矿山地质测量中数字化制图技术的运用探索

安灵霞

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队，新疆 乌鲁木齐 830011）

目前，针对矿山地质测量研究中，普遍存在覆盖范围小、测量时间长、采样点有限以及精准度不足等问题，导致矿山地质测量实际效果很难达到预期，无法实现高精度矿山地质测量。数字化制图技术作为测量技术中的一种，具有自动灵活、高效精准、成本低廉的优势，通过结合信息技术和测绘技术的功能受到测量方面的重点关注[1]。在我国，针对矿山地质测量方面的研究十分普遍，但大多数测量方法很难满足矿山地质大比例尺测量的精度要求。本文通过将数字化制图技术应用在矿山地质测量中，通过计算机硬件技术和软件技术，获取地质条件的空间信息，为矿山地质测量提供一个崭新发展方向。

结合焦云鹏提出的数字化制图技术在煤矿地质测量中的应用探析中表明，矿山地质测量中数字化制图技术运用的亮点之处在于通过数字化制图技术能够对测量物体的基本空间结构数据进行综合整理，实现矿山地质测量。本文依次为研究依据，进行矿山地质测量中数字化制图技术的运用探索，通过设计基于数字化制图技术的矿山地质测量方法，致力于提高矿山地质测量精度。

1 基于数字化制图技术的矿山地质测量方法

本文结合数字化制图技术为矿山地质测量提供的优化方法，根据矿山地质地形特点，设计基于数字化制图技术的矿山地质测量方法具体流程为：首先，以数字化的形式获取矿山地质测量数据；而后，通过数字化制图技术进行抽象化制图，获取高精度的矿山地质测量可视化图像；再通过数字化图像处理，提取矿山地质可视化图像中的特征参数；最后，对矿山地质测量数据进行空间显示。上述为通过数字化制图技术进行矿山地质测量信息提取的整体流程，以下将从数据获取、信息处理以及矿山地质测量数据显示4个方面，开展基于数字化制图技术的矿山地质测量方法的设计，结合数字化制图技术实现高精度露矿山地质测量信息的图区。具体研究内容，如下文所述。

1.1 获取数字化矿山地质测量数据

为获取数字化矿山地质测量数据，在测量开展区域设置测量点，并将其作为矿山地质测量的结构基准，再通过数字化制图技术对该区域矿山地质测量信息进行数字化仪输入[2]。通过数字化制图技术对矿山地质测量信息智能扫描矢量化输入，利用数字化矿山地质测量数据中的特征点、线、面，确定测量参数结构。利用CC（Smart 3D）软件确定矿山地质测量参数结构的具体流程为：首先，加载矿山地质测量信息，引入控制点以及相关参数；而后，采集pos数据，获取pos数据原始坐标；在此基础上，通过空三对pos数据原始坐标进行加密处理；最后，提取密集点云，利用数字化制图技术以游标跟踪和记录相结合的方式对矿山地质测量数据进行精准采集。通过得到的矿山地质测量参数结构，为下文测量数据制图处理提供基础点位支持。

1.2 基于数字化制图技术的测量数据制图

为满足基于数字化制图技术的测量数据制图处理图像数据高分辨率、清晰的要求，将像素大小设为最大值，为2560×1920。与此同时，在图像编辑系统中，首先，基于数字化制图技术将纸质的图像扫描成图，导入MapGIS图像编辑系统，点击MapGIS图像编辑系统菜单中的矢量化选项，自动进行图像矢量化处理；而后，通过MapGIS图像编辑系统中的拓扑查错功能，对矿山地质测量边界线进行拓扑查错；在此基础上，根据测量区域地质调查具体参数，对数字化图像进行赋值；最后，得到有颜色、纹理清晰的数字化图像。为最大限度上降低数字化图像的误差，需要将数字化图像涉及区域以1:50000的数字栅格地形图按公里进行网格校正，对不在网格内的部分进行剔除[3]。与此同时，还可以结合有经验的测量专业技术人员根据自身丰富的工作经验对数字化图像进行特征提取，形成较为完整、清晰的矿山地质测量边界线。考虑到在基于数字化制图技术的测量数据制图处理过程中，很容易出现数据的偏离性误差。可以引用大数据处理技术，对数字化图像进行偏离精准度调试，通过动态的调整，进而满足矿山地质测量过程中对于数据精准度的需求。

1.3 数字化图像处理

基于上述进行的数字化制图工作，进行数字化图像处理。首先，针对上述收集的数字化图像进行相机自校验，实现对矿山地质的区域性划分。而后，可以通过二次整理剩余的数据，去除边缘模糊的数据。在此基础上，通过人工解读判断矿山地质测量信息的具体应用，一方面为了提升数据在处理的准确性，另一方面可为测量提供基本测量数据信息。最后，进行数据信息的提炼，实现对数字化图像测量数据的处理。根据上述数字化图像快速处理流程，为剔除重投影误差，计算重投影误差。设重投影误差的平方和的函数表达式为g，则其计算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，m指的是场景稀疏点云；j指的是一个变量；v指的是最小化投影点；f指的是观测图像点；P指的是误匹配点；C指的是待求相机参数；X指的是空间点坐标；q指的是最佳相机位置。通过公式（1）可得出重投影误差的平方和，满足数字化图像快速处理的高精度要求。

1.4 矿山地质测量数据空间显示

完成数字化图像处理后，下述将结合数字化制图技术，实现矿山地质测量数据空间显示。矿山地质测量数据空间显示的具体流程为：首先，重复校正测量数字化图像的比例尺，形成对应的DEM、热红外线等数据，为矿山地质测量数据空间显示提供多元化的数据源。再通过全色数据的正射校正，对矿山地质测量数据进行配准。而后，将数字化图像的分辨率融合，实现对数字化图像的增强以及调色。最后，通过多景影像的镶嵌，对附加信息进行装饰，完成矿山地质测量数据空间显示。至此，实现基于数字化制图技术的矿山地质测量，通过数字化制图技术为矿山地质测量工作的顺利进行提供技术化指导。

2 实例分析

2.1 实验准备

本文设计了如下的对比实验，整体实验均在同一矿山相同环境下进行，针对矿山地质开展相应的测量工作。在矿山内布置了8个控制点，其中4个控制点作为测量精度配准控制点，剩余的4个控制点作为方法精度验证点。矿山地质测量标准精度，如表1所示。

表1 矿山地质测量精度（mm）

结合表1所示，本次实验内容为对矿山地质测量相邻点之间的距离中误差进行对比，设置本文基于数字化制图技术设计方法为实验组，传统方法为对照组，并采集8组实验数据，通过将实验数据进行对比，测量相邻点之间的距离中误差越低证明该测量方法的测量精度也就越高。

2.2 实验结果及分析

结合上述对实验的设计，将实验后收集的数据进行对比分析。两种方法下测量相邻点之间的距离中误差具体对比数值，如下图1所示。

图1 测量距离中误差对比结果图

通过图1可以得出结论：在地质条件及外界因素相同的条件下，文章设计的方法测量距离中误差明显低于实验对照组，其测量精度更高，可以实现矿山地质测量中的精准测量。因此，可以证明文章设计的方法能够满足矿山地质测量的精度要求，有理由加大数字化制图技术在矿山地质测量中的应用，提升矿山地质测量工作的精准程度。

3 结语

本文通过对矿山地质测量中数字化制图技术的运用探索，以实验的方式证明了数字化制图技术在矿山地质测量中的实用性。由于运用数字化制图技术在矿山地质测量的过程中，即便遭受到外界环境的干扰，但外界干扰对矿山地质测量结果产生的具体影响较小，因此，本文不作多余赘述。通过以上研究，希望能够为矿山地质测量提供一定程度上的参考与借鉴，并且加大数字化制图技术的研究力度。在未来矿山地质测量方面的研究中，更好的应用数字化制图技术，促进矿山地质测量的可持续信息化发展。