数字化测量技术在矿山测量中的应用

刘永富，皮廷亮，张朝军

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663701）

传统矿山测量技术成图速度慢、绘图效率低，通常需要消耗大量的人力和精力，究其根本还是在于传统测量采用的控制点加密测量法，需要先根据控制点布设图根，然后再在图根上放置仪器进行测量，最后根据测量信息按照一定比例绘制成图。而随着数字化技术的发展，有效解决了传统制图的弊端，通过计算机应用和数据输入，工作人员就能快捷获取矿山信息，并随时开展查询、监管工作，与此同时制图效率也得到大幅度提升。在露天矿测量中，运用数字化测量技术，能有效提高制图效率，提高数据采集精确度，值得推广。

1 露天矿数字化测量技术应用

1.1 矿山外部定位

露天矿具有较强的季节性、变动性和开放性，在实地测量过程中受外部环境因素较大，为保证测量精确度，首要任务就是做好外部定位，而GPS作为全球定位系统的空间部分，是建立矿区控制测量网的首选技术。值得注意的是，GPS选点应避开大面积水域区域，视野开阔，且与无线电发射台、高压输电线之间的数据必须大于200m，还需通过外业数据采集，获取最佳观测时段[1]。在测量前，可使用无人机摄影技术获取矿山数字正射影像图，该影像图能够直观、全面、多维度反映矿山区域的地形、自然环境、资源空间分布等数据，通过GPS参数设定，借助其定位功能获取矿山数据，得到露天矿的测量的三维坐标，最后将数据输入计算机系统，自动进行绘图处理，完成露天矿定位工作。

1.2 地表测图

首先，确定坐标。借助RTK技术确立信息接收的基准站，采用迅速静态相对定位方式进行测量，并采用双颊GPS接收装置进行信号接收，经过计算得出定位坐标。其次，图根点测量。借助RTK定位信息传输功能，联合GPS接收机对数据信息进行精准计算，以此来确定RTK技术的基准点，并在测量范围内准确测量图根点[2]。再者，碎部点测量。对于露天矿地形相对复杂的区域进行测量时，可以借助全站仪，利用后视定向对监测站的精准度进行检测，所检测结果符合测量标准时，方可进行碎部点测量。若地势平坦区域，则直接利用RTK技术测量图根点，并基于测量数据绘制草图。最后，数字化成图。当信息传输至观测站后，工作人员应及时对信息数据进行处理，将数据转化为绘图系统所要求的格式，结合外部作业人员草图进行修改、调整，使得所绘制的图像更加精准。

1.3 矿山测量数据数字化建模

为实现露天矿建设工程，提高测量结果精确度，加强数字化建模就显得尤为重要。对此，就需要在获取精准、丰富的矿山信息的基础上，建立三维矿山模型。借助三维激光扫描技术能够扫描到矿山地形情况、建筑物、采场情况、采矿巷道以及相关管线、设备使用、尾矿库等信息[3]。将所收集的信息直接输入计算机系统，可实现数据自动转化，并根据数据进行矿山分析和管理。利用三维激光扫描技术可以获取三维激光点云数据，从而为三维模型的建立提供详实、可靠的数据支持，形成虚拟露天矿，并通过该模型建立露天矿实体信息和巷道三维模型，从而获取直观的三维立体设计效果，实现空区数据更精准，同时也为单个空区三维形态的获取提供了便捷。

1.4 数据取样处理

完成露天矿测量工作后，可借助多媒体、大数据等现代信息技术对所测量的数据进行处理和分析。因在矿山测量过程中，由于设备型号不同，所输出的数据格式存在差异，因此在后期进行数据整合、分析时，须统一对数据信息的应用格式进行处理[4]。为确保后期数据分析更加全面、有效，一般将数据信息转为为SAS标准格式，完成数据信息处理后再进行图像绘制。此外，经处理后得到的图像还可直接在客户端进行交互操作，提高了测量结果的实用性。

2 论证分析

为进一步验证数字化测量技术的优势，选用相同矿层的露天矿进行测量验证，对照组选用传统测量方式，观察组则采用本文所设计的数字化测量方式，对两种方式测量结果误差值和耗时成本进行对比，结果显示随着矿山测量深度的增加，数字化测量结果更加精确，尤其是当深度达到120m后，两组误差结果值达到最大。实验论证结果曲线如图1所示。

3 结语

总而言之，在露天矿测量中采用数字化测量技术，是对传统测量技术的革新，实现了数据网络化，能够提高测量数据的精准度，减少测量误差，降低测量成本，对矿山探测和分析具有重要的现实意义。