刍议现代测绘技术在有色金属矿山地质灾害中的应用

刘海玲，邱玉霞

(日照市国土资源局，山东日照276826)

刍议现代测绘技术在有色金属矿山地质灾害中的应用

刘海玲，邱玉霞

(日照市国土资源局，山东日照276826)

有色金属矿山在开采过程中，会损及周遭植被地貌和自然生态，造成塌陷、滑坡等灾害，危机员工生命财产安全，因此有必要对矿山地质灾害展开预测，而现代测绘技术的运用，能有效提升灾害预测的效率，实现危害预警，为解决和预防策略的制定提供数据支持。首先对有色金属矿山灾害的特点和原因展开分析，而后探讨了矿山测绘技术的发展现状与不足，进而分别例举“GPS”技术、摄影测绘技术以及“GIS”技术在灾害预警方面的运用，为相关领域工作人员提供参照借鉴。

测绘技术;矿山地质灾害;有色金属

1 矿山的地质灾害特点与测绘技术分析

矿山地质灾害，一般指因矿山开发而导致周边地貌和植被受损、地表结构变化，进而引发的危及人类活动的现象。灾害类型可分为如下几种:a泥石流和水土流失，这是矿山灾害中最常见的一种，通常是由于周边植被受损所导致的;b泥石流滑坡，此类灾害一般是因工程施工所堆砌的排土场所导致;c地表塌陷或地表冒顶，此类灾害通常因为地下矿产过度开发而没有及时填充，进而形成地表下空洞所导致的;d尾矿坝坍塌，坍塌原因是用来拦截尾矿库的坝体承载不足所致;此外，还有其他灾害类型，例如锥站，是因废弃物没有及时清理而导致的［1-2］。对矿山地质灾害的预防和控制，首要的是提升勘探测绘能力，建立完善的预防机制，强化监测手段，进而针对问题原因，制定完善的解决对策，如稳定矿边坡、复垦周边土地、及时填充空洞等。

2 矿山测绘技术应用现状和展望

2．1矿山测绘技术现状分析

按照当前有色金属矿山灾害预防对测绘技术所提出的要求和测绘技术自身的发展趋势来看，高精度、实时性和先进的数据分析处理是发挥测绘技术作用、取得灾害预防治理效果的关键，然而受限于各种客观条件，致使目前许多有色金属矿山测绘在仪器设备完善度、测量方法的先进性以及测量数据的处理技术等方面存在问题，具体表现为以下几个方面:a缺乏全站仪等现进设备，以光学仪器进行几何式测量，难以保障精度;b缺少先进的测量方法，以极坐标法或交汇法作为主要测量手段，难以做到实时监测;c缺少先进的数据处理手段，以手工计算或半自动计算为主，造成检测结果延时。也正是由于上述现象削弱金属矿山测绘的效果。为了准确获知采矿对周遭植被、地貌的影响，及早发现灾害征兆，做到实时监控防护，为矿山规划和治理提供数据支持，所以有必要更新测绘技术，推动设备仪器升级、更新测量方法、改进数据处理手段，进而提升测绘预测监控效果，强化有色金属矿山灾害预防手段。

2．2矿山测绘技术的具体应用

改进矿山测绘中所存在的问题、提升矿山灾害预警能力，可通过综合运用GPS定位测绘技术、摄影测绘技术以及GIS技术等测绘手段实现。当前，上述测绘技术的发展已经趋于成熟，下面就分别对这些技术在矿山测绘中的具体应用展开分析。

1)GPS定位测绘

GPS定位是通过一定数量的卫星在不同角度和位置向同一点位发送测距信号，并通过接收机处理导航电文进而对测量点位的具体数据信息作出解算。具有测量精度高、信号实时传送、全天候无间断测量、准确定位不需通视的特点，在矿山测绘中能发挥重要作用［3］。从新世纪初，美国调整“SA”干扰以来，GPS技术迅速发展，在有色金属矿山的测绘中，可实现滑坡、沉陷、尾矿坍塌等灾害的预警与测算，而对其中变形缓慢的滑坡、陷落等灾害的预测更有优势，其测算精度在1～5 mm之间。但GPS测绘容易受到植被影响，所以对地表地貌变化的测算缺乏灵活性。此外，GPS技术在进行整体区划测绘时，所需调用的函数十分复杂，容易产生误差，是其在矿山测绘领域的劣势所在。以边坡滑落的监控为例，GPS监测点位布置方法及监测系统如图1所示。

图1GPS边坡测绘系统示意

图1中系统采取1～2 h星历的资料进行数据分析，对不同监测点位进行地质信息解算，获取时限内边坡位移数据并透过CAD软件成图，交由专业人员根据监测结果分析边坡稳定性，实现连续性、高精度的监测。

当前GPS测绘可选模式有连续监测和间隔性复测，前者能消除天线误差，达到亚毫米测量精度，如前所举例，但成本较高;后者经济性好，但精度和自动化程度稍差，可采取其他辅助性数据处理技术和设备改善测绘效果。在使用GPS测绘时需要注意其高程测量误差和电磁干扰，按照工程标准，GPS矿山测绘须在5颗卫星以上，及150(°)高角的前提下进行测绘，且测站须隔离电磁信号干扰。

2)摄影测绘技术

摄影测绘可获取矿山内实时三维空间信息，实现无接触测量，具有高灵活性、高效率以及多样性测绘的特点，同时测绘成本相较于GPS更低，在矿山灾害防治领域应用前景更为广泛［4］。而通过航空测绘能进行大面积、区域性分析，对地表沉陷、边坡滑动能做到有效监测，无视植被和电磁信号的干扰，作业效率更高，常规航空摄影原理图见图2。

图2常规航空摄影测绘原理

而针对具体点位的近景测量，则能在短时期内获取测量数据，实现多重摄影，提供更多数据信息以供处理。

摄影测绘在应用中，需要注意以下几点:a是系统误差，包括底片变形、镜头畸变，须采取专业设备消除误差、提升精度;b是分析被测点位的光照状况，对测量数据做出纠偏性调整;c是摄影方式的选择，须结合具体测绘需求和成本预算加以考量。而为了提升测绘效果，还可以综合运用GPS技术和摄影测绘技术，实现卫星定位摄影测量，进一步改善测量精准度并提升测绘效率，如当前市面上已经出现的JX-4A测量系统、DEM(4D)摄影技术，就是通过结合GPS技术与摄影测绘而成的。

3)GIS测绘技术

GIS是一种空间测绘系统，基于特定地形图和内部所存储的细节信息，对空间原貌进行数字化模拟，进而获得点位分布数据的一项测绘技术。可起到辅助决策、监测预报的作用，内部集成数据分析模块，可通过数据信息采集，存储大量的图像、数据、声音以及视频文件，并对文件数据进行测绘处理。可以说，该技术是计算机工程、地理测绘等诸多学科的高端集成，其交叉性和前沿性显著，所做出的决策辅助对矿山测绘和灾害预警有着极为重要的意义。其系统管理有方法库、模型库以及数据库3大部分组成，其中数据库用于存储和调用采集信息数据，实现检索、存储、维护和处理的一体化，结合具体的测绘目标，进行数据组织和调用;模型库用于集成计算模型，可根据具体测绘计划调用并补充宏模型，提升测绘效率;方法库中存储着所有用于测绘的具体方法，如路径算法、分类及排序的算法等。而OLAP挖掘以及GIS分析等模块则共同构成了决策辅助系统，用于对模型分析结果进行逻辑推演，分析灾害发生的可能性和危害。其各功能原理见图3。

图3基于GIS测绘的有色金属矿山灾害防护辅助性决策系统

有色金属矿山灾害的发生的诱因可通过GIS辅助分析，从而评估灾情、预测灾难强度和后续影响，在矿山灾害预防中发挥重要作用。

3 结语

综上，随着矿山资源的不断开采，地质灾害问题也变得越来越复杂、越来越严重，对测绘预警技术的要求也不断提高，当前矿山地质测绘在设备仪器、测绘方法和数据分析处理上还有待进一步提高，而GPS测绘可通过卫星定位，实现不间断监控，GIS测绘可结合采集数据结果为灾害预警提供辅助性决策，而摄影测绘则能通过实时影像提供最直观的参考资料，在具体测绘过程中，综合以上手段，能在最大程度上降低灾害的危害，保障财产和生命安全。

［1］陈姝含．浅谈现代测绘技术在地质工作的应用［J］．黑龙江科技信息，2013(16):102－102．

［2］郭伟伟．浅析地质测绘的影像定位技术应用［J］．新疆有色金属，2011，34(S2):20－21．

［3］叶尔兰别克．探析测绘新技术的发展及其在矿山测量中的应用［J］．新疆有色金属，2010，33(z2):37－38．

［4］王超．现代测绘技术自动化技术在地形测量中的应用［J］．黑龙江科技信息，2010(36):51－51．

Application of Modern Surveying and Mapping Technology in Geological Hazards of Nonferrous Metal Mines

LIU Hailing，QIU Yuxia
(Rizhao City Bureau of Land and Resources，Rizhao，Shandong 276826，China)

Nonferrous metal mines in the mining process will be damaged and the surrounding vegetation landscape and natural ecology．It results in the collapse，including landslides and other disasters，crisis members in life and property safety．It is necessary to carry out prediction of mine geological disasters．The application of modern surveying and mapping technology can effectively increase the efficiency of the implementation of disaster prediction and hazard warning to support strategy．Firstly，the characteristics and reasons of nonferrous metal mine disasters are analyzed，and then we discusses the status and shortcomings of mine surveying and mapping technology．At last，we use examples of"GPS"technology，photogrammetry technology and"GIS"technology in disaster warning to provide reference reference for staff in related fields．

Surveying and mapping technology;Mine geological hazard;Nonferrous metals

P618．4

B

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．055

2017－01－11

刘海玲(1973－)，女，山东日照市人，高级工程师，研究方向:土地、矿产、测绘，手机:13563301812，E-mail: rzgtchk@163．com．