探析測繪遙感技術和地理信息系統在礦山地質勘測中的應用

摘要：隨著科學技術的發展，地質測繪領域技術水平也得到不斷提升，測繪遙感技術和地理信息技術在地質勘查中的應用越來越廣泛。本文介紹了測繪遙感技術和地理信息系統的內容及在地質勘測中的應用，通過分析兩項測繪技術的融合及在礦山地質勘測工作中的作用，為提高礦山地質勘測質量和工作效率提供參考。

關鍵詞：測繪遙感技術；地理信息系統；礦山勘測

引言

礦山地質勘測工程的規模較大，測繪工作難度較高，勘測工作量較為繁重。傳統測繪手段工作效率低，勘測數據的精準度差，由于受到惡劣天氣、地理環境等諸多因素的影響，勘測進度緩慢。在礦山地質勘測工程中，要求準確勘測出礦產礦床的位置、類型和方向等信息要素，需要縝密科學的勘測計劃作為勘測工程的指導，加以先進的勘測技術輔助支持。礦山地質勘測工程要對勘測區域內的礦產儲量、質量、位置、結構等多方面、全方位的信息進行收集和整理，意在為礦產的開采工作提供精準的勘測數據，有利于保障礦產開發工作的安全和高效。

1.測繪遙感技術和地理信息系統相關內容概述

1.1測繪遙感技術

在現代化測繪技術的發展中，測繪遙感技術的優勢尤為突出。遙感技術是基于電磁波理論，通常利用傳感器搭載在衛星或飛行器上，對遠距離目標輻射，通過接收和處理反射的電磁波信息，形成影像的勘測技術。利用不同物質結構對光譜的不同反饋，探測礦場的地理結構、礦產情況、地下水資源分布和植物生長情況。通過對礦區使用測繪遙感技術進行勘測，能夠記錄人對環境的影響和礦產的開采情況。測繪遙感技術在地質勘測的應用中占據了主要地位，在地質礦產的勘測和開發中應用廣泛。在不接觸勘測地的情況下，借助深測儀器反饋數據信息，能夠勘測礦山地質地貌情況。測繪遙感技術可以對地面景物深測和識別，提供高分辨率的遙感影像。利用航測攝影進行大面積調查，影像分辨率可達0.1m，獲取區域準確的高清數字正射影像，通過設計的智能軟件快速完成測繪遙感技術采集、處理和儲存的數據，始終保持傳輸和計算的狀態，能夠實時獲取精準數據信息。遙感技術具備測繪面積覆蓋范圍廣、信息采集量大，特別是微波遙感和紅外遙感，能夠識別遠距離物體，且具有晝夜工作能力，對天氣、溫度等環境因素要求較小，能夠保證測繪數據結果的準確性。測繪遙感技術的快速和高效發展，使礦區測繪工作提高了效率和質量[1]。

1.2地理信息系統

地理信息系統是以計算機軟件、硬件為基礎，利用網絡信息技術的發展，結合地理學和地圖學等學科，通過采集、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用地理空間的數據，對地表空間的地理分布情況進行系統化處理。地理信息系統簡稱GIS，可以通過查詢和共享數據，提高勘測效率。在對礦山的勘測中，能夠利用信息數據和計算機建模，對勘測區域分析，更直觀地了解礦山勘測情況。利用無人機航拍技術，搭載攝像系統和合成孔徑雷達等多重傳感器，同時收集多類型數據，降低勘測工作的難度，同時解決了外業的工作風險，提高了礦山勘測效率。如圖1所示，是地理信息系統工作流程圖。

2.測繪遙感技術和地理信息系統在礦山勘測中的應用

在礦山勘測工程中，不僅要研究勘察地質結構和地貌特征，還要掌握精準的測繪數據。在測繪過程中涉及的知識領域和技術較多，由于傳統測繪手段落后，導致勘測技術人員工作強度大、工作難度高、數據精度低。主要是傳統測繪技術操作達不到自動化，且測繪過程繁瑣。目前，國內外測繪技術水平發展較快，測繪技術更趨于自動化、智能化、數據化、集成化，因此測繪技術水平在礦山地質勘測中也隨之提高。礦山的勘測需要注意的問題較多，在勘測前要對區域地貌有全面了解。特殊地勢增加了礦山勘測的難度，例如：水源地和森林植被等特殊地勢，是礦山開采過程中不可忽視的問題。水源可分為地上水源和地下水源兩種情況，通過分析地上水源覆蓋礦場情況等因素避免地上水源在開采過程中被破壞及滲漏。通過勘測技術對地下水源分析，避免在礦產資源的開發過程中，出現安全隱患。森林資源覆蓋在礦區之上，要記錄植被生長情況，降低礦場開采對森林生長的影響。

2.1測繪遙感技術的優點

2.1.1測繪遙感技術能夠實時動態監測

在礦區的勘測工程中，遙感測繪技術能夠捕獲實時的動態勘測數據。遙感測繪系統通過收集實時的動態監測數據，對一段時間內的動態數據進行分析對比，對不同時期地表下的相同勘測對象，分析其變化規律，通過研究待開發礦區的地勢沉降、綠化分布等情況，能夠有較為清晰的觀測效果。如圖2所示，為某礦山勘測過程中，對遙感技術測繪的應用，得到如圖的觀測結果，為礦山的開采提供依據[2]。

2.1.2測繪遙感技術抗干擾能力強

傳統的勘測是要派勘測技術人員到勘測地點駐扎，由于測繪技術和方法落后，導致測繪工程的工作量巨大，測繪工作周期長。長期在野外作業，受到自然環境和氣候因素的影響較多，導致測繪工作更加困難復雜。測繪遙感技術則不受外界干擾，工作周期短，測量數據精準。

2.1.3測繪遙感技術處理數據信息量大

礦區勘測工程一般施工范圍較大，勘測需要覆蓋的區域較廣，導致測繪數據量巨大，傳統勘測技術手段，無法及時計算出測繪信息。遙感技術能夠在實時采集、記錄測繪信息的同時，根據用戶平臺所需信息的條件，對收集數據信息進行處理反饋。

2.1.4測繪遙感技術監測范圍覆蓋廣

遙感技術是結合衛星高空拍攝技術，對勘測目標能夠全方面覆蓋，能夠捕獲礦區及周邊的全面信息情況。在收集信息的同時，能夠調節觀測高度，較短時間內便可以完成對大范圍地區的觀察和勘測。

2.2測繪遙感技術的應用

利用遙感技術測繪礦區，不需要實際接觸進行測繪，利用探測儀器接收信息數據的反饋。通過信息數據的自動化處理，實現數據傳輸、計算和分析，反饋出礦區綜合屬性。由于測繪遙感技術是以高空拍攝的方式獲取地面的數據信息，比傳統測繪技術更具優勢。測繪遙感技術在地質勘察中的應用廣泛，主要包括地形測繪和專題圖件制作。礦山地質勘測工程施工過程中，利用測繪遙感技術，結合衛星高空影像資料，對礦山三維地形信息捕捉，得到精準度高的礦山區域地形圖。利用遙感技術可以全天多時段全面勘測計算，不受自然因素的干擾，通過衛星的高精度影像資料，和計算機系統收集處理的精準數據，進一步提升礦山地形圖測繪的精準度。由于傳統測繪過程中，技術人員在大工程的礦區測繪中，難免受到各種因素的影響，導致人為誤差，遙感技術的精準和自動化避免了勘測結果受到人為誤差的影響。專題圖件需要利用測繪遙感技術，在不同波段生成遙感影像，通過對地表信息進一步采集，對礦區的地質構造、巖層組成及分布和底層發展方向等信息，做出一個更詳盡具體的分析。通過多波段采集并篩選數據，進一步分析礦區資源情況，對礦區的發掘和開采提供綜合數據分析和有效技術支持。

2.3地理信息系統的優點

2.3.1效率高

地理信息系統是在確定時間下，對礦山進行勘測并采集信息，通過對同一觀測對象，在二維空間的定位，展示出多維屬性特征。不同時間采集的信息是不同的，因此，地理信息系統可以通過調整測繪時間來區分收集的信息。礦山的測繪工作普遍在艱苦的野外條件下，地理信息系統更為科技智能化，不僅具備信息采集處理分析能力，還滿足礦山勘測的其他要求。利用設備及軟件的先進性能夠節約人力，提高了礦山測繪工程的效率。

2.3.2測繪精度精準

在礦山測繪工程中，通過使用iRTK、GPS、無人機、全站儀等，通過調平和觀測，確保設備的精準度，降低人為誤差。在GIS系統中按照礦山測繪工作的要求，建立信息化數據系統，結合遙感影像繪制出更加精準的礦山矢量數據及3D模型。

2.3.3優化GIS內部數據

利用地理信息技術對礦山勘測數據進行采集，通過空間數據管理的核心功能，以儲存在系統中的測繪數據為基礎，對GIS內部數據結構、柵格數據結構進行不斷優化。在勘測過程中，可以隨時利用空間索引機制，查詢礦山的空間關系。例如，在繪制礦山的地貌時，通過實時記錄局部的地形地貌的變化，獲取不斷更新的圖像，在模擬繪制礦山地形地貌變化時，可以提供精準圖像信息和數據。礦山測繪工程中，地理信息系統為礦山地質勘測工程獲取的信息提供保障。地理信息系統能夠采集測繪技術的數據，通過地理信息系統建立子數據庫，與地理信息系統數據庫建立聯系，為礦山的勘測工程提供更多精準地理測繪信息。

2.4地理信息系統的應用

礦山勘測工作中，始終伴隨著信息采集，數據的收集和管理是地理信息系統的核心功能。地理信息系統能夠實現對空間數據庫的管理，空間數據是在勘測期間，采用GPS定位數據，獲取礦山地質信息，并對數據進行分析和處理。數據處理的主要方式包括坐標轉換、拓撲關系和圖形編輯等，在運算、分析過程中提出問題數據，對缺失部分數據進行補充，保證勘測數據的完整和真實。地理信息平臺能夠記錄采集和處理過的信息數據，為礦山勘測后的開采工作提供信息參考。例如，在應用空間索引機制查詢信息功能時，能夠查詢空間關系和屬性等特征，并在地理信息平臺上顯示出來[3]。

3.測繪遙感技術和地理信息系統的融合應用

由于遙感影像是地理信息技術的主要信息資源和核心數據，地理信息技術對空間數據的分析使遙感影像更具有價值，因此測繪遙感技術和地理信息系統的融合是必然趨勢。例如，在城市建設中，城市遙感動態監測管理系統和北京土地利用動態監測與評價平臺等項目，都是以地理信息平臺為基礎，通過柵格數據的加載、顯示和數據管理等基本功能，在業務中取得較大成果。礦山地質勘測工程依賴先進的勘測技術和設備，遙感技術和地理信息系統在地質勘察工作中發揮巨大作用。同時采用兩項技術相融合，是實現對礦山空間地質勘測數據的自動化采集和整理。測繪遙感技術提供的地質結構、地形地貌等信息，并反饋出遙感影像。利用收集的數據信息，在地理信息系統建模，采用定量分析技術，不斷完善對礦山的地質監測工作[4]。

4.結論

綜上所述，礦山勘測的特殊地形勘測工程，包含著水資源勘測、森林資源勘測和地下結構等空間勘測，對空間建模的需求不斷增大，遙感數據和地理信息系統的結合也將因此日益緊密。礦山勘測工程是我國礦產資源開發前的必要準備工作，為保障礦產資源能夠得到合理的開發和使用，還需要不斷地推動先進技術手段的發展。測繪遙感技術和地理信息系統的發展與融合，實現了礦山地質勘測質量的提升，提高了礦山地質勘測工作的效率和數據的精準度，從而提高了礦山地質勘測工作的質量。

參考文獻：

[1]戴瀟磊.測繪遙感技術和地理信息系統在礦山地質勘測中的應用[J].世界有色金屬， 2021（05）： 113-114.

[2]朱美嘉，張培洋，等；測繪遙感技術和地理信息系統在地質勘查中的應用[J].世界有色金屬， 2020（05）： 37-38.

[3]王璐.礦山測量中測繪新技術的使用[J].工程建設與設計， 2019（08）： 275-276.

[4]趙娟，王靜，劉麗，等；測繪遙感技術和地理信息系統在地質勘查中的應用[J].綠色科技， 2019（14）： 221-222.