數字化測繪技術在礦山地質工程中的應用

張 晶

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊，新疆 烏魯木齊 830000）

1 數字化測量技木的概念

礦山采礦作業能否順利進行取決于采礦測量工作，而采礦測量工作是采礦開采過程中工作量強度、效率和安全的決定性因素。所以，借助現代數字化測量技術，不僅可以保證礦產資源測量數據的準確性，而且可以提高礦產資源質量，為以后的采礦作業奠定基礎。數字測量技術是將傳統測量方法與計算機技術相結合，對獲得的數據信息進行綜合處理，并按功能進行分類，例如：全球定位系統、光電測量導距系統、數字地形測繪和三維數字化軟件等。開發利用這類礦產資源，不僅有利于提高我國礦產資源的開采效率，也有利于我國礦產事業的發展。為保證工程施工的高效、優質，應定期對我國礦山企業員工進行技術培訓，確保每位員工熟練掌握數字化測量技術。大規模引進數字化技術設備，有利于提高測量技術水平，推動我國礦產企業在國際市場上有所作為。

2 新型數字化測繪技術

中國工程測量進入了數字化時代。新型數字測繪技術在工程測量服務中發揮了重要作用，數據采集也在向實時化、智能化、自動化發展。目前，還有一些傳統工程測量不能解決的問題，也有了解決的方法。

目前地質工程測量主要采用以下方法。

（1）數字地圖技術。

（2）數字化繪圖方法。

傳統的工程測量很難在大量的地質圖中完成輸入作業。

數字化技術改變了地質圖件難以輸入的現狀。大型地質圖可以通過掃描矢量分析儀和手持式數字跟蹤器輸入。新的數字化制圖技術以其精確、簡便、高效的特點，實現了地質圖件信息的數字化。

采用新的數字地圖技術，只需在系統中輸入定定點坐標值，就可以顯示并提示出放樣點的位置，提高了礦山地質調查放樣點的精度。利用新的數字化繪圖技術生成報表，企業可以利用計算機完成相應的地質工程勘察和礦產資源勘查設計。

測量分析模塊減少了測量員的工作量和工作量。利用此數據處理單元，可以優化地質工程相關調查數據，使調整后的礦產資源質量得到明顯提高。新的數字地圖技術能夠有效地減少圖根點的數量，具有很多優點。

所以，新型數字化測繪技術具有不可比擬的優勢。與傳統測繪方法相比，它有許多不足之處，大大提高了礦山地質工程測量的質量和效率。當前，數字化測繪新技術已經能夠較好地實現對礦山地質工程勘察工作的真實反映，促進我國不可再生資源的可持續發展。

2.1 數字化測繪技術分類

2.1.1 全站儀數字化測繪技術

電子測繪儀是該技術應用的主要儀器。本設備按一定步驟分步測量地質測繪對象的橫向水平角、垂直角和傾斜角(可實現多種數據的同步測量和處理)，自動傳送到信息存儲單元，接收信息處理單元的反饋信息，從而實現測繪數據的雙向傳輸，保證后續存儲管理的順利進行。

2.1.2 3S繪制技術

3S指的是遙感(Remote Sensing)、 GPS (Global Position System)和地理信息系統(Geographic Information System)。在具體測繪過程中，遙感技術的實現工具是遙感測試儀，它能夠實現對地物遠距離的感知和探測，集中處理和分析測量對象的各種數據。常用的電磁波、紅外等可見光檢測處理方法，保證了圖像識別的完整性和數據處理的有效性。在保證軌道衛星導航性能的前提下，GPS技術系統能有效地采集低頻信號，并及時傳送到相應的數據處理機中，具有存儲安全性。

2.2 數字化測繪技術的優勢

2.2.1 自動化程度高

數字化測繪技術與現代計算機技術結合，并基于大數據的訓練和分析，可做到自動化、高質量地識別被測目標，繪制并獲取相關數據。但需注意的是，自動化的基礎前提是相關技術人員可依據具體測繪要求事先設置相關參數，并按照技術規范引導設備完成測繪動作，在設備完成測繪并反饋數據信息后，技術人員應檢測數據質量并有效存儲，必要時進行二次測繪。

2.2.2 集成化程度高

在傳統測繪礦山地質地貌時，若涉及被測物體較多，程序較多時，往往需要人工分段、分類管理，整體測繪效率不高，測繪精度也不能保證。使用數字測繪技術可集中測繪不同山體或地貌，并且自動化系統會集中收集相關數據并分析處理。此過程的數據完整性較高，可減少人工測繪的誤差，準確度較好。另一方面，集成化測繪較為便捷，無需轉換不同被測對象的測繪模式，減少了設置參數、變更參數的步驟。在空間或者時間上都可體現數字化測繪的優勢，并可代替工人進行全天不間斷自動化作業。

3 數字化測繪技術的應用

3.1 數字化測繪地形圖

在數字化測繪技術中，由數字網格構成的測繪地形圖，是在已有測繪通用圖的基礎上，利用計算機和數字化測繪設備，綜合處理經濟、礦產資源等方面的測繪工作。地理坐標下的資源調查保證了其一致性，形成了一套較為完整的框架體系，從而使礦山企業在保證各種重要測量數據得以保存的基礎上，利用計算機網絡進行信息檢索。

與傳統測繪工程中使用的地形圖相比，由數字網格構成的測繪地形圖信息數據存儲容量大、科技含量高、綜合性強、智能化程度高、應用范圍廣。

為確保最終測量數據的準確性，需要信息管理系、裝備技術系、地質系相互協作，借助相關內容，共同完成礦山資源勘探基礎設施建設。

3.2 地理資料技術

作為一名礦山測繪工程技術人員，在工程測量過程中，借助地理信息技術，可以獲取一系列與地質測量有關的重要數據資源。應用此方法可進一步處理礦山地質工程的相關信息，從而獲得各種較為完整和多樣的信息。

鑒于礦山企業的特殊性，利用這些信息源的作用，在地質勘探過程中可以獲取一些重要的地質信息，并對其所在地區進行地形測量。在常規測量中，主要的地質工作是通過經緯面形成地形圖。傳統的地形圖生成方法相對于地理信息技術生成的地形圖來說顯得滯后。

后者通過全站儀和外部操作生成相對較大比例的地形圖，形成相應的數據編碼，可以滿足某些復雜地形的測量需要。

3.3 數字測量分析

（1）在數字繪圖新技術中，它可對某些礦山地質工程進行精確的繪圖。

（2）在礦山地質工程方面，主要包括制定和實施測量計劃。

（3）對于測量規劃，主要包括技術、文字和測量要求，以保證規劃的合理性和科學性。計劃文本應簡明扼要，不能重復已有明確定義。著重探討了工程測量施工過程中容易被忽視或混淆的問題。

當工程中首次采用數字化測量技術時，有關人員需要明確方案的可行性。通過測試，了解數字化測繪對測量精度的影響，并根據測試結果編寫測試研究報告或證書。對于礦山地質工程，應明確勘查方案是否可行。計量涉及的名詞、公式、計量單位、符號、術語、編碼等必須按照有關規定和標準進行。

在應用新型數字測繪技術時，需要根據項目的總體特點和實際施工要求，對其進行測量。運用計算機數字技術，根據現有地質調查規律和原則，消除測量誤差，保證最大限度地實現工程測量。保證結果和質量的可靠性。對于礦山地質工程測量工作，采用了測量分析模塊，有效減少了測量人員的工作量和強度，滿足了企業的需求。

3.4 礦山地質測量資料的應用程序

對采集到的數據進行準確的測量和處理，并利用數字繪圖技術進行處理，保證了數據處理的高效和安全。利用數字測繪技術，實現了內部數據庫與數據配準軟件的連接，實現了數據共享和數據處理。通過 SURPAC軟件掃描已測靶點數據和預設靶點位置坐標，實現靶點時間軸與位置分布信息的精確匹配，提高了數據采集處理效率，優化了配準過程。該系統能夠有效地記錄下不同測量過程的數據配準方式，為以后的測繪工作提供了有效的參考。利用激光立體掃描成型技術，實現了整個礦區面積的快速計算。為了確保礦井立體結構剖面測繪中建筑物整體面積準確計算。

3.5 破碎步測法在礦山地質測繪中的應用

目前，地根測量在礦山測繪中越來越廣泛，在具體測量過程中，采用的是 RTX技術。針對地面平坦、障礙物較少的礦區，采用 RTX技術進行合理控制，利用 GPS技術分析各測點的測量誤差，及時反饋相關結果，減少復雜地質地貌引起的測量誤差，提高測繪安全性。在數據采集過程中，這種數據誤差可通過測量邊界點的方式進行優化，測量封閉區域，然后類比繼承測量數據特征和測量模型，繪制其它類似的地形地貌圖。

4 礦山地質數字測繪實例

礦山地質工程勘察中，采用新的數字測繪技術所獲得的地質資料，更注重其有效性和宏觀性。其數據量很大，可用于監測礦山地質，并利用礦山目前的地質條件及相關數據進行預測，廣泛應用于大型地質工程勘察。

（1）采用新型數字繪圖技術，可對礦山總體地質構造及巖石分布進行有效、實用的分析研究。

（2）與傳統技術相比，新型數字測繪技術具有更高的測繪精度，能夠生成三維坐標，并能自動存儲。減少技術流程所需的時間，減少現場工作時間。

通過多媒體技術，使被測物體的主要外觀和圖像顯示更加完整，使制圖人員一目了然。但是，傳統的多媒體技術并沒有得到很好的應用，新的數字繪圖技術保留了采礦工程測量數據的不可變形性，減少了誤差，提高了礦山地質工程測量水平。

5 結語

將數字測繪技術應用于地質調查過程中，利用現代化技術和多功能地圖識別技術，可以滿足地質調查工程的需要，提高結果的準確性。數字繪圖技術可滿足地質調查工程各個環節的需要。在科學技術飛速發展的今天，每一位礦工地質勘查工作者都應該承擔起準確、高效的勘查責任，培養勘查工作者的創新意識和改革精神，適應社會發展的新形勢。數字測繪新技術將在礦山地質工程勘察中得到應用。為了成為數字時代的測量員和測繪工作者，必須不斷提高測量員的技術水平。