礦山地質測量中數字化制圖技術的運用探索

安靈霞

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊，新疆 烏魯木齊 830011）

目前，針對礦山地質測量研究中，普遍存在覆蓋范圍小、測量時間長、采樣點有限以及精準度不足等問題，導致礦山地質測量實際效果很難達到預期，無法實現高精度礦山地質測量。數字化制圖技術作為測量技術中的一種，具有自動靈活、高效精準、成本低廉的優勢，通過結合信息技術和測繪技術的功能受到測量方面的重點關注[1]。在我國，針對礦山地質測量方面的研究十分普遍，但大多數測量方法很難滿足礦山地質大比例尺測量的精度要求。本文通過將數字化制圖技術應用在礦山地質測量中，通過計算機硬件技術和軟件技術，獲取地質條件的空間信息，為礦山地質測量提供一個嶄新發展方向。

結合焦云鵬提出的數字化制圖技術在煤礦地質測量中的應用探析中表明，礦山地質測量中數字化制圖技術運用的亮點之處在于通過數字化制圖技術能夠對測量物體的基本空間結構數據進行綜合整理，實現礦山地質測量。本文依次為研究依據，進行礦山地質測量中數字化制圖技術的運用探索，通過設計基于數字化制圖技術的礦山地質測量方法，致力于提高礦山地質測量精度。

1 基于數字化制圖技術的礦山地質測量方法

本文結合數字化制圖技術為礦山地質測量提供的優化方法，根據礦山地質地形特點，設計基于數字化制圖技術的礦山地質測量方法具體流程為：首先，以數字化的形式獲取礦山地質測量數據；而后，通過數字化制圖技術進行抽象化制圖，獲取高精度的礦山地質測量可視化圖像；再通過數字化圖像處理，提取礦山地質可視化圖像中的特征參數；最后，對礦山地質測量數據進行空間顯示。上述為通過數字化制圖技術進行礦山地質測量信息提取的整體流程，以下將從數據獲取、信息處理以及礦山地質測量數據顯示4個方面，開展基于數字化制圖技術的礦山地質測量方法的設計，結合數字化制圖技術實現高精度露礦山地質測量信息的圖區。具體研究內容，如下文所述。

1.1 獲取數字化礦山地質測量數據

為獲取數字化礦山地質測量數據，在測量開展區域設置測量點，并將其作為礦山地質測量的結構基準，再通過數字化制圖技術對該區域礦山地質測量信息進行數字化儀輸入[2]。通過數字化制圖技術對礦山地質測量信息智能掃描矢量化輸入，利用數字化礦山地質測量數據中的特征點、線、面，確定測量參數結構。利用CC（Smart 3D）軟件確定礦山地質測量參數結構的具體流程為：首先，加載礦山地質測量信息，引入控制點以及相關參數；而后，采集pos數據，獲取pos數據原始坐標；在此基礎上，通過空三對pos數據原始坐標進行加密處理；最后，提取密集點云，利用數字化制圖技術以游標跟蹤和記錄相結合的方式對礦山地質測量數據進行精準采集。通過得到的礦山地質測量參數結構，為下文測量數據制圖處理提供基礎點位支持。

1.2 基于數字化制圖技術的測量數據制圖

為滿足基于數字化制圖技術的測量數據制圖處理圖像數據高分辨率、清晰的要求，將像素大小設為最大值，為2560×1920。與此同時，在圖像編輯系統中，首先，基于數字化制圖技術將紙質的圖像掃描成圖，導入MapGIS圖像編輯系統，點擊MapGIS圖像編輯系統菜單中的矢量化選項，自動進行圖像矢量化處理；而后，通過MapGIS圖像編輯系統中的拓撲查錯功能，對礦山地質測量邊界線進行拓撲查錯；在此基礎上，根據測量區域地質調查具體參數，對數字化圖像進行賦值；最后，得到有顏色、紋理清晰的數字化圖像。為最大限度上降低數字化圖像的誤差，需要將數字化圖像涉及區域以1:50000的數字柵格地形圖按公里進行網格校正，對不在網格內的部分進行剔除[3]。與此同時，還可以結合有經驗的測量專業技術人員根據自身豐富的工作經驗對數字化圖像進行特征提取，形成較為完整、清晰的礦山地質測量邊界線。考慮到在基于數字化制圖技術的測量數據制圖處理過程中，很容易出現數據的偏離性誤差。可以引用大數據處理技術，對數字化圖像進行偏離精準度調試，通過動態的調整，進而滿足礦山地質測量過程中對于數據精準度的需求。

1.3 數字化圖像處理

基于上述進行的數字化制圖工作，進行數字化圖像處理。首先，針對上述收集的數字化圖像進行相機自校驗，實現對礦山地質的區域性劃分。而后，可以通過二次整理剩余的數據，去除邊緣模糊的數據。在此基礎上，通過人工解讀判斷礦山地質測量信息的具體應用，一方面為了提升數據在處理的準確性，另一方面可為測量提供基本測量數據信息。最后，進行數據信息的提煉，實現對數字化圖像測量數據的處理。根據上述數字化圖像快速處理流程，為剔除重投影誤差，計算重投影誤差。設重投影誤差的平方和的函數表達式為g，則其計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，m指的是場景稀疏點云；j指的是一個變量；v指的是最小化投影點；f指的是觀測圖像點；P指的是誤匹配點；C指的是待求相機參數；X指的是空間點坐標；q指的是最佳相機位置。通過公式（1）可得出重投影誤差的平方和，滿足數字化圖像快速處理的高精度要求。

1.4 礦山地質測量數據空間顯示

完成數字化圖像處理后，下述將結合數字化制圖技術，實現礦山地質測量數據空間顯示。礦山地質測量數據空間顯示的具體流程為：首先，重復校正測量數字化圖像的比例尺，形成對應的DEM、熱紅外線等數據，為礦山地質測量數據空間顯示提供多元化的數據源。再通過全色數據的正射校正，對礦山地質測量數據進行配準。而后，將數字化圖像的分辨率融合，實現對數字化圖像的增強以及調色。最后，通過多景影像的鑲嵌，對附加信息進行裝飾，完成礦山地質測量數據空間顯示。至此，實現基于數字化制圖技術的礦山地質測量，通過數字化制圖技術為礦山地質測量工作的順利進行提供技術化指導。

2 實例分析

2.1 實驗準備

本文設計了如下的對比實驗，整體實驗均在同一礦山相同環境下進行，針對礦山地質開展相應的測量工作。在礦山內布置了8個控制點，其中4個控制點作為測量精度配準控制點，剩余的4個控制點作為方法精度驗證點。礦山地質測量標準精度，如表1所示。

表1 礦山地質測量精度（mm）

結合表1所示，本次實驗內容為對礦山地質測量相鄰點之間的距離中誤差進行對比，設置本文基于數字化制圖技術設計方法為實驗組，傳統方法為對照組，并采集8組實驗數據，通過將實驗數據進行對比，測量相鄰點之間的距離中誤差越低證明該測量方法的測量精度也就越高。

2.2 實驗結果及分析

結合上述對實驗的設計，將實驗后收集的數據進行對比分析。兩種方法下測量相鄰點之間的距離中誤差具體對比數值，如下圖1所示。

圖1 測量距離中誤差對比結果圖

通過圖1可以得出結論：在地質條件及外界因素相同的條件下，文章設計的方法測量距離中誤差明顯低于實驗對照組，其測量精度更高，可以實現礦山地質測量中的精準測量。因此，可以證明文章設計的方法能夠滿足礦山地質測量的精度要求，有理由加大數字化制圖技術在礦山地質測量中的應用，提升礦山地質測量工作的精準程度。

3 結語

本文通過對礦山地質測量中數字化制圖技術的運用探索，以實驗的方式證明了數字化制圖技術在礦山地質測量中的實用性。由于運用數字化制圖技術在礦山地質測量的過程中，即便遭受到外界環境的干擾，但外界干擾對礦山地質測量結果產生的具體影響較小，因此，本文不作多余贅述。通過以上研究，希望能夠為礦山地質測量提供一定程度上的參考與借鑒，并且加大數字化制圖技術的研究力度。在未來礦山地質測量方面的研究中，更好的應用數字化制圖技術，促進礦山地質測量的可持續信息化發展。