数字化测绘技术在地质工程测量中的应用

董昊锦

（酒泉职业技术学院，甘肃 酒泉 735000）

传统测绘技术应用中，存在仪器设备应用简单，过度依赖人力操作的特征，无法有效应对国家不同区域的地质结构复杂、面积广阔的地质测量任务，因此极易受到人为计算误差的影响导致测绘结果出现误差。借助计算机技术和先进仪器设备应用数字化测绘技术，有效弥补传统测绘技术存在的不足之处，帮助测量人员有效应对多种类型的地质测量任务，最大程度确保测量数据的精准性。新型数字化测绘技术的应用可满足国家的经济发展需求，推动我国地质工程测量工作朝着数字化、精确化以及信息化方向发展，全面提升地质测量质量以及地质测量效率。

1 数字化测绘技术

1.1 技术概述

数字化测绘技术本身是新型的工艺技术，相较于传统绘图技术而言，数字化测绘技术本身具备诸多独特性优势。数字化测绘技术本身具备精确性高、地质测量效率高、自动化程度高等特征，因此广泛应用在地质测量环节中。传统技术下的地图勘察工作，主要是由工作人员进行实地勘察，并对考察到的信息手动进行记录，继而全面了解地质的情况信息。伴随数字化测绘技术的日渐完善，数字化测绘技术实现对数据处理技术、计算机技术以及测绘技术等多领域技术融会贯通，让测绘技术得到质化飞跃。数字化测绘技术是伴随测量仪器智能化、计算机以及网络的广泛应用而发展起来的测绘技术，借助工程绘图仪、扫描仪以及全站仪等智能化测量软硬件作为测量工具，同时借助数字化软件对扫描图进行处理，继而形成新型数字化地图，有效解决大比例尺测图中野外作业量大的问题，有效降低地质测绘成本。

1.2 应用优势

1.2.1 强化勘测绘图准确性

传统测绘技术本身具备测量效率低下，测量结果不够准确的情况，导致测量结果与实际数据存在一定的偏差。数字化测绘技术在应用过程中，将收集到的数据信息转化为数字化信息，以此为基础构建三维模型。借助数字化测绘技术可有效降低地质测量结果误差机率，大大提升数据测量准确率。此外，在实际测绘工作开展过程中，在利用数字化测绘技术的前提下并不需要测绘人员对最终结果进行核查与纠正，最大程度节省人力方面的成本，有效节约地质测绘人员的工作时间。

1.2.2 存储安全性高

传统测量技术下所应用的测量信息主要保存在图纸上方，不仅测量图纸容易破损，测量信息丢失的可能性也大大增加，无法保证测量数据的精准度，也不利于工程建设工作的顺利进行。一旦地质信息发生变动时，工作人员不能在图纸上直接修改，因此需要重新进行勘查，大大增加测绘成本。数字化测绘技术的应用可确保所测量数据信息保存的便捷性与安全性，借助互联网技术以及信息技术可安全性存储大量的数据信息，对相关数据信息快速保存，有效解决传统测绘数据存储过程中存在的多种弊端，最大程度确保数据信息的准确性。此外，地质测量产生的数据信息均会存储在计算机系统当中，工作人员也能随时检索自身的需求，即便工程范围内的地质发生变动时，测绘人员也并不需要重新进行绘制，只需要在计算机平台中进行修改，可有效节省工程项目的地质测绘成本。

1.2.3 地质测绘精准度较高

地质测绘工作开展过程中，所应用的传统测绘技术是在勘查范围内布置诸多测量基点，经由测绘人员手动测量每一个基点，对收集到的数据信息进行记录。这一模式下，对于测绘工作人员的经验与技术有着相对高的要求，在具体应用过程中极易出现相对较大的误差，测绘效率相对较低。传统测绘技术与数字化测绘技术相比较而言，数字化测绘技术本身具备相对较高的精准度，借助数字化测绘技术开展地理信息的位置测试工作，受到外部测定地点的影响程度相对较小，因此可以将测量误差控制在一定范围内，降低环境因素与人为因素所带来的测量误差，精准定位地理位置。在数据采集期间，借助自动式采集模式可对地质数据信息自动化收集，大大减少测绘工作量，全面提升测绘工作效率，直观性展示地质的详细情况。

1.2.4 提升测绘工作的自动化程度

数字化测绘技术在应用过程中所采用的信息技术以及计算机技术具备自动化特点。互联网技术广泛应用的背景下，可替代测绘人员做诸多工作，借助大数据技术、云计算技术将以往测绘人员需要手动操作的行为进行自动化处理，测绘人员可将收集到的信息输入到计算机平台中，云存储技术以及云计算技术在应用过程中可根据测绘要求以及地质条件对于信息进行分类匹配，有效节省人力成本，且自动化操作准确率也要远远高于人工手动操作效率，若测绘人员未能在规定时间内处理完相关数据信息，云存储技术可对当前的数据状态进行保存，以便于测绘人员下次能够继续进行数据信息处理操作，全面提升数据信息处理的灵活性。此外，数字化测绘技术的应用能够收集更多的图像信息，以此为基础绘制多种所需求的图形，进一步提升数据信息的直观性，实现制图一体化需求。同时，将信息存储在计算机系统之中，工作人员可根据实际情况搜索出需要的内容，继而全面提升各项操作活动开展的便捷性。

1.2.5 丰富图像数据信息

数字化测绘技术应用下所呈现的图像信息比传统测绘技术更丰富，所提供的信息精准性极高。在开展地质工程测量期间，灵活应用数字化测绘技术，可精准性定位结构图的位置坐标，以此为基础所呈现出的图像信息会更加丰富。同时数字化测绘技术的应用，也有利于结构图绘制活动的开展，帮助地质工程测量人员迅速成图。此外，在制图过程中，可利用数字化测绘技术来降低测图符号在实际应用中的难度，继而有效提升结构图绘制后的最终呈现效果。

1.2.6 推动地质工程持续发展

地质工程项目传统测绘工作的开展，在现场测量工作开展期间，测绘人员需要对测量到的数据信息进行统一化整理与记录，利用人工绘制的方法进行绘图，因此绘图效率相对较低，也极易出现问题。基于数字化测绘技术进行绘图过程中，并不需要工作人员再次核对现场测量记录，仅需要根据地质测绘现场的定位以及坐标点，利用测绘系统实现自动化绘图，利用数字化信息技术实现测绘工作的自动化，推动地质工程的可持续化发展。

2 数字化测绘技术在地质工程测量中的有效应用

2.1 技术应用

2.1.1 地理信息技术的应用

式中k表示第k组位姿。本调姿托架共有41项结构误差，分别用er1,er2,,er41表示。由于δe13，δe21，δe23，δe33，δe43各包含两个未知量，因此式(13)包含41-5=36个未知量，单个位姿能够提供有关未知量的12个代数方程，因此要辨识全部36个位姿误差，在矩阵T行向量、列向量线性无关的情况下，需要测量3组或以上位姿误差数据组成总误差模型：

地理信息技术应用至地质工程测量过程中，可让勘测工人正确把握测量范围内信息，帮助勘测人员能够获得精确性的勘测内容。测量工作人员在利用地理信息系统平台对多种信息进行选择过程中，需要筛选出最为合适的测量信息，有效规避无关信息所带来的干预程度。地理信息技术可将计算机系统与数据库系统有效融合，最大程度提升数据信息的系统化与精准化。近几年，我国所应用的地理信息系统朝向智能化、自动化以及多样化的趋势发展，也广泛应用至资源、林业、国防以及电信等多个行业。将地理信息系统与先进科技相组合，将地理信息技术与遥感技术相结合，可有效处理定位问题与勘测问题，继而完成动态化矿产勘测任务，为地质工程测量工作的开展带来更多的时间与空间。

2.1.2 影像定位技术的应用

影像定位技术在应用过程中具备具体性与便捷性的特征，可帮助勘测人员全面性了解地质的实际情况。勘测工作人员在对岩石类地质环境进行勘测期间，需要利用影像定位技术对地质环境勘测后所获得的数据信息进行图像化、数字化处理，以此为基础获得最终的勘测成果。影像定位技术在与遥感影像定位等技术配合应用，继而实现对影像的精准性定位，充分展现地质勘测后的地质情况。

2.1.3 GPS测绘技术的应用

在进行地质测绘过程中所应用的GPS定位技术，可满足多种条件下地质测绘过程的即时观测，通过实施24 h的全面化监控，为矿山多种建设活动的开展提供精确性的测量数据。同时，在工程地质实地测绘期间，GPS技术的应用能够实现地质测量工程的360°测绘，将测绘到的数据信息及时传送到电脑终端，技术人员有需要利用专用计算机软件设备进行结果测绘工作，可进一步加快测绘工程的测量速度，提升地质测绘工程测量结果精度。GPS技术本身具备精确性与及时性的特征，对地质工程项目的目标迅速进行定位，即时采集和保存相关数据信息，利用GPS技术全面提升施工效率，加快地质工程项目的施工进度。

2.2 实际应用

2.2.1 应用至动态控制系统

在地质工程测量过程中，地质工程测量工作的重要保障为实时控制地质面积，是我国各类等级控制当中的第一控制要求。在数字化测绘系统应用过程中有着强大的应用价值，若地质测量范围相对较小时，可通过调节数字化测绘系统的动态监控级别，继而开展与矿产工作和地质工程项目的测绘活动。在地质勘测期间，勘测工作人员所面临的环境与勘测情况复杂多变，严重影响工作人员测绘期间的准确性，借助数字化的测绘动态监控系统，可有效规避在视觉条件差的情况下开展远距离勘测活动，继而在最短时间内实现对相关信息的有效定位。

2.2.2 应用至工程测量数据处理

2.2.3 应用至地面数字测图工作

在地质工程勘测期间，部分勘查结果具备相对较高的精确度，应用地面数字测图活动中开展勘测作业，确保勘查结果以及勘查要求保持高度相似性。地面数字测图主要应用在制图未能达到国家标准，在比例尺缩放范围相对较大时，勘查结果应用至较高准确度的结构图制作环节中。地面数字测图过程中应用数字化测绘技术，可确保数字地质绘图的精确度，利用其他测量方法进行辅助测量，继而有效提升测量位置的精准度。

2.2.4 应用至地质勘探工作

如今，我国地质勘察工程数量不断增加，地质勘察工作量以及工作要求也在不断增加，为此需要相关部门给予更为完善的刻绘技术支持，继而达到测绘目标。地质勘查工作开展期间，工作人员需要进行野外勘查，沉重的测量工具以及测量设备将会影响测量进度，加之外界测量环境较为复杂，勘测人员的测量难度相对较高，继而增加工作人员的工作压力。数字化测绘技术的应用可有效提升测绘工作开展效率，妥善解决以往由于测绘人员过多、测绘作业设备过重的问题，从一定程度上节省了人力与物力。RTK技术是地质勘查工作开展中常常应用的数字化测绘技术，在实际操作应用过程中，各个测绘流动站可从GPS定位系统获取相关数据信息，形成相位差分观测值，继而优化三维坐标点。RTK技术本身具备便捷性、精准度高等应用优势，利用RTK技术进行数据采集，可大大提升野外工作效率，同时也大大提升数据采集精准度。

2.2.5 应用至地图数字化

地质测量人员应用数字化测绘技术，可实现地图数字化构建，地质测绘人员可充分利用相关地形图资源和扫描仪等输入性设备，将相关数据信息上传至测绘软件系统当中，将以往的地质地形图转变为数字化地图，同时可利用GPS技术以及矢量化图形扫描技术等实现图形的清晰化输出，大大提升勘查地区的精准度。在地质测绘工程中，地质测量人员可只随身携带一个移动设备，继而应用至不同种类的地图。

2.2.6 应用至成图数字化

在地质测绘工作开展过程中，工作人员可利用数字化测绘技术实现数字化成图，借助所采集的数据信息整体上传至测绘成图软件之中，继而自动生成图形。此外，利用数字化测绘技术，可便捷性开展测图修改工作与编辑工作，大大提升地质测量人员的勘察效率，提升测图信息的精准度。

3 数字化测绘技术应用于矿山地质工程测绘的具体事例

3.1 技术方法选择

在进行矿山地质作业过程中，利用数字化测绘技术对矿井进行详细化、全面性的调查与勘测，提升勘测人员对矿井环境的掌握水平。图像以及图标等多种因素的应用可提升测绘结果的直观性，借助数据信息储存方法对使用测绘技术得到的数字信息进行管理，工作人员在分析过程中可利用相关信息对作业施工设计进行指导。

选择应用的数字化测绘技术为智能扫描矢量输入技术、数字化输入技术以及人工跟踪矢量化输入技术。其中，智能扫描矢量输入技术在应用中需要使用专业化扫描设备对地质信息以及图形信息进行汇总与处理，将所有信息存储在计算机当中，对存储的数据信息进行矢量化处理，可对数据信息的影响因素进行分析。而数字化输入技术的应用也需要使用专业数字化设备，对游标进行跟进处理，将原始数据信息逐步转变为图形信息。人工跟踪矢量输入技术的应用需要人工辅助操作进行。

3.2 操作流程

数字化测绘技术的应用可充分满足煤矿地质测量作业需求。具体应用流程如图1所示。

图1 数字化测绘技术的应用操作流程

3.3 矿山地质工程测绘结果

数字化测绘技术相较于传统测绘技术存在一定的差异性，能够为测绘工作人员带来立体化的直观数据形式，同时也能获得多种类型的数据信息，实现对于矿山地质信息的有效监测与管制。此外，数字化测绘技术的应用，能够深度挖掘矿山地质的分布情况，以此为基础进行模型模拟工作，在矿山地质工程测绘中有着极为重要的作用。数字化测绘技术与传统测绘技术差异见表1。

表1 数字化测绘技术以及传统测绘技术的区别

4 结束语

总而言之，地质测量本身是专业性极强、内容系统复杂的管理工作，地质测量工作的开展质量对于工程建设开发有着极大的影响。为此需要灵活应用数字化测绘技术，全面提升地质工程测量工作开展效率，为地质工程测量提供准确性的地图信息，有效节约工程测量成本。同时，需要充分发挥数字化测绘技术的勘测绘图准确性、存储安全性高以及地质测绘精准度较高等应用优势，有效减缓测绘作业人员的工作压力，缩减地质测绘人员的作业量以及作业时间，大大降低地质测量成本支出，确保测绘数据信息的准确性。