摘要 本文綜合分析了現(xiàn)代科學技術(shù)條件下測繪學科的交叉、分化與融合模式;結(jié)合礦山測量專業(yè)的現(xiàn)狀和特點,針對新的科技社會環(huán)境以及礦山測量的新任務,進行了深入的探討。
關(guān)鍵詞 測繪學科 交叉與融合 礦山測量
引 言
工業(yè)化社會向信息化社會的轉(zhuǎn)變, 人類社會的巨大進步和根本性變革;現(xiàn)代科學技術(shù)革命則是引起這一社會變革的主要驅(qū)動力。以信息革命和信息產(chǎn)業(yè)的形成為主要標志的現(xiàn)代科技,深刻地影響著傳統(tǒng)的知識體系和技術(shù)形態(tài)。與科學技術(shù)的全球化和相互滲透的趨勢相對應,科學技術(shù)對知識體系的影響也呈現(xiàn)全球廣泛性和區(qū)域滲透性的特點。
本文立足于工業(yè)社會向信息社會轉(zhuǎn)型時期的現(xiàn)實,通過評析現(xiàn)代科學技術(shù)條件下測繪學科的分化與融合模式和規(guī)律,探討礦山測量專業(yè)新的形勢和任務;結(jié)合礦山測量專業(yè)的特點,談談為適應新的科技社會環(huán)境,礦山測量專業(yè)人員所應有的知識儲備和技術(shù)對策。
1 測繪學科的分化與融合
測繪學最原始的定義是測量與繪圖。它實際上是測量與地圖制圖兩門學科的融合,我國最早建校(1956年)的一所測繪類專門高等院校是武漢測繪科技大學,其前身為武漢測量與制圖學院,英文名為Wuhan College of Geodesy,Photogrammetry and Cartography;而不是College of Surveying and Mapping〔王之卓,1995〕。由此可見,當時測繪學不僅包含傳統(tǒng)的測量與繪圖,還包含了攝影測量的分支。隨著社會需求的專門化,測繪學科的分化變得越來越細,以至逐步形成多個專業(yè)平等發(fā)展、自成體系的專業(yè)格局。這些專業(yè)有:攝影測量與遙感、大地測量、地圖制圖、工程測量、海洋測量、礦山測量、地籍測量等多個專業(yè)。至此,學科分化總體上趨于完成,而學科的融合勢在必然,并逐漸成為變革的主流;傳統(tǒng)的測繪學也因此發(fā)展成為以諸多高新測繪技術(shù)為代表的現(xiàn)代測繪學。
應該看到,測繪學科從分化到融合不是形式上的簡單復歸,它是該學科從形式到內(nèi)容的再創(chuàng)造。正是這種創(chuàng)新和再創(chuàng)造,傳統(tǒng)的測繪學才被賦予如此新穎和廣泛的內(nèi)容與任務,成為聯(lián)系現(xiàn)代生產(chǎn)眾多領(lǐng)域的重要學科。“現(xiàn)代”二字并非只是一頂施加于傳統(tǒng)測繪學的帽子,更重要的是,它是一個現(xiàn)代科學術(shù)語,表達出了測繪學科無限的發(fā)展空間和廣闊的應用前景。
2 現(xiàn)代測繪學的形成過程
現(xiàn)代測繪學是指空間數(shù)據(jù)的量測、分析、管理、儲存和顯示的綜合研究體系。從科學的范疇而論,它是一門應用科學;從技術(shù)的角度來看,它又是一門理論技術(shù),F(xiàn)代測繪學是一門以遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)為主要代表的地理信息高新技術(shù)[陳軍,1996]。現(xiàn)代測繪學的產(chǎn)生與發(fā)展從很大程度上應歸功于計算機技術(shù)、系統(tǒng)論等相關(guān)科學和技術(shù)的成果;同時,現(xiàn)代測繪學也為其它學科的發(fā)展起到了相當大的促進作用。更重要的是,它為傳統(tǒng)測繪學開辟了廣闊的發(fā)展與應用空間。這種良好局面為測繪工作者提供了前所未有的施展才華的機遇和舞臺。
關(guān)于現(xiàn)代測繪學的形成,在技術(shù)上它經(jīng)歷了一個從分化到融合的過程。由圖可知,分化與融合只是指一種總體的趨勢。實際上,分化中有融合,融合中含分化。前面已分析分化的過程,這里就融合的趨勢加以討論。
融合的過程是以測量新技術(shù)GIS、GPS、RS為基礎(chǔ)和載體的。計算機在測繪各專業(yè)中的廣泛應用,使得各專業(yè)對地理基本數(shù)據(jù)有著共同的需求。計算技術(shù)與各專業(yè)專門技術(shù)的結(jié)合,便產(chǎn)生對數(shù)據(jù)進行獲取和處理的新的高新技術(shù),如GPS技術(shù)、RS技術(shù)。為了使這些技術(shù)便于應用,基于計算機技術(shù)的數(shù)據(jù)分析、加工的GIS技術(shù)便應運而生,并逐步發(fā)展成為覆蓋面極廣、聯(lián)系測繪各專業(yè)的綜合性學科。它勢必取傳統(tǒng)的測繪學而代之,成為現(xiàn)代測繪學的雛形。
3 礦山測量專業(yè)的現(xiàn)狀與新任務
礦山測量作為測繪學科的一個專業(yè)分支,主要服務于煤炭、冶金等工礦行業(yè)。它可以分為兩大部分:測量方法與儀器,采動損害與防護。它從屬的組織有:國際礦山測量協(xié)會、中國測繪學會礦山測量專業(yè)委員會、中國煤炭學會礦山測量專業(yè)委員會、中國金屬學會礦山測量專業(yè)委員會等。
礦山測量專業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,在理論和技術(shù)上基本能夠滿足礦山采礦生產(chǎn)的要求,這是就礦山測量傳統(tǒng)的專業(yè)內(nèi)容而言的。步入信息時代的礦山測量,面臨的是新的任務和要求,礦山測量工作者因而也肩負著更大的責任。主要表現(xiàn)在如下方面的任務:礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展調(diào)查分析,資源與環(huán)境規(guī)劃,區(qū)域性發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃。主要內(nèi)容有:研究與開采沉陷相關(guān)的礦區(qū)環(huán)境與土地復墾問題;用彈塑性力學和非線性理論研究沉陷機制及建筑物保護;研究礦山工程空間的可視化模擬技術(shù)與動態(tài)仿真技術(shù);研究礦山測量空間數(shù)據(jù)采集、分析、存貯及圖形、圖像處理。為完成這些任務,礦山測量工作者應掌握廣博的基礎(chǔ)理論知識和現(xiàn)代實用高新技術(shù)。而直接服務于這些任務的支撐技術(shù)則是GIS、GPS、RS等技術(shù)。盡管近年來這些技術(shù)應用于某些領(lǐng)域已取得一些成效,但真正使礦山測量擔負起礦山甚至一個地區(qū)的新任務、全面適應礦山開采現(xiàn)代化的要求,則技術(shù)上和應用研究方面尚有相當?shù)囊欢温芬。這就要求當代礦山測量工作者要有腳踏實地的工作作風和不拘傳統(tǒng)的創(chuàng)新意識。
GIS、GPS、RS技術(shù)為解決傳統(tǒng)的礦山測量問題提供了有效的手段。我們可利用GPS、RS、攝影測量及全站儀等獲取礦山時空信息;利用GIS研究MGIS的建模、拓撲分析、三維空間分析與軟件開發(fā)技術(shù),以進行采礦工程的指揮、管理及輔助決策,探索礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的途徑和方法。具體而言,作者認為如下幾個方面的工作具有可行性和現(xiàn)實應用價值:
a 建立高精度、全自動的變形監(jiān)測系統(tǒng),服務于巖體、壩體、邊坡等穩(wěn)定性監(jiān)控。這是我國諸多大型巖土工程所急需的成套的應用技術(shù)。方法上可利用GPS進行宏觀定位;埋設(shè)應變計、位移計測定巖體或壩體的潛在滑面上的相對位移。通過數(shù)據(jù)采集器與計算機通訊,把實測數(shù)據(jù)傳輸給計算機;然后,采用GIS軟件實時、動態(tài)地對其應力和形變狀態(tài)進行描述分析,判別巖體與壩體的穩(wěn)定性。
b 建立采礦損害與環(huán)境狀況評價信息系統(tǒng)。采礦的直接經(jīng)濟利益與環(huán)境破壞是礦山生產(chǎn)的一對矛盾。綜合評價生產(chǎn)過程的遠期效益,必須立足于多方面多層次的信息并建模進行綜合處理才能得出正確的結(jié)論。這可以采用GIS技術(shù)形成專門的分析軟件。
c 建立巖土工程設(shè)計、施工的三維可視化綜合幾何觀測系統(tǒng)。在設(shè)計過程,提供各方案的三維工程視圖、土方挖填量分析圖、周圍地形地物關(guān)系圖,為選址選線提供依據(jù)。在施工過程,則用GPS或全站經(jīng)緯儀放線施工。完工后,實測相關(guān)區(qū)域的平面圖,或?qū)⒂^測數(shù)據(jù)補充修改原有的平面圖。
總之,我們所處的時代,機遇與挑戰(zhàn)并存,困難和希望同在;測繪工作者只有迎難而進,把握機遇,才能作出無愧于時代的業(yè)績?梢韵嘈,礦山測量乃至測繪學科,一定將為人類社會的發(fā)展發(fā)揮越來越大的推動作用。
參考文獻
[1]王之卓.遙感、地理信息系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)的發(fā)展過程及其集成.RS、GIS、GPS的集成與應用.測繪出版社,1995(9)
[2]陳軍.機遇與挑戰(zhàn)并存——論測繪發(fā)展觀念.測繪軟科學研究,1996(2)
[3]郭達志,汪云甲.礦山測量的現(xiàn)代任務與礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展.測繪通報,1997(3)
[4]寧津生.關(guān)于高等測繪教育的幾點思考.測繪軟科學研究,1996(2