浅谈传统技术与现代先进技术的比对

张桃仙

（太原市东山煤矿有限责任公司，山西 太原 030043）

1 传统制图与基于CAD的矿图制图

为了满足煤炭生产建设的需要，矿山测量人员必须及时绘制准确、完整、美观的矿图。所谓及时就是测绘工作要先行，为矿井的规划设计与各项生产建设迅速提供必要的测绘资料；随着巷道开拓掘进与煤炭资源回采工作的进展，测量人员要及时填绘矿图，以保证矿图的现实性。准确包括每个矿井必须具有一套完整的矿图，每张图上的内容完整无缺。美观包括所绘内容布置适当、线条光滑、着色均匀、字体工整。

传统的矿图绘制方法是手工制图。手工绘图由于劳动强度大，成图速度较慢，已越来越不适应矿山生产建设的要求。随着计算机技术的飞速发展，计算机及其外围设备的逐渐普及，特别是计算机绘图软件的不断完善与功能的日益强大，计算机绘制矿图将逐渐取代传统的手工绘制矿图。

与传统的手工绘图相比，计算机绘制矿图可以任意进行矿图的分解或合成，随时动态修图和填图，图件可按要求任意放大或缩小，可随时复制，图件资料可数字化存贮、保存，可通过网络图形信息，实现信息资源的共享，具有无可比拟的优越性。

2 传统仪器与现代先进仪器设备

2.1 传统罗盘与现代先进仪器设备全站仪

传统罗盘是测量工作中必不可少的一种工具，借助罗盘可以定出方向，观察点的所在位置，测出任何一个观察面的空间位置，同时测出巷道的坡度。

随着矿井机械化程度的提高和井下金属设备的增多，罗盘仪器量磁方位角的失灵现象日趋明显,有金属、电器设备较集中的工作面尤为严重。

与传统罗盘相比，全站仪不仅不受这些因素的影响，而其又是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。全站仪配有供数据输出的端口能够将数据或程序从计算机输到仪器中，以便对仪器的软件进行更新，甚至，通过计算机和仪器的连接，将仪器作为终端，由计算机中的程序对仪器进行实时控制操作，实现数据的双向流动。此时，全站仪已不仅仅是一台孤立的仪器，它和计算机、软件，甚至一些通讯设备(如电话、传真机、调制解调器等)一起，组成了一个智能型的系统。

2.2 大平板仪与现代先进仪器设备全站仪

大平板仪是一种野外直接测绘地形图的仪器。大平板仪由平板、照准仪和若干附件组成。

大平板仪的平板由图板、基座和三脚架组成。图板一般为60 cm×60 cm×3 cm的木质平板。基座用连接螺旋安装在三脚架上。放松连接螺旋，平板和基座可在三脚架头上作小范围移动。基座上有脚螺旋，用于整平图板，还有制动螺旋和微动螺旋，可以控制图板在水平方向的转动。

照准仪主要由望远镜、竖盘和直尺组成。望远镜和竖盘用来照准和视距测量，照准碎部点上竖立的标尺，测定距离和高差。直尺和望远镜的视准轴在同一竖直面内 (或相距很近的平行竖直面)。望远镜照准目标后，直尺在平板上的方向即代表照准方向。望远镜上有垂直方向的制动螺旋、微动螺旋、物镜和目镜的调焦螺旋，以及竖盘水准管微倾螺旋。望远镜的支架上还有横向水准管及微倾螺旋，用以置平望远镜的横轴。

全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作。

相比于平板仪而言，全站仪测地形图时速度更快、精度更高。其又配有供数据输出的端口，能把测量的数据传输到电脑上，基于这些数据，利用CAD制图软件，工作人员可以快速地绘制出一幅地形图，相比于平板仪更能提高工作效率。

2.3 经纬仪与全站仪

经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。测量时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上，用水准器将仪器定平，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。此外，有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪3种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。

全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。

全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘（或编码盘）和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为 0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等 6个等级。

2.4 数字水准仪与光学水准仪

光学水准仪是在水准尺上通过肉眼进行读数，因此对标尺要求不大。

数字水准仪，它采用图像处理技术来处理标尺的影像，并以传感器取代测量员的肉眼进行读数。这种传感器可以识别水准标尺上的条码分划，利用影像相关技术处理仪器的测量信号，自动显示和记录视线高的读数和视距。

（1）与传统的光学水准仪相比存在以下优点：①读数客观：不存在误差、误记问题，没有人为读数误差；②速度快：由于省去报数、记、计算，时间可节省1/3；③操作简单，效率高：只需调焦和按键就可以自动读数，减轻劳动强度；④精度高：能够削弱外界条件的影响。

（2）与传统的光学水准仪相比存在以下缺点：①数字水准仪对环境的要求比较高；②数字水准仪对标尺的读数不如光学水准仪灵活。

3 内业资料的整理

过去整理资料一般都是先经纬仪测出，由观测人员读数，记录人员听完以后复读记录在原始记录本中，内业人员初审后再由复审人员复审后，才开始计算；计算资料用计算器一个个先把方位角算出，然后再算出坐标增量，最后才能算出坐标。计算高程同样也是，由斜距和垂直角先算出高差，然后才能计算高程。而全站仪就减轻了工作中的劳动负担，它不仅测量准确，而且精度也高；坐标资料直接就从仪器中上传到电脑中，内业人员就可以直接导入数据库中，再从数据库中导出资料直接把导线点填绘到图纸上。这样通过审核和检验，大大地提高了工作效率。

通过传统技术与现代技术的比对，现代的仪器设备在社会中起着越来越不可替代的作用，引领了一场科技变革的浪潮。所以，人们既需要不断地学习自己的专业知识来提升自身的素质，又需要不断地去更新自己的知识，去创新、谋发展。师夷长技，人们需要不断地去学习那些先进的知识，去驾驭那些先进的仪器，用先进的仪器，提高工作效率并创造出更高的价值。