新时期矿山测绘工程测量技术的发展与应用分析

2022-12-20张艺鹏

世界有色金属 2022年19期

张艺鹏

（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北保定 071000）

矿山的开发直接影响到国家的经济发展，而矿山的测绘项目则直接影响到整个矿山的生产。因此，要对矿山进行科学﹑合理的开发，必须从提高测绘技术水平入手。如何引入新技术﹑研发新设备，是目前有关部门急需研究和解决的课题。另外，由于国内很多地区的矿体构造较为复杂，在进行此类矿体的测量时，必须采用较为先进的技术与工艺，因此，要想使矿山勘测技术更加完善，还需进一步完善。

1 工程测绘技术的特点与优势

1.1 测图与图形的自动化特点

工程测绘技术还能够对测量工作中的录入信息﹑分析和管理数据等操作完全智能化，所以，数码制图技术可以方便的使用和访问数据地形图，而数据地形图则是因为数码制图技术的发展，方便数据的传送和利用，并且还可以保存大量的数据﹑数据和数据，这样，数据地形图就可以自动获得位置﹑体积和位置等相关的信息，并且可以帮助电脑的辅助设计和GIS的工作。

1.2 高精度的测图，方便更新与保存

在野外开展测量工作时，由于工程测绘技术并不出现采集数量不精的问题，而且准确度又不受比例尺的直接影响，所以，由于工程测绘技术的精确度高，在实际很多测量工作中都受到了普遍的应用，如地籍﹑管网﹑房屋建设等。在实际测量工作中，一旦测量实地变化时，对传统的测量方式来说就需要再次对进行检测，而数码测量技术就不需要，它只需要对坐标﹑代码等有关数据给予更新，并通过相应软件对进行了编辑处理，就可以获取最新的结果如下图，并对结果也进行了更新以保证其现局性，而数码测量技术和传统测绘方法相比更具持久性和现局性，因为传统测量技术是把测绘的有关信息通过图纸加以存储，但图纸在进行了长期的应用过程中，就难免有损失，这样对今后的实际测量工作造成了麻烦而现在数码测量技术对测绘信息的存储将统一使用传统数字化方法，这样也就减少了图纸的危害。

1.3 输出形式的多样性为GIS提供相关信息

因为数字化测量技术所获得的结果一般都是用数值化的形式加以存储，所以其输出方法也就相应较多，并且能够按照国家有关规定，对结果的输入输出方式给予适当的调整，这就在实际应用中带来了很多便利，而工程测绘技术在对测量图进行存储时，通常采取的是分层存储的方法，由于这样的存储方法打破了图表面的束缚，也因此为多测量结果的加工运用带来了更大的便利之处，从而促进了测量业务的进一步拓展。同时工程测绘技术也为GIS提供了信息，因为GIS的数据收集量非常的大，而工程测绘技术的应用就能够通过把成果转化成GIS数据库系统中所接受的格式，并对其予以增补与改进，对于GIS功能能够得以有效发挥，有着极大的帮助。

2 矿山测绘工程中测量工作的影响因素

2.1 测绘工作人员的专业水平

在矿山测绘项目中，测量工作的难度很大，对工作人员的要求也很高。因此，在矿山勘测工作中，测量员的专业水平与有关资料的准确性有直接关系。因此，在整个矿山绘图项目中，测量员是最积极的一个因素，他们的基本知识掌握程度﹑实践能力和经验都是必不可少的，同时，他们的工作态度也非常重要。

2.2 专业的测量技术和仪器设备

由于仪器是测量工作的载体，所以在整个矿山测绘工程中，仪器设备作为测量工作的载体，直接影响到有关的测量技术的落实。因此，测试仪器必须要有专业的人员来维护和维护，这是一个不容忽视的工作。只有保养良好的仪表和设备，其外部测量工作才能顺利进行，而工作人员的测量结果也更具参考价值。

2.3 测量监管的严格程度

“监管”是矿山测绘项目建设的重要内容。在此基础上，不仅要对测绘技术和仪器进行监督，还要对测绘工程中存在的潜在危险进行监督。严格﹑科学的管理，对于减少整个矿山测绘项目的测量费用，具有十分重要的意义。

3 当下矿山测绘工程中测量技术的发展现状

3.1 急需进一步开发和引进核心性的技术

为了使矿山测绘项目的综合应用得到更好的发展，我国将加大对各类测量技术的投入。然而，尽管目前各类矿产资源市场巨大，需求巨大，但国内很多矿山测绘项目仍面临着关键技术的制约。在矿山勘测项目中，由于缺少核心技术，影响了测量工作的质量和效率。国内有关勘测队伍在进行矿山勘测的过程中，除了核心技术以外，也很少能看到一些高端技术的“身影”，很多技术的运用也出现了断层。因此，在矿山测绘项目中，关键技术的缺失是一个较为关键的问题，需要引起有关方面的关注。

3.2 相关测量装备缺乏创新性

在矿山测量工作中，既要有高端的核心测量技术，又要有合格的测量设备，才能使各种测量技术的功能得到充分的发挥。国内大多数矿山勘测队伍，尽管有较为先进的测量仪，并且每年都投入大量的人力物力，但在测量仪的革新上，依然没有达到预期的效果。

随着社会的快速发展，各种经济的发展都在飞速的发展，这就意味着各种先进的测量技术将会出现在矿山勘测项目中，如果不能在设备上进行革新，就很难跟上社会的步伐，也难以在矿产业的发展中抢占先机。

3.3 矿山测绘工程的测量成本普遍偏高

在矿山测绘项目中，测量技术的发展与应用，也是一个值得重视的问题。然而，目前大多数矿山测绘项目仍处于高成本的状态，其原因有：首先，很多测绘工程师都是使用传统的航空影像法来进行测量，这种方法不仅系统复杂，而且各种飞机的日常维修和摄影处理也是一笔不小的开支。其次，相关设备的操作人员要求较高，有时需要具备相应的资质证书。有些测绘队伍还要训练队伍里的工作人员，这样就会增加测量费用。最后，手工绘制地图所需的材料相对来说要少得多，维修起来也要耗费大量的时间和精力，这也是为什么在矿山测绘项目中，测量的成本要高得多。

4 新时期矿山测绘工程测量技术的应用

4.1 数字摄影技术

在进行工程测量时，采用多角度摄影法进行矿山施工，同时还能对特定的细节进行拍摄，并能将所拍的图像进行远距离传送，这是传统的工程测量技术无法做到的。数码摄影技术，不但能根据不同的目标，提供不同的图像，而且还能实时监控具体的施工地点和位置，从而确保工程的质量。这种方法比传统的工程测量方法更为科学﹑快速，而且可以取代手工的方法，而且操作简便。

4.2 全球定位系统测量技术

GPS技术在近十年的发展中，在地理位置﹑气象﹑卫星导航等领域发挥了重要作用。仅需利用卫星进行特定的空间距离即可，而在某些特殊的建筑条件下，GPS也可以利用远距离的遥感卫星系统进行测量。从空间的视角来进行直接的测量。GPS的工作方式有两种，一是静态的动态定位，一是在所要测的工作区域选择一处定位点，然后在一段时间内安装接收器，在一段时间内，不断地接收各颗卫星发射的卫星信号，并设置移动接收站，对卫星发射的信号进行实时追踪，以保证在发射完卫星信号后，能够及时地接收到（见图1）。

图1 全球定位系统测量技术的工作原理

4.3 GIS系统的应用

GIS技术的最大优势在于不需要像GPS一样，在工程建设中不需要在工程建设中设定基准点，在工程建设初期就能对工程的建设和施工质量进行实时的测量，因此GIS的最大优势在于它不需要在工程建设前设定基准点，确定测量区域，而且GIS可以覆盖整个工程的建设过程，对工程的建设和质量进行实时的监测，在使用上也更为方便，这对矿山测绘工作具有重大的意义。

4.4 空中摄影工程测量技术

与数码摄像技术不同的是，空中摄影技术可以覆盖整个建筑的上空，对整个工程进行全面的测量，这种技术在工程建设过程中比数码摄影技术更适合，可以更直观的反映工程建设过程。该技术的运用，使工作人员不再像以往那样，必须同时进行多个角度的测量，或由大量的人力来完成，而采用这种技术，只需由专门的技术人员操作，就能将工作人员的工作量降到最低。

4.5 无人机遥感技术

在利用无人机进行测绘时，要确保其安全﹑影像精确，在没有发现无人机之前，必须要对周边的环境有一个初步的了解，然后根据这些条件，确定一条科学合理的航线，然后通过无人机的检测，确定设备的位置。在使用过程中，无人机在使用过程中不可避免地会产生偏离，甚至产生偏差，所以在操作过程中，不仅要对所测量的区域进行拍摄，还要对所测区域进行拍摄，以清晰地记录和保存所处区域的情况，最后的目的就是对影像进行处理，得到三维影像，以验证其准确性，以便为以后的数据分析提供参考（如图2）。这样既可以使相机得到理想的影像，又可以更新空中三角技术，使之更受欢迎。在拍摄过程中，可以通过改变飞行姿势﹑转向﹑曝光﹑延迟拍照等多种方法来获得更全面﹑更直观的影像，提高影像质量。

图2 无人机测量示意图

5 新时期促进矿山测绘工程测量技术发展的具体策略

5.1 努力引进无人机测量这一先进测量技术

无人机技术主要用于矿山地形的测量，它克服了以往在山区进行测量费时费力的缺点，方便了勘测工作。虽然矿区的地势并不平坦，但只要有一架三维摄像机，就可以准确地显示出矿区内的地形。通过这种方法，矿山勘测队伍能够精确地测定出矿区的高程﹑等高线等信息，从而有助于提高整个矿山勘测队伍的测量精度。另外，利用无人机对矿山进行测量，可以有效地改善单片机拍摄的工作原理。这是因为，在高空中，立体摄像机的分辨率比较高，可以让整个测量过程更顺畅，也可以减少测量费用。然而，采用无人侦测技术，要求测量者对此项技术的相关技术有一定的熟悉。首先，以单张照片为主要测量方式；配合无人机和平板。如此一来，整个测量数据采集工作就会变得简单快捷。其次，综合法是矿山测量中使用最频繁的一种。全能法测验是由一个立体测量仪来完成的，这个测量仪可以将地表的情况完全呈现出来，由工作人员进行测量，从而形成一张完整的地貌地图。最后，在测量矿场的地形时，采用分工法也是一个很好的办法，因为它更适用于山区和丘陵地区，因此在某些方面，它与三维测量机有着异曲同工之妙。总之，目前无人驾驶测量技术是目前较为先进的一种测量方法，其先进的技术运用使工作人员得到极大的解放。一些矿山勘测队伍已经引入了无人侦测技术，但仍有很多小组在进行手工测量，可见推广无人侦测技术的必要性。

5.2 努力提高测量设备的自动化和智能化程度

矿山测绘工作本身就是一个复杂的系统工程，如果仍按常规方法进行，将会造成很大的困难，而且精度也不可能很高，所以必须要根据时代的发展，不断地引进新的技术和装备。在新世纪，计算机技术和网络技术得到了飞速发展，很多工业企业都在运用智能技术来实现自动化，而煤矿勘测工程也必须顺应时代发展趋势，不断地向智能化﹑自动化方向迈进。在采矿方面，无人机的测量是非常重要的，如果能够不断的改进仪器，不断的提升自动化和智能化，那么整个矿山的测绘工作将会变得更加的安全。随着检测仪器的智能化﹑自动化，其意义已经不再是单纯的人工劳动强度，而是通过对测量结果的精确分析，从而达到最大限度地降低误差。此外，提高测试仪器的自动化﹑智能化水平，也有助于对某些测试技术与其它相关软件进行数据交换。因此，要想达到"双赢"，就必须要有相应的仪器，以保证整个矿山的测绘工作的顺利进行。

5.3 打造高技能、高素质的测量人才队伍

采用先进的技术和装备进行测量，也必须要有专门的技术人才，虽然看起来很简单，但对工作人员的专业素质的要求却很高。另外，在矿山勘测工作中，必须重视工作人员的分工，既要有专业的测量人员，又要有其他的工作人员，才能保证测量工作的正常进行。比如，就算是自动化设备，也要对其运行状况和参数进行测试，而且检验人员也要专业，具有丰富的检测经验；若有关的测量仪器发生故障，测绘工程师应保证维护人员具有一定的维护经验。但要注意的是，无论在哪个部门，都要定期对矿山工程绘图队伍进行技术和技术操作方面的训练。