功能與信息處理的功能、云計算算法、物聯網技術、通信與工業自動化技 術相結合而生的。
物聯網技術上新型的突破對煤礦業有著不可忽視的影響。它打破了原有的系統、技術和一些傳統性中已經生成的看法，讓煤礦工業在技術的革新上產生了跳躍性的飛躍，質的提高也使煤礦工業取得了一個新的高度。中國是一個產煤大國，行業健康的發展至關重要，在安全生產方面一定要達到行業規定的標準。"智慧礦山"是一個重大且很好的技術高峰，它的理念的提出是將幾方面的技術結合起來的：智能生產、智能安全、智能物流三方面。將人力、機械設備與自然環境相互融合在一起，將煤礦里面的一些主管單位相融合，將煤礦企業與城市相互融合在一起。用來創造出一個安全、高效、智慧的礦山，讓整個礦山都采用自動化技術，減輕煤礦中存在的誤區與不足。也希望通過本文拋磚引玉，引發更多關于物聯網 "智慧礦山"的探索，再有新的突破。
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【論文摘要】：GPS、RTK 測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統，文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹。同時，文章利用地理信息系統(GIS)對測繪地形、地籍以及生成土地證、房產證等一些圖件進行說明， 并作相應的轉換處理， 滿足了地籍管理工作的需要。
一、基于GPS、RTK測量技術的地形和地籍研究
（一）概述
GPS、RTK 測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統，文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹，供同行參考。地形測圖是為城市以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮規劃和各種經濟建設的需要。地籍測量是精確測定土地權屬界址點的位置，同時測繪供土地管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖，并量算土地面積。用常規的測圖方法（如用經緯儀、測距儀等）通常是先布設控制網點，這種控制網一般是在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點。最后依據加密的控制點和圖根控制點，測定地物點和地形點在圖上的位置，并按照一定的規律和符號繪制成平面圖。GPS 新技術的出現，可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標。特別是應用RTK 新技術，甚至可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖，然后通過計算機和繪圖儀、打印機輸出各種比例尺的圖件。應用RTK 技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據（如偽距或相位觀測值）及已知數據?（如基準站點坐標）實時傳輸給流動站GPS 接收機，流動站快速求解整周模糊度，在觀測到四顆衛星后，可以實時地求解出厘米級的流動站動態位置。這比GPS 靜態、快速靜態定位需要事后進行處理來說，其定位效率會大大提高。故RTK 技術一出現，其在測量中的應用立刻受到人們的重視和青睞。
（二）RTK 技術應用
RTK 技術用于各種控制測常規控制測量如三角測量、導線測量，要求點間通視，費工費時，而且精度不均勻，外業中不知道測量成果的精度。GPS 靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視能夠高精度地進行各種控制測量，但是需要時候進行數據處理，不能實時定位并知道定位精度，內業處理后發現精度不合要求必須返工測量。而用RTK 技術進行控制測量既能實時知道定位結果，又能實時知道定位精度。這樣可以大大提高作業效率。應用RTK 技術進行實時定位可以達到厘米級的精度，因此，除了高精度的控制測量仍采用GPS 靜態相對定位技術之外，RTK技術即可用于地形測圖中的控制測量，地籍測量中的控制測量和界址點點位的測量。地形測圖一般是首先根據控制點加密圖根控制點，然后在圖根控制點上用經緯儀測圖法或平板儀測圖法測繪地形圖。近幾年發展到用全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法，利用測圖軟件測繪地形圖。但都要求測站點與被測的周圍地物地貌等碎部點之間通視，而且至少要求2-3 人操作。采用RTK 技術進行測圖時，僅需一人背著儀器在要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼，通過電子手簿或便攜微機記錄，在點位精度合乎要求的情況下，把一個區域內的地形地物點位測定后回到室內或在野外，由專業測圖軟件可以輸出所要求的地形圖。用RTK 技術測定點位不要求點間通視，僅需一人操作，便可完成測圖工作，大大提高了測圖的工作效率。
（三）RTK 技術在地籍測量中的應用
地籍和測量中應用RTK 技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖，同上述測繪地形圖一樣，能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS 獲得的數據處理后直接錄入GPS 系統，可及時地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS 衛星信號接收的遮蔽地帶，應使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具，采用解析法或圖解法進行細部測量。
在建設用地勘測定界測量中，RTK 技術可實時地測定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計算用地面積。利用RTK 技術進行勘測定界放樣是坐標的直接放樣，建設用地勘測定界中的面積量算，實際上由PS 軟件中的面積計算功能直接計算并進性檢核。避免了常規的解析法放樣的復雜性，簡化了建設用地勘測定界的工作程序。在土地利用動態檢測中，也可利用RTK 技術。傳統的動態野外檢測采用簡易補測或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量，對于變通范圍較大的地區采用平板儀補測。這種方法速度慢、效率低。而應用RTK 新技術進行動態監測，則可提高檢測的速度和精度，省時省工，真正實現實時動態監測，保證了土地利用狀況調查的現實性。
二、GIS在 地籍、地形測量中的運用
（一）概述
目前GIS 正向著數據標準化、平臺網絡化、數據多維化、系統集成化、系統智能化和應用社會化的方向發展。互操作地理信息系統是GIS 系統集成的平臺， 它實現異構環境下多個地理信息系統及其應用系統之間的通訊協作。基于WWW的GIS (WEB GIS) 是利用Internet 技術在網絡上空間信息， 供用戶瀏覽使用， 成為GIS 社會化大眾化最有效的途徑。面向對象和構件的GIS 是把GIS 功能模塊劃分為多個標準控件， 完成不同功能， 通過可視化工具集成起來， 形成最終GIS 應用。嵌入式GIS 是將GIS 功能與嵌入式設備，嵌入式操作系統相結合創造更自由隨意的GIS應用模式。三維GIS (3D GIS) 目前研究重點集中在三維數據結構的設計優化實現， 立體可視化技術的應用， 三維系統功能和模塊設計等方面。數字地球是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識， 其核心思想是利用數字化手段統一處理地球問題和最大限度地利用信息資源。
在GIS 軟件開發方面， 更換平臺和環境，擴展數據庫管理系統、更改一切語言和開發模式。操作平臺以原Unix 為主流更換到WindowsNT/ 2000 平臺， 后者已成為發展主流。在理論研究方面， 時空數據處理及三維GIS仍然是當前熱點， 隨著計算機處理能力和多維空間可視化技術的進步， 推進商品化的多維GIS將為時不遠。在國內， 當前研究GIS 系統的主要有中國地大、武漢瑞得、南方CASS、金陵地籍等大小幾十家企業， 各家軟件偏重點不同， 使用方法各異。針對各個單位要求形成的數據格式不一樣，作者在各個軟件上分別使用， 并轉換到通用平臺上， 使之能在通用平臺上操作、修改、編輯等，完成工作的需要。
（二）建設方案的設計思路
1. 關鍵技術
（1）高分辨率對地觀測技術
數字攝影測量將成為數字城市數據采集手段之一。
（2）3S 一體化
3S 指的是全球定位系統( GPS) 、衛星遙感系統(RS) 和地理信息系統( GIS) ， 是建立數字城市的三大支撐技術， GPS 可在瞬間產生目標定位坐標卻不能給出點的地理屬性， RS 可快速獲取區域面狀信息但受光譜波段限制， GIS 具有查詢、檢索、空間分析計算和綜合處理能力，但數據的錄入和獲取始終是瓶頸問題。數字城市需要綜合運用這三大技術的特長， 方可形成和提供所需的對地觀測， 信息處理和分析模擬能力。
（3）空間一致性匹配
建立數字城市是一項龐大工程， 不同信息源、不同比例尺、不同投影方式、不規則分幅地圖， 要在數字城市系統中復合顯示， 疊加查詢和綜合分析必須進行系統整合。
（4）互操作
統一協議是實現互操作的關鍵。互操作是在保持信息不丟失的前提下， 從一個系統到另一個系統的信息交換能力， 現已有抽象開放地理互操作規范(OGIS) ， 主要由三大模塊(開放式地理數據模型、OGIS 服務模型、信息群模型) 組成。
2. 系統結構組成
行業數據庫， 行業辦公自動化系統， 行業信息化系統、行業基礎檔案庫
（2）3S 技術系統
包括城市電子地圖、遙感圖像(衛星、航空) 、地理信息系統、行業應用軟件、全球衛星
定位系統( GPS) 、立體測量系統。
（3）硬件環境
計算機硬件(包括外設) 、網絡系統、全球衛星定位系統、立體測量系統。
三、計算機技術在地籍地形測量中的運用
下面是應用軟件的一個中文菜單提示:NAPGIS 一個很大的特點就是圖形和屬性之間的聯系緊密， 圖形處理功能強大。在其上建立的地籍管理信息系統除了圖形處理能強大以外，還提供了一套符合土地系統的解析圖形編輯法及十分強大的歷史管理功能， 解決了圖形與屬性數據歷史信息管理的難題。宗地的屬性數據是十分豐富的， 由于各地經濟發達的程度不同， 城市的規模不同， 需求的不同， 它包括的內容也是多種多樣的; 但要以把宗地屬性分為兩類: 空間方面的屬性和人文方面的屬性。空間屬性主要有宗地面積， 座落， 四至等， 這些是國家土地管理局頒
布的《城鎮地籍調查規程》及《土地登記規則》中規定必須要具備的， 另外還包括一些地區根據自己的需要所增加的一部分， 如: 地物分布及類型面積情況、容積率， 密度等， 從計算機管理的角度考慮并結合MAPGIS 的特點， 空間方面的信息又可分為與圖形緊密聯系的屬性(如宗地面積， 周長， 宗地號， 界標類型等) 和一般性質的空間屬性( 如: 宗地座落， 四至等) ， 在MAPGIS 中根據這兩種數據的特點， 將其放在圖形數據中由MAPGI 平臺直接維護其一致性，令面積的核算快速準確， 而將一般性質的空間屬性放在外部數據庫中; 而人文屬性包括宗地的權
屬、共用關系、用途等信息， 這一部分屬性全部放在外中數據庫中， 通過宗地號與圖形數據建立聯系。將上述的數據準備好以后， 就可以進入系統進行初始數據采集與系統建庫了。對于地籍數據而言， 系統數據分層處理必須以能提高工作效率， 便于數據分析， 統計， 查詢， 并且有良好的可擴展、可伸縮性， 能夠滿足各地區地籍管理工作需要為目標。結合陽縣地籍， 可以按如下專題進行分層:地形數據分過渡層、方里網、測量控制點、居民地、獨立地物、交通及附屬、水系及附屬特殊地貌、植被、注記、地形、電力線等層。界址數據包括界址點、界址線、宗地。由于界址數據在測量時就是一個整體， 因此這一層沒有進行分幅管理， 而是充分發揮MAPGIS 對數據的管理能力， 從物理上就作為完整的一體進行管理。
參考文獻
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【關鍵詞】井下控制測量；采區測量；技巧；陀螺全站儀；三維激光掃描
1 引言
煤礦井下測量工作主要包括井下平面控制測量、井下高程控制測量、采區測量等，與設計、施工緊密相聯，起著承上啟下的作用。井下測量的空間是各種巷道與采掘場所，由于巷道狹窄，加之各種管道、車輛乃至行人、風流等都在其中通過或活動，必然對測量工作產生干擾或阻礙。由于井下測量特殊條件的限制，隨著采掘工程的進展，受誤差傳播影響，井下測量工作可能存在誤差越來越大的現象，這給井下測量工作帶來了一定的難度。探討井下測量方法，總結應用技巧，對于提升井下測量工作質量，提高工作效率，具有重要意義。
2 煤礦井下平面控制測量方法及技巧
2.1 煤礦井下平面控制測量方法
2.1.1 煤礦井下平面控制測量要求
根據測量內容，井下平面控制測量可以分為基本控制測量和采區控制測量兩類，根據《煤礦測量規范》要求，都應敷設成閉（附）合導線或復測支導線，其中基本控制導線分±7″、±15″兩級，采區控制導線分為±15″、±30″兩級。
煤礦井下基本控制導線的主要技術指標見表1。
2.1.2 煤礦井下導線點的設置
煤礦井下導線點可以分永久點和臨時點兩種。永久點應設在碹頂或巷道頂底板的穩定巖石中。所有測點應統一編號，并將編號明顯地標記在點的附近。永久導線點應設在礦井主要巷道中，一般每隔300-500m設置一組，每組至少應有三個相鄰點。有條件時，也可在主要巷道中全部埋設永久導線點。
2.1.3 煤礦井下導線測量
井下導線水平角觀測，7″導線使用DJ2 型號儀器，采用測回法觀測；15″、30″導線使用DJ6型號儀器，采用測回法或復測法觀測，井下導線水平角測量作業要求見表2。
隨著全站儀的廣泛使用，目前已經實現了測角測距一體化作業，通過棱鏡配合，可以方便的實現測距工作，即提高了測量的精度，又降低了勞動強度。
2.1.4 井下導線測量的內業計算
觀測工作結束后，應及時整理和檢查外業觀測手簿，檢查手簿中所有計算是否正確，觀測成果是否滿足各項限差要求等。確認觀測成果符合本規程規定后，方可進行計算。
加入各項改正數后往返觀測（或不同時間的單向觀測）的水平邊長的互差不超過限差時，取其平均值作為觀測結果。
在煤礦井下平面控制測量中，導線的坐標方位角閉合差應滿足《煤礦測量規范》的要求。
2.2 煤礦井下平面控制測量技巧
2.2.1 煤礦井下導線點的設置技巧
煤礦井下環境復雜，受到煤礦施工、開采、運輸、通視條件等一系列因素的影響，煤礦井下導線點需要選在在易于保存、方便觀測的區域，防治被破壞。
2.2.2 煤礦井下導線的觀測技巧
全站儀具有測角和測距的功能，同時內置有大量的測量軟件，測量人員只需進入坐標測量菜單，按儀器操作提示步驟進行測站設置、后視定向、儀器高覘高等量取并輸入后，即可進行坐標測量，依此往前傳遞，即可測量得到各導線點的平面坐標及高程，這是測量人員常用的方法，該方法可直接測出每個點的三維坐標，不需進行導線的內業計算，但有不足之處。比如該方法測量導線，實際只測了半個測回水平角、垂直角、單次距離測量等，測量結果沒有進行平差計算，而且測量過程中后視定向后所謂的坐標測量檢核，其實只起到距離檢核作用，若測站坐標和后視點坐標對調后是檢查不出來的。因此該方法的測量精度較低，容易出錯且難檢查出來，在井下控制測量、貫通測量時，要求慎用該方法。
煤礦井下導線水平角測量時，由一個測回轉到下一個測回觀測前，應將度盤位置變換180°/n（n為測回數）；多次對中時，每次對中測一個測回。若用固定在基座上的光學對中器進行點上對中，每次對中應將基座旋轉360°/n。在傾角大于15°或視線一邊水平而另一邊的傾角大于15°的主要井巷中，水平角宜用測回法觀測。在觀測過程中水準氣泡偏離不得超過一格，否則應重新整平后重測。
2.2.3 煤礦井下導線延長測量技巧
基本控制導線一般應第隔300-500m延長一次。采區控制導線應隨巷道掘進第30-100m延長一次。延長導線前，須對上次測量的最后一個水平角按相應的精度進行檢查。
3 煤礦井下高程控制測量方法及技巧
3.1 煤礦井下高程控制測量方法
3.1.1 煤礦井下高程控制測量基本要求
在主要水平巷道中的高程點，應采用水準測量方法確定。在其它巷道中可根據具體情況采用水準測量或三角高程測量方法確定。水準測量應使用精度不低于DS10級的水準儀和普通水準尺進行。井下高程點應設在巷道頂、底板或兩幫的穩定巖石中、碹體上或井下永久固定設備的基礎上。也可用永久導線作為高程點。所有高程點都應統一編號，并將編號明顯地標記在點的附近。高程點一般應每隔300～500m設置一組。每組至少由三個高程點組成，兩高程點間距離以30～80m為宜。
3.1.2 煤礦井下水準測量的要求
井下每組水準點間高差應采用往返測量的方法確定，往返測量高差的較差不應大于±50mm （R為水準點間的路線長度，單位km）。如條件允許，可布設成水準環線，其閉合差不應大于±50mm （L為水準環總長度，單位km）。
相鄰兩點間的高差，用兩次儀器高（或其它方法）觀測，其互差不大于5mm時，取平均值作為觀測結果。水準測量高差的較差（或高程閉合差）不超過限差時，取往返觀測的平均值（或按測站數進行分配）作為測量成果。
3.1.3 煤礦井下三角高程測量要求
煤礦井下三角高程測量儀器高和覘標高應在觀測開始前和結束后用鋼尺各量一次，互差不得大于4mm，取其平均值作為丈量結果。煤礦井下三角高程閉合差可按導線邊長成正比例分配。復測支導線最終點的高程應取兩次測量結果的平均值。高差及高程計算取位至毫米。
3.2 煤礦井下高程控制測量技巧
由于井下高程控制點設置要求與導線點類似，故不再介紹高程控制點的設置技巧。
在煤礦井下測量中，由于控制點的設置問題，會經常出現倒尺測量的情況，記錄時應注意，避免在進行數據處理計算時發生錯誤。與普通水準測量類似，井下水準測量同樣需要嚴格執行《國家三四等水準測量規范》的各項限差及要求，在測量前進行水準儀的i角檢查，在環境允許條件下，盡量保證前后視距相同，減小i角的誤差影響。
同樣，井下三角高程測量同樣需要參照《工程測量規范》等相關標準規范的要求。三角高程測量的主要誤差來源包括測距誤差、豎直角誤差、儀器高和覘標高量取誤差等，在進行三角高程測量時，需要重點注意以上誤差來源。
4 煤礦井下采區測量方法及技巧
4.1 煤礦井下采區測量方法
煤礦井下采區測量主要包括采區內的聯系測量、次要巷道測量、回采工作面和各種碎部測量等內容。
目前采區控制測量主要根據地面已有控制測量成果，通過聯系測量從兩個斜井進行導入。采區內定向測量的測角、量邊按采區控制導線的要求進行，兩次定向結果之差不得超過14′。分水平（即分階段）依次逐級定向時，同一水平兩次定向測量結果之差不得超過14′/ （n為中間定向個數）。
次要巷道測量工作包括下列內容：
（1）測量巷道輪廓，繪制大比例尺巷道圖。
（2）丈量巷道長度，驗收巷道的進尺。
（3）丈量巷道斷面的各種尺寸，驗收巷道的規格質量。
（4）規定斷層、煤層厚度變化等地質特征點和瓦斯突出點、涌水點的實際位置，并填繪到有關的圖紙上。
在測量采煤工作面位置的同時，還要測出充填區和煤柱位置，煤層厚度和采高，以便計算采區煤量、反映各煤層間的采煤關系，檢查資源的損失情況。當采煤工作面發生冒頂、火害或其他事故時，需對冒頂的位置、長度、寬度及火區的位置準確地進行測量并及時填繪到圖紙上。對于綜合機械化采煤工作面測量，根據礦井地質條件和開采即使程所提出的要求，考慮綜合機械化開采的特點來進行。一般作業方法是：（1）監督綜采機的位置。（2）檢查綜采機工作面的直線性。
4.2 煤礦井下采區測量技巧
回采工作面每月的測量次數，應能滿足生產和回采率計算的要求，至少須測出工作面月末位置。回采工作面測量應以導線點為基礎，采用的儀器、工具和施測方法應能保證測量工作面長度和進度的相對誤差不超過1/200。測量回采工作面時，還要測出充填區和煤柱的位置、煤層厚度和采高等。
井下碎部測量可采用支距法、極坐標法或交會法等進行。
5測繪新技術在煤礦井下測量中的應用
5.1 陀螺全站儀在煤礦井下測量中的應用
5.1.1 陀螺全站儀簡介
陀螺全站儀是將陀螺儀和全站儀結合在一起的儀器，采用陀螺尋北本體與全站儀共同配合來測定任意測線的陀螺方位角。陀螺儀相對于慣性空間有定軸性的特性，而地球相對于慣性空間有自轉效應，因此在地球表面某一緯度φ處的陀螺儀就可以測量出相對于慣性空間的自轉角速度ω，然后將地球的自轉角速度分解為水平分量和垂直分量，其中水平分量ωn=ωcos?沿地球經線指向真北；可見，通過慣性技術測量敏感地球自轉角速度的水平分量便可以獲得地球的北向信息，這就是尋北儀工作的基本原理。
5.1.2 陀螺全站儀觀測程序
陀螺全站儀定向采用中天法進行觀測，定向程序為：（1）先在地面任意點上測定儀器當地的比例常數C值。觀測6個測回，計算出3個C值，取平均值作為當地本儀器C值，在一定時期內，50km范圍內可以使用同一C值；（2）在地面已知邊上觀測3個測回，計算儀器常數；（3）在井下待定邊上用2測回測量陀螺方位角；（4）返回地面后，在原已知邊上采用3測回測量陀螺方位角，再求得三個儀器常數。
根據以上測量成果來檢驗儀器的穩定性和測量的精度，確保陀螺定向成果的可靠性和精度。
5.1.3 陀螺全站儀在煤礦井下測量中的應用技巧
為了保證觀測精度，測量時需要嚴格執行以下各項限差：（1）陀螺全站儀的C值測量互差不大于0.06；（2）儀器的懸掛帶零位不能超過±0.5格，測量前后零位值的互差不得超過0.2格；井上下零位差超過0.3格時，應加入零位改正；（3）相鄰擺動時間的互差不得大于0.4秒，間隔擺動時間的互差不得大于0.6秒；實踐總結可以保證相鄰擺動時間的互差不大于0.3秒，間隔擺動時間的互差不大于0.4秒；（4）兩個鏡位觀測測線測前方向值、測后方向值。測前測后方向值的互差不得超過10"；（5）測回間方向值互差不大于40"。
5.2 地面三維激光掃描技術在煤礦井下測量中的應用
5.2.1 地面三維激光掃描技術簡介
地面三維激光掃描技術的工作原理，即由三維激光掃描儀內部的一個發射體發射激光脈沖，再通過兩塊反光鏡有序快速旋轉，把由發射體發射的窄束激光脈沖按一定次序掃過目標區域。通過測量每束激光從發射到物體表面反射回儀器的時間計算相關距離，并且編碼器還會測量脈沖的相關角度，最終得到目標的真實三維坐標。軟件處理后，便會輸出實體建模。運用地面三維激光掃描技術，從事各類復雜、不規則的實景或實體三維數據的采集，快速重構目標的三維模型。
5.2.2 地面三維激光掃描的工作流程
（1）實地踏勘實際情況，制定合理的施測方案。合理布設掃描測站，劃分地面三維激光掃描作業面，保證整體掃描無缺失，避免數據過度冗余，提高掃描效率。
（2）按照制定的施測方案計劃進行數據采集工作。根據精度要求設置掃描分辨率，對于規則區域，采用較低的分辨率，不規則區域采用高分辨率掃描。
（3）對采集好的點云數據進行數據預處理，包括：點云的拼接、去噪以及統一坐標系統等工作；并進行數據處理，得到觀測數據及三維模型等成果。
5.2.3 地面三維激光掃描應用技巧
根據作業現場周邊環境，合理設置掃描站點，保證數據的完整性和準確性，減少工作強度。掃描站點不能離目標物體太遠，也不能太近，盡量避免遮擋，選擇合適的掃描站點既可以提高工作效率，又能保證精度。
利用地面三維激光掃描測量時，掃描完成后在現場初步分析數據質量是否符合設計要求，保證地面三維激光掃描采集的數據既不缺失，又不過度冗余。地面三維激光掃描的過程中避免人員走動，以減少異常點的出現。
6 結論
在煤礦井下測量工作開始前，應根據任務要求，收集和分析有關測量資料，進行必要的現場踏勘，制定經濟合理的技術方案，編寫技術設計書。在施測過程中，外業觀測工作本身須有校核，或者進行兩次。對起算數據、外業記錄和計算成果均須經過嚴格的檢查或對算。另外，陀螺全站儀、地面三維激光掃描儀等測繪新技術、新儀器的利用有利于提高煤礦井下測量的效率和精度，且能減輕勞動強度，相信隨著測繪技術的發展和進步，煤礦井下測量將會更加智能化。
參考文獻
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