测绘新技术在露天开采金属矿山测量中的应用与分析

王晓东

（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 满洲里 021400）

对于露天金属矿山来说，想要对其内部资源进行开采，无论是前期的设计过程，还是后期恢复该区域地质环境的环节，均需要采用新技术对金属矿山进行测绘。但由于矿山开采过程的特殊性，危岩体在开采过程中大面积形成，使得较多的开采矿山区域难以深入进行实地测量。在这种情况下，应用传统技术确定区域数据不仅难度较大，同时给测绘人员带来了极大的安全风险，对应得出的数据也难以保证其准确性。因此，测绘人员应就当下的几种测绘新技术的应用进行深入分析，在保证其工作效率的同时，最大程度的降低测绘人员的工作安全风险。

1 露天金属矿山测量内容

对露天金属矿山进行测量，不仅包括地形测量与矿山控制区域测量，同时应对边坡稳定性以及开采储量进行深入探究，从而保证矿山开采过程中人员的安全性以及数据的准确性[1]。对于露天金属矿山开采过程来说，需要测量的数据内容非常多，其对应的内容与环境所需要的测量方法有着诸多不同，选择合适的测量方法，才能保证各项数据的精准度与应用效果。

2 技术优势

相较于传统的矿山测绘技术，新的测绘技术在实际的测量过程中表现出了诸多的技术优势。第一是测绘技术应用后得出的数据精准度较高。传统技术下进行的矿山测绘想要得出不同区域的各类数据，大多以人工测量为主，但这种测绘方式不仅效率极低，且得出的数据误差也较大[2]。当前的新型测绘技术以电子仪器的应用为主，测绘效率较高且得出的最终结果有着较高的准确度；第二是数字化。应用的新型测绘技术中由于融入了诸多的先进计算机技术，得出的不仅仅是地形数据，同时也将其对应的图像以数字化的方式快速传输到各个基站；第三是自动化。新型的测绘技术的应用过程中，无论是测量还是最终的绘图，由于融入了诸多的自动化设备，各个环节均具有自动化特征，测绘工作的效率极高；第四是多样化。传统测绘技术的应用主要以数据二维平面图展现出来，但新型测绘技术却可以在计算机的辅助下将金属矿山的地形地貌等以三维立体化的方式展现出来。

3 几种常见的测绘技术

（1）全站仪。作为一种将机械、电力等融为一体的高科技测量设备，全站仪一直以来都是各个行业领域中不可或缺的主要测量设备，其在金属矿山开采过程中的应用不仅帮助工作人员对水平角以及斜距等数据进行准确测量，同时测绘人员的工作效率也被大大提升。使用全站仪进行测量作业时，应结合地面与井下的地形地貌特征，建立完整的测绘控制平台，将全站仪与控制平台结合使用能够快速建立金属矿山区域特征所对应的立体数据库，从而实现矿山矿层以及地表等地形基本数据的快速收集，为后续的施工作业提供了有效的理论依据[3]。生产作业过程中，全站仪不仅可以快速处理与收集数据，同时也帮助工作人员在恶劣的环境下完成地面以及地势的测绘过程，大大减少了人工工作成本，因此全站仪也成为了应用最为广泛的几种测绘技术之一。

（2）GPS。GPS技术在人们的日常生活中应用极为广泛，由于我国的绝大部分矿山地势环境具有复杂化的特征，利用传统的测绘方法测绘矿山的地形地貌等数据十分困难，复杂的地形地貌使得人们在进行实地测量时有着较大的危险性。而工作人员在应用GPS技术时，通过选择远程定位点能够快速对作业区域进行相关的数据监测，极大的提升了测绘安全性。另外由于GPS技术受到周围环境因素的影响较小，不仅操作起来较为简单，收集的数据精准度也较高，在地形监测以及环境数据收集环节，GPS技术发挥了十分重要的作用。

（3）ISS测绘。惯性测量技术也被称之为ISS测绘技术，通过将计算机加速度计量器以及陀螺仪等机械设备的整合，能够快速确定对处于运动状态的物体的相对地面的加速度。这一测绘方式由于受周围环境因素的影响较小，因此不受复杂环境条件的限制且自动化的测量程度较高。通常情况下，该技术与GPS技术联合应用。首先利用GPS技术对井下施工作业的区域进行坐标点定位，对施工环境以及矿山的表面地形等数据进行全面测量，最后对这些数据进行整理分析，为后续的矿山开采工作提供基本的数据支持。

4 SDCORS在露天金属矿山测量中的应用

（1）技术概述。SDCORS是数字通信技术、网络技术以及气象分析预报等先进技术的整合结果，这使得SDCORS有极大的技术应用优势。其主要由数据处理中心、数据传输中心以及基础站网等部分组成，并通过整合区域气象环境数据使其具有空间信息采集系统的应用特征，具有不间断的应用特性，现如今已经逐渐成为了区域坐标框架建设与功能维持的重要手段。

（2）控制测量。想要对矿区各区域进行测量控制，控制技术的测量结果准确性环节是保证数据精准性以及技术应用优势充分发挥的重要基础。金属矿山露天开采由于施工的特殊性，有高等级特征的周边控制点被开采过程破坏的极其严重，需要对控制点的可用性以及兼容性进行深入分析。但由于其中的大部分均已无法在正常条件下进行使用，因此一般进行平面控制测量时均以基准站为起算点，利用静态测量方法对区域的各类数据进行监测。基准站长期观测以及高等级控制点联合监测的方式，使得得出的区域数据具有精准度高的特性。在应用该种测量方式时，不需要设置大量的信息接收机，利用固定的基础站即可进行数据监测与测量，大大减少了测量成本。为保证数据的测量精度，应根据周围的环境情况适当对静态观测时段的长度进行延长，时间通常在120分钟以上。

（3）地形测量。这种技术在对地形数据进行采集与分析时通常与全站仪相结合，应根据区域环境的具体特征选择合适的数据测量分析方式。若是没有较为明显的遮挡物，且信号较好，那么可以直接采用此种技术对零散数据进行采集；若不能获得固定点，那么对该区域进行数据采集时应首先使用RTK技术设置图根控制点，随后在其基础上结合应用全站仪进行零散数据的采集与分析。

部分矿区面积较小使得其可以在已经确定的矿区控制点基础上，对区域坐标进行转换，转换完成后即可按照相关的工程测量规范，对区域数据进行采集与分析。测绘过程中应注意首先确定各类仪器的测量交界区域，从而避免重复测量现象出现。使用此种技术进行图根点测量时，无论哪一个图根点通常都需要观测两次，对得出的数据进行验证时若是数据满足平面位置较差小于三厘米、高程较差小于五厘米的数据标准，那么就可以取数据的平均值作为本次观测的最终数据。测量完成后，需要将得出的数据延伸至图形编辑软件中，结合矿山的环境条件将地形地貌绘制成图，并对有疑问的区域进行重点标注以便后期进行现场的数据核实。地形图绘制完成后，应对数据进行抽样检测，根据数据检测过程编制技术总结报告，经二次检验合格后方可正常使用。

5 无人机航空摄影测量

（1）技术概述。无人机是一种无人驾驶航空器，其由于具备无线遥控设备，以一对应程序能够实现数字遥感设备的自动化拍摄，从而对区域的数据进行调查与监测。这种新型的数据采集方式具有成本低以及工作效率高的特征，也操作起来较为灵活，尤其是在具有特殊地形特征的金属矿山数据监测中，更是充分发挥了其应用优势。

（2）针对露天金属矿山的测量流程。无人机对金属矿山区域数据进行采集时，主要包括平差处理、卖艺航空摄影以及数据输出的，低空摄影的方式使得其能够对指定区域的数据进行完成采集，同时实现采集数据的快速输出，远程控制的特点大大提升了工作人员数据采集过程的安全性。

6 地面三维激光扫描

（1）技术概述。地面三维激光扫描是一种新型的空间信息数据获取手段，通常由软件控制系统、扫描仪旋转平台以及数据处理系统等部件组成，由于其具有快速收集复杂环境地形数据的应用特性，对复杂区域数据进行采集时具有天然的应用优势，能够实现对区域目标三维模型的快速构建。

该技术的工作原理是首先发射激光脉冲，用反光镜的快速旋转过程将激光脉冲定位到目标区域，反复扫描帮助仪器快速确定距离，并根据角度的变化得到区域地形控制点的三维坐标，经过软件处理后最终形成区域地形的三维图。

对目标区域进行扫描前，应首先利用全站仪与GPS技术在目标区域内布设一些扫描控制点，将这些控制点的数据统一上传后，能够将其坐标系数据转化为绝对大地坐标系，为后续数据分析提供基础内容。

（2）工作流程。利用地面三维激光扫描技术进行金属矿山的区域数据采集与分析，可以将其分为外业数据采集、内业数据采集以及前期规划设计等操作步骤。通过对场地的勘探以及扫描站点的布置，能够帮助进行后期的数据整合并重建该区域的地形模型，最终完成模型可视化以及数据整理的过程，为模型的应用服务提供数据基础。相较于传统的人工测绘方式，地面三维激光扫描技术能够对人员暂时无法到达的特殊区域进行数据采集。这种信息采集方式相较于传统的单点采集模式，获取较为简单，数据量获取甚至能够达到30万点每秒，外业工作的时间被大大缩短使得工作效率有了大幅度的提升，在获得具有高精度特性的三维数据后能够快速根据数据进行三维模型的构建。

7 结语

综上所述，利用新型的测绘技术不仅能够有效提升测绘结果的准确性，同时由于新技术的应用能够避免人们进入到特殊的地形环境，从而降低安全事故的发生风险。希望未来这些新型技术能够在实践过程中不断得到更新与发展，为智能化数据测量工作提供更为完善的技术支持。