MapGIS中的DTM模块在非金属矿资源储量计算中的应用

摘要：结合工作实例，介绍了基于MapGIS的数字地面模型（Digital Terrain Model，DTM）分析技术在非金属矿山资源储量计算的应用方法。简要介绍白云岩矿体GRD模型建模过程，分类分级估算白云岩矿体资源量，与剖面法资源量估算结果进行对比。MapGIS中的DTM技术应用于非金属矿的资源储量估算后，结果准确，方法简便实用，提高工作效率，是建立数字化矿山和绿色矿山，实现矿山企业生产、经营、管理的信息化、智能化的方法之一。

关键词：非金属；MapGIS；融安县

中图分类号：TD17 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）09-0-03

27

Application of DTM Module in MapGIS in the Calculation of Reserves of Non-Metallic Mineral Resources

—Take the Dolomite Mine at the Foot of the Cliff in Rong’an， Guangxi as an Example

ZHONG Heli1， WANG Xueni2， WEI Xinqiu1， ZHANG Yunhe3

（1.The Seventh Geological Team of Guangxi Zhuang Autonomous Region， Liuzhou 545100， China;

2.Guangxi 215 Geological Team Co.， Ltd.， Liuzhou 545000， China;

3.Henan Seventh Geological Brigade Co.， Ltd.， Zhengzhou 450016， China）

Abstract： This article introduces the application method of Digital Terrain Model （DTM） analysis technology based on MapGIS in the calculation of non-metallic mine resource reserves， combined with work examples. Brief modeling process of GRD model for dolomite ore body， classification and grading estimation of dolomite ore body resources， and comparison with the results of profile method resource estimation. After applying DTM technology in MapGIS to estimate the resource reserves of non-metallic minerals， the results are accurate， the methods are simple and practical， and work efficiency is improved. It is one of the methods to establish digital mines and green mines， and to achieve informationization and intelligence in the production， operation， and management of mining enterprises.

Keywords： non-metal; MapGIS; Rong’an county

广西壮族自治区在第十四个五年规划中提出，适当支持自治区及市县大型石灰岩、大理岩、白云岩及方解石等碳酸钙资源勘查项目。碳酸盐岩在国家的基建中承担着重要作用。目前，地质工作报告的图件主要使用MapGIS 6.7软件制作，编写地质勘查报告需要准确的资源量估算。

碳酸盐岩的地貌以峰林、峰丛为主，形态复杂，采用剖面法将形态复杂的矿体分割成若干简单的几何体（块段），估算矿体平均品位、平均厚度、面积，从而得到矿体资源量，计算过程十分烦琐、工作量大，效率低下且精度不高。MapGIS是武汉中地信息工程有限公司研究的基础地理信息系统软件，其数字地面模型（Digital Terrain Model，DTM）可以较为准确地估算指定空间范围的体积。

1 DTM简介

DTM是要素的平面坐标（X，Y）和其他性质的数据集合，如果此属性为高程，又称为数字高程模型。该数据集合从数学模型的角度描述该区域地形地貌的空间分布。MapGIS的DTM分析技术将离散数据处理成基础的数字模型，自动生成各类专业地形图件并进行各类专业分析处理，是分析地理空间数据的重要工具。

DTM主要有GRD模型和TIN模型。GRD模型即网格化数据模型，‌‌通过离散数据网格化，‌将离散的地理数据点转换为规则的网格形式，‌便于进一步的空间分析和可视化。TIN模型，即不规则三角网模型，是一种表示数字高程模型的方法。其通过不规则分布的测点来划分区域，形成连续的三角面网络，从而精确表达地形特征如山脊、山谷等。GRD模型其数据结构简单，使用方便，因此在工程中的使用较多[1-2]。

2 DTM分析在资源量估算中的应用方法

随着技术要求的提高，DTM数据获取摒弃了误差较大的全球定位系统（Global Positioning System，GPS），目前主要有2种方法：一是利用全站仪、无人机等电子仪器进行野外地面测量，获得地形数据；二是若无仪器，向测绘部门购买服务，即测绘部门提供大比例尺的地形图[3-5]。

运用MapGIS的DTM分析对野外实测数据进行栅格化处理，建立勘查区地形GRD模型，根据地表工程及钻孔建立矿体底板数字GRD模型。打开勘查区地形GRD模型，通过模型应用中的“蓄积量/表面积计算”功能，根据设计可采标高，计算指定区域的搬去方量，数据截图，同样处理矿体底板数字GRD模型。同一可采标高空间体积差值即为矿体资源量。

3 应用实例

以广西壮族自治区融安县崖脚白云岩矿详查控制资源量为例，介绍地理信息系统MapGIS中DTM分析功能在资源量估算的应用。

3.1 DTM法资源量估算

3.1.1 建立数字地面GRD模型

采用CASS成图软件进行地形图绘制，效率高、成图质量好，产品准确美观。实时动态载波相位差分技术（Real-Time Kinematic，RTK）测量的地形点的点号、X坐标、Y坐标、高程、代码（点名或类别）以及电子草图数据使用数据传输线直接传输至计算机，并展绘到CASS成图软件进行图形数据处理，成图比例1∶1 000。

将实测高程点从设备导出，在DTM分析模块的处理点线菜单中，使用“高程点/线栅格化”功能建立整个勘查区及周边数字地面GRD模型，建议稍大于勘查区范围，栅格化参数：DX为10，DY为10（根据范围大小确定，数据过大可能导致无法读取）。

同样方法，根据钻孔底板高程（见表1）建立矿体底板数字GRD模型，使用“处理点线/点数据提取高程功能”，栅格化参数保持一致。

3.1.2 资源量估算

打开勘查区地面GRD模型，通过模型应用菜单中的“蓄积量/表面积计算”功能，选择需要计算资源量的范围（需要造区），同样打开底板数字GRD模型，分别得到两组搬去方量的数据。

顶板（原地形）与底板之差即为白云岩的资源量，如表2所示。总的控制资源量为11 543 010.3 m3。

3.2 剖面法资源量估算

3.2.1 剖面法计算体积公式

设S1、S2为相邻两剖面上的矿体面积，且S1gt;S2。

当相邻平行断面面积相对面积差（S1-S2）/S1lt;40%时，采用式（1）棱柱体积公式计算体积。

V=（S1+S2）L/2（1）

式中：V为矿石体积；S为剖面上矿体面积；L为相邻两剖面的距离。

当相邻平行断面面积相对面积差（S1-S2）/S1≥40%时，采用式（2）截锥体积公式计算块段体积。

（2）

当相邻两个平行断面中1个断面为近似于点尖灭时，将其等同一个锥体，采用式（3）角锥体积公式计算体积。

V=S1×L/3（3）

当单剖面向外平推估算资源量时，采用式（4）长方体公式计算体积。

V=S×L（4）

3.2.2 资源量估算

矿区内有3个山头，地形复杂。传统剖面法需要加多条辅助线进行控制资源量的估算，估算结果如表3所示。

3.3 DTM法与剖面法估算对比

误差计算结果如表4所示。可以看出，DTM法估算与剖面法估算，两种方法估算结果误差为3.0%，远小于规范要求的10%。

4 结论

非金属矿山传统的资源储量计算过程耗时较长、工作量较大，阻碍非金属矿产资源绿色开发的进展。将MapGIS 6.7软件中的DTM模块的分析技术应用于非金属矿产的资源储量计算，DTM估算方法与传统剖面法结果误差在允许范围，且方法简便，数学模型结构严谨合理，整体考虑，不易形成错漏，能够有效提高工作效率，促进非金属矿产资源的开发利用和社会经济的发展，值得推广。

参考文献

1 朱 虹.DTM分析在矿山治理工程量计算中的应用[J].西部探矿工程，2015（2）：164-166.

2 徐国良，王秀凤，韩代成，等.基于MapGIS数字地面模型DTM的各类地球化学图件的绘制[J].山东国土资源，2013（7）：59-62.

3 吴信才.MapGIS使用手册：数字制图篇[M].武汉：中国地质大学出版社，2001：46-48.

4 郑志文.MAPGIS软件在矿区重金属元素环境累积效应研究的应用[J].华南地震，2019（3）：141-145.

5 邢延安，杨 静，朱 航，等.使用MAPGIS中的DTM功能处理化探数据[J].吉林地质，2012（2）：147-150.