测绘新技术在矿山测量中的应用分析

原绍波，陈其明

（1. 山东黄金矿业（玲珑）有限公司灵山矿区，山东 招远 265400 ；2. 福建省政和县源鑫矿业有限公司，福建 南平 353600）

在矿山开采中，矿山测量工作是较为重要的工作环节，是由专业的测量人员使用相关设备和自身专业知识、经验，对矿山山体结构、地质进行勘察、测量的过程，并对测量数据进一步的研究和处理，从而保障矿山开发工作的顺利进行。而矿山测量水平的高低会对矿山开发质量产生一定程度上的影响。随着科技的发展，测绘技术也在不断优化和改进，现阶段，3S 技术等测绘新技术与先进测量设备相结合，能有效提高矿山测量中效率和质量。测绘新技术在矿山测量的应用过程中，应根据不同矿区的不同需求和技术优势合理选择应用，达到提高矿山测量的质量和效率的目的[1]。

1 矿山测量工作的主要内容

1.1 矿山工程方案设计与放样

以矿山测量数据为基础，设计好矿山工程施工方案后，矿山测量人员应根据方案进行管线和机电设备的安置工作，以及矿山工程建设的挖掘与土建环节的测量工作。并根据矿产资源开发过程中的基建施工与金属矿产资源生产现状，对施工、生产过程依照方案与测量数据进行监督，也要积极参与到矿山开发中矿产资源的开发与利用管理工作中去，做好矿产资源开发与利用关节的监督工作，对矿山生产、开发过程进行指导性的监督与核查。从而保障矿山开发的综合质量和效率。

1.2 建设矿区内部测量控制网络

矿山工程施工中，矿山测量是首要环节，测量结果数据也将应用在矿山开发方案设计、矿山勘探、矿山开发以及矿山周围环节的综合治理等工作环节中。根据测绘数据在矿区内部建立基准网点，然后根据网点反馈数据建立矿区内部的全面勘测控制网络，并与国家级的控制网络进行连接与数据共享，通过国家级网点与矿区网点的对比，明确网点数据并对矿区内部的施工进度全面监控。另外，矿山测量数据也是矿区设计部门进行方案设计时的基础资料，精确的测量数据有利于设计部门对矿区情况的掌握，从而提高设计方案的科学性。

1.3 设置地表检测点

矿山测量数据应用贯穿矿山工程开发的整个环节，因此，在矿山工程建设、开发中为保障矿山开发质量， 加强矿山测量数据的准确性和有效性尤为重要。在进行矿山测量的过程中，矿山测量人员首先要在矿山区域地表合理位置设置长期监测点，通过对岩土层结构变化的检测与研究，为金属矿的勘探工作提供有效数据，从而提高设计与勘探工作的可行性。设置地表检测点的测量目的是为了检测因地表下结构的变动出现地表沉陷的问题，并根据检测出的地表沉陷综合信息的计算，预防施工过程中出现坍塌事故，有效保障矿山生产的安全性。

2 矿山测量中测绘新技术的应用优势分析

测绘新技术是通过计算机技术、互联网技术、大数据、空间科学、光电技术以及信息科学等科学技术的融合与应用，发展为以3S 测绘技术、全站仪、三维激光测绘等关键技术的现代化测绘新技术，通过科学的手段有效获得矿山地形、环境信息，并进行矿山工程的合理规划和科学开发[2]。

2.1 检测数据数字化体现

计算机技术的发展使测绘工作质量变得越来越高，在两者不断以更先进的方式融合下，大量测绘软件的出现使测绘工作的开展更有效率。在测绘工作中，测绘设备与测绘软件能够将测绘数据转化为数字化的方式体现，在网络技术的支持下，改变了测绘数据的存储方式和查找方式，在金属矿山工程方案设计或开发环节，对测绘数据的取用更加方便、快捷[3]。

2.2 自动化水平较高

矿山测量工作较为繁杂，尤其是地形较为复杂的矿区，使用传统的矿山测量方式会产生较大的人力、物力资源的消耗，增加矿山开发成本同时也降低了矿山开发的效率。而测绘新技术是通过对先进设备和现代化检测技术的应用，自动化水平较高，在应用过程中会有效降低对矿区人力、物力资源的浪费。提高矿山开发效率的同时也降低了矿山开发成本。另外，测绘新技术也能够实现对矿山测绘数据的自主运算，有效增加测绘数据的准确度。

2.3 测绘数据存储、更新速度快

传统测绘技术不能与计算机技术有效结合，在测绘数据的纪录、存储、查找等方面工作量较大，为提高测绘数据的准确性，需要对测绘区域反复测量，测绘人员工作量较大，工作效率也会受影响。测绘新技术能与网络技术和计算机技术有效结合，做到对测绘区域地质、环境数据的实时纪录与存储。另外，当检测到矿区地貌发生变化，测绘新技术下也能对测绘数据进行实时更新，提高了测绘数据的有效性和实用性[4]。

2.4 测绘数据运算精确度高

传统的矿山测量方法更依赖与人工操作，因矿山地貌普遍较为复杂，在测量过程中不但工作量大，却有一定的危险性，获得测量数据后的计算与绘图工作同样更依赖人工，因人工操作具有不确定性因素，在测量、数据计算、制图中容易出现误差问题从而影响矿山测量工作的科学性，反复的进行人工计算也会增加工作量、影响工作效率。3S 、全站仪等测绘新技术的使用，结合了卫星探测技术与计算机技术，能大大提高矿山测绘数据的准确运算。

2.5 测绘结果显示方法众多

对测绘结果的显示，传统测绘工作是通过人工绘制图像来完成，对测绘结果与数据的显示方法较为单一，且在测绘数据信息传递、共享过程中效率较低。而测绘新技术在先进的技术支持下，显示方式多种多样，包括测绘结果的数字化显示、二维图像显示、三维立体图像显示等方式，不断测绘效率大大提升，也加强的测绘数据的准确性和精准性，方便测绘人员从各个角度更直观的了解对矿山的整体地貌，在下一步工作开展中更加便利和精准。同时，也有利于提高矿区人员对矿区结构的了解，在施工中对方位的掌握更加精准，更提高了矿区人员施工过程中的安全性。

3 测绘新技术在矿山测量中的应用分析

在各项科技快速发展和被广泛应用下，测绘新技术方法众多，并具有不同的应用方式和各自的优势，因根据不同矿山地貌的不同、矿山内部结构的差异性，对各类测绘新技术灵活搭配应用，才能最大程度发挥出测绘新技术的应用优势。

3.1 无人机技术在矿山测量中的应用

随着科技的进步，无人机技术也受到了建筑、摄影等多个行业的欢迎，并随着此类技术在市场的发展态势，在无人机技术的不断提升下，成本却有所降低，因此更促进了无人机技术的广泛应用。在测绘工作中，无人机测绘技术也是目前的较为常用的测绘方式，通过红外扫描仪、磁测仪以及轻型光学相机等航空高分辨率摄影设备，与遥感技术的结合，对测绘区域进行拍摄和纪录，并将测绘数据共享到计算机设备中进行数据处理工作，无人机技术也同时具备测绘数据的预处理、加密等功能。无人机技术成本低、测绘精确度相对较高，且应用较为灵活，在矿山等较为复杂、恶劣的环境中尤其适用。

3.2 三维激光扫描技术在矿山测量中的应用

三维激光扫描技术是使用专业高精度扫描仪对测量物体扫描后获得测量数据的技术，是通过激光对物体不同方位照射后对光束反射后行程条纹的计算，对反射距离感光处理行程三维立体景象的过程，从而形成物体的全息图片，当激光再次对全息图片进行照射，并通过对角度的调整，就可以对物体的全貌进行个观察。对物体的纹理、反射率以及三维坐标进行观测，并对目标物体快速复建。三维激光扫描技术通过在各个行业中的尝试与探索，形成具有稳定性强、安全性高、远程操控和测量数据精准等技术特点。三维激光扫描技术是目前较为先进的测绘技术之一，适合远距离矿山测量工作，通过坐标为扫描控制点对矿山进行远距离检测。

3.3 惯性测量技术在矿山测量中的应用

惯性测量技术是根据卫星定位技术对地面地貌、环境的测量与搜集而形成的地面是数据进行测量，能对矿山的管线、地质重力变化等进行有效检测，惯性测量技术具有操作自主性强、方便、快捷等优势。根据矿山内部结构的不同，与GPS、全站仪等测量技术结合应用，从而有效提高测量效果。惯性测量技术是利用三轴地磁解耦和陀螺仪加速计算，在惯性测量技术的发展中，使用三轴加速度计和三轴地磁解耦运行，速度受外界环境影响出现误差较大，地磁传感器以地磁线为参照，测绘范围较大，但测绘强度较低，而融入陀螺仪后，加强了系统测绘数据的稳定性和精确性。

3.4 全站仪在矿山测量中的应用

全站仪是使用光学技术和机械技术相结合的测绘新技术，具有能应用于不同角度、距离、深度、坐标的测量优势，是目前较为先进的测绘仪器，也在矿山测量中应用较为广泛，全站仪在角度测量中，通过同轴化原理进行角度测量。即根据不同角度，调节调焦透镜与望远物镜的设置数据，实现测量目标的准确瞄准；在进行距离测量时，首先进行目标瞄准，并选择符合测量需求的测量模式，包括精测、粗测与跟踪模式三种，测距完成后全站仪显示目标物体平距、物体斜距与物体高差；在进行坐标测量时，首先要设置测绘站点的三维坐标，其次根据实际情况设定方位角和棱镜常数，根据矿山区域的大气实际情况设置改气温和气压值，测量高度并输入全站仪，最后开始进行测距和坐标测量。

3.5 GPS 定位测绘技术

目前，GPS 定位技术正广泛应用于军事领域、科学领域、工业领域以及日常生活领域，GPS 灵活、便捷，在矿山测量工作中也起到极为重要的作用。GPS 定位技术引入矿山测量工作中，可通过设置多个定位点进而形成一张定位网，对矿山进行全方位的监测，测量多角度的数据。通过对井下情况的探测，了解井下情况，为井下作业人员提供安全保障。除此之外，在周围环境发生变化或温度、风向等天气变化时，GPS 技术依旧不受干扰而正常运行。测量速度快、准确率高、易操作、抗干扰力强等优势，使得GPS 定位测绘技术在矿山的前期测量后期开采工作中都发挥极为重要的作用。

3.6 3S 技术在矿山测量中的应用

3S 技术是将GPS、GIS 和RS 三大测绘新技术综合发展形成的一体化测绘新技术，也被称为空间信息技术。GPS 测绘技术是在全球定位系统的支持下，在矿区测量中建立全面控制网，并实现对矿山全区域、全天候的实时检测，检测过程不受气候变化影响；GIS 测绘技术是在地理信息系统和计算机技术的支持下，通过对信息数据库大量数据的参考分析，实现对矿山区域的高效、精确测量，并通过三维形象显示出测绘区域的立体面貌；RS 测绘技术是在遥感技术的支持下，对矿区地面变化进行实时检测，是测绘人员对矿区整体的规模和面积更加掌握。在三大技术的综合应用下，对矿山地貌地形的测绘效率和精确度大幅度提升，同时在对矿山全区域的实时检测下，能有效帮助治理矿区环境污染等问题。

4 结语

通过以上分析，矿产资源的开采促进了国家经济的发展，矿山测量工作直接影响矿山开采的科学性与安全性，为提高矿山测量数据的精准度，采用遥感、地理信息系统、全站仪等测绘新技术进行矿区测绘，通过详细、精准的测绘数据，提高矿区人员对矿山内部结构的应用和掌握，并为矿山施工方案设计提供有力的数据支持，同时提高矿山施工人员的施工安全，加强矿山环境的综合治理。