数字矿山形势下智能精准测绘技术应用

于宏宇

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳110000）

当今社会的科技发展水平不断提高，使社会发展进入到了数学化趋势。在地质工程方面，数字成像和制图技术在采矿业中的应用可以提高效率和经济效益，同时提高采矿质量[1]。矿山的工程地质学是一个非常复杂的工程项目。为了有效地实现矿山地质工程的发展目标，必须保证采矿的质量和效率[2]。传统的地质测绘技术会出现差异性，使测绘的信息无法满足矿山工程需求，因此，将新型矿山数字化测绘技术应用到未来工程发展当中。

1 常见的矿山地质工程数字化测绘技术

（1）地图数字化测绘技术。数字化测绘技术发展过程中，主要是利用现代化计算机技术的优点，并将其所勘查到的地质工程数据及制图输入到计算机系统中，从而可以实现高效率的测绘信息传输。在实现数据话测绘时，可以减少工程地质的工作量，从而可以提高经济效益。在传统的矿山工程开采，通常是利用手动测量技术，这就增加了现场地质工程人员的工作量，并且增加测试地质人员的经验与可持续性。环境、天气和其他因素会影响地质工作的发展或准确性[3]。通过使用计算机技术和现代电子设备，地图和制图技术的数字调查可以减少地质工作期间暴露于不利因素的可能性。数字化测绘制图技术，是以卫星观测进行定位为基础，利用定位系统将矿山工程进行测绘，从而实现矿山地质工程数字制图的形成[4]。

（2）数字化成图系统测绘技术。数字系统的勘测技术是基于地质和地球物理勘测数据和地图数据，并结合了先进的电气设备和智能软件，从而实现智能化信息技术测绘。该技术实际发展与应用，是对现场调查人员提出了严格的要求，对现场进度的制度要利用经验来分析地质结构[5]。矿山的岩土工程服务部门提供的大地测量和制图数据，数字制图系统的后续工作。传统的采矿地质和工程地质工作需要大量的人力和时间，大地测量和制图技术可以理想地解决此问题。将电子手册与全站仪进行应用，可以加快地质勘查工作，从而可以减轻工程难度，使地质勘查质量及精准度得到提高，实现了良好的地质工程勘查状态。

2 数字化测绘的定义

当代科学技术的不断发展，其数字勘测技术的发展可以分为四个阶段：从遥感技术（RS），地理信息技术（GIS），全球定位技术（GPS）到数字技术和其他新技术。GPS、GIS、遥感、数字大地测量学和制图学等技术的蓬勃发展和广泛应用，使其有可能实施新的科学有效的工程测量方法。

其中，数字测量与制图技术已成为矿山测量技术的新宠。它已得到采矿主管的高度赞誉，并广泛用于矿山勘测中。通常数字大地测量技术体现在五个主要系统中，即收集、计划、功能、包装和主要系统。数字成像和制图技术的使用更适合于矿山勘探、设计、开发、生产和运营的各个阶段。它结合了矿山测量与现代技术，扩大了矿山测量的生活空间和范围，并为矿山测量的改进和发展做出了贡献。这更符合市场经济和采矿制度的改革。

3 数字测绘技术在矿山测量中的优势

借助计算机建模技术，可以实现数字勘测和制图技术在矿山勘测中的应用，该技术可以在计算机网络上直接反映矿山中的地形和地籍信息，并可以直接使用测量数据来指导和控制采矿作业，进行以减少不必要的成本并提高企业的经济效率。

（1）数字化测绘技术能降低测量人员的工作强度。在矿山工程测量当中，要采用数字测绘技术更为校正测量信息，在一定程度上提高产品质量，提高产品利用率，延长产品使用寿命，有效降低测量师的工作量和复杂度，工作强度大大缩短了生产周期，根据测量结果提高工作效率，并可以在相对较短的时间内满足各种客户的需求。

（2）相对手工绘图，数字化测绘技术的成图精度较高。当数字地图系统正在收集数据时，可以使用全站仪自动原位收集和存储3D地形坐标。在工业数据处理中，它可以完全保持现场调查的准确性，并减少不必要的错误。提高现场效率，显著降低运营成本，并最大限度地提高经济效益。

（3）数字化技术能完全展现测绘对象的形象和特征。数字大地测量和制图技术可以通过各种媒体技术（例如计算和建模），在传统的勘测和制图过程中更改数字和符号等无序图像，更好地存储数字产品以及通过各种媒体技术来充分显示大地测量和制图对象的图像和特征。简化产品存储处理并简化产品修改。使产品保持最新状态且不可变形，以避免重复进行测量和制图，减少测量和制图纸的浪费，并改善地形图在工程测量和制图中的使用。

（4）矿山地质工程数字化测绘技术的核心能力体现为计算、数字化记录储存。通过转换数字信息，可以准确执行大地测量和制图工作以及定位功能。一旦有关矿山地质工程的地质信息由于天气和环境等外部因素而发生变化，地质人员还可以及时更新数字勘测和制图以跟踪数字信息。更新数据和坐标已提高了数字成像和制图技术的稳定性和准确性。基本的采矿地质学和工程地质学完成后，从而有益于计算机技术的不断发展，这样可以直接应用到地质测绘当中，可根据不同的地质结构与精准度，可以对其进行实时监测，并将所监测的信息进行打印。

4 数字化测绘技术在矿山工程测量中的应用

4.1 矿山测量任务

现代矿山测量的主要任务可概括为：在合理范围内的勘探，设计，开发，生产和运营阶段，收集，存储，加工，展示，分析和使用地面和地下空间资源（主要是矿产资源和土地资源）以及有关矿区环境的信息，从而可以有效开发矿产资源，并要对资源进行保护，使矿山工程得到可持续发展。

4.2 数字化测绘技术的应用

4.2.1 矿山数字化和数字化成图—自动化矿山地学信息系统

矿山数字化勘查已经成为矿山地质信息采集的基本方法，这是实现数据自动化收集，从而降低了矿山勘查成本。全面利用所采集的数据来源，利用此数据建立矿山的基本信息，及地质空间数据库，保持矿山地质信息系统的畅通，如下图1所示。这样做的过程，要注意模式识别和专家系统理论，该研究的最终目标是使山地地图数据的收集，识别和处理自动化。

图1 矿山数字化测绘技术流程

（1）三维可视化技术。三维可视化技术是一种用于建立矿山数据模型，并渲染将数据转换为可视图像的三维图像的技术。首先，我们需要建立一个模型。它通过智能地协调和规划软件中的点，线和面来执行此操作，以根据相关数据生成矿体的数字模型，该模型可以显示矿体的位置和形状并模拟矿体的特定细节。开发工作。第二，将材料附加到模型。在建模的第一阶段，我们可以大致了解矿体的宏观图像，并且材料应根据实际条件赋予模型某些属性，例如颜色，光泽，光滑度，反射效果等。一步将大大提高模型的真实性。第三，渲染的主要内容是为模型添加照明。模拟真实情况，智能地定位光源和光强度，并渲染模拟图像。最后，制作动画。根据实际的DV拍摄情况，模拟动画场景并使静态对象动态化。

（2）数字化资料处理技术。矿山勘测中的数据处理主要是指数字、图形、文本和表格的处理，包括收集、处理和存储等。在此过程中，可以使用专业的数字处理软件（例如VB等）来有效地创建数字数据库，并可以改善数字数据共享，可维护性和易于存储性。

4.2.2 矿山开采环境的综合评价与治理—矿山开采环境四维动态信息系统

针对矿山地质空间状态的不断变以及开采机构，在现有的数据模型建立上，研究出可适用于矿山地质空间的综合数据模型结构，从而可以使建立的地质与采矿信息更加有效。该系统应达到如下目标：①实现各类地质采矿条件下开采沉陷的四维动态模拟，为矿山开采沉陷的综合治理提供依据。②实现矿区生产管理的动态模拟，为主管部门提供决策咨询。③实现矿区土地资源自动化管理，为矿区开采环境的综合评价与治理提供依据。

采矿和地质工程中的现代数字勘测和制图技术通常可用于各种工程和地质勘测中。无论是地形图，垂直和水平横截面图，大地测量控制图以及其他测量和制图，数字测量和制图技术都可以在户外使用。数字成像测绘技术的运用，不仅可以理想地解决传统地质技术的难点，而且可以消除传统地质技术的弊端、减少大地、制图工具和人力资源的投入和使用，提高准确率，和地质作业的效率。不仅可以实现测绘的准确性，而且还具有更大的灵活性并减少了外部非人为因素的影响。在未来的地质工作中，数字成像和制图技术将完全取代传统的体力劳动。

5 结束语

简而言之，矿山勘测涵盖了许多学科，是采矿技术和大地测量科学与技术的主要结合。随着科学技术和计算机技术的不断发展，矿山勘测的技术方法开始与数字技术紧密结合。地形勘测和制图，以及由此产生的现代地形勘测和制图方法，为矿山勘测的进一步发展做出了贡献。数字测绘技术使测绘能够基于智能，自动化和准确度特征，整合采矿数据的收集，处理，控制，传输，分析，表达，应用和输出，为采矿区的工程建设提供方便的参考。它们在现代矿山勘测中起着重要作用。