GIS 技術在礦山地質測繪制圖中的有效應用

鄭凱迪

（天津航天中為數據系統科技有限公司，天津 300301）

根據當前GIS 技術應用發展現狀來看，GIS 技術已經產生了非常良好的使用效果，在礦山高難度的測繪工作中大量的減少了測繪人員的工作量，增加了工作效率，發揮了現代化測繪技術的巨大優勢和效果。

1 關于GIS測繪技術簡要概述

GIS 測繪技術主要是依據數據分析和處理中心為主要系統載體，搭載先進的集成化芯片，能夠支持精確和全地形圖的計算和繪制。這是起源于上個世紀60 年代的一項技術，是由計算機被研究出而產生的一項測繪計算技術，隨著計算機網絡建設和北斗衛星建設的成功，GIS測繪技術逐步的向著毫米級精確發展和轉換模擬空間地形圖的能力轉變，這項技術為礦山地質測繪提供了高效率的測繪和施工質量保證。

GIS 測繪技術最重要的技術主要有高速度分析計算的大腦CPU 和TPU 部件、物理按鍵結合觸屏按鍵、數據轉換模擬空間圖形、精確度較高等優點，這些優點的完美地解決了礦山測繪制圖面對的巨大數據計算和圖形繪制問題、當前我國高速率運算計算機融合GIS 測繪技術已經逐漸被推廣和使用，但是相比西方發達國家的技術而言還是存在一定的技術差距，主要是對GIS優越性能了解不全面、GIS技術對于大面積和復雜地勢測繪問題的重要性以及采用現代化測繪技術意識不強烈等問題。目前，根據我國的GIS 礦山測繪所利用的技術主要有三位數據管理、三維空間轉換、三維對象管理等方面，只有在GIS 測繪技術的基礎上準確地了解和掌握這三項測繪技術能夠使得GIS 測繪技術在礦山測繪中展現出巨大的優勢。

2 GPS技術應用在礦山測繪中發展趨勢

2.1 強化地理信息安全準確性

礦山開采必須建立在準確的地理勘測數據和精確的地質圖形基礎上，這樣才能為礦山安全生產、科學生產提供完備準確地技術支持和數據保障。由于礦山地質是存在很多的水力變化、地質特征多樣化、環境影響重要程度等多方面的影響因素，會對安全生產造成巨大的安全隱患，所以，現代化測繪技術中采用GIS技術能夠使得地質測繪數據和三維地形圖實施傳送到生產一線，為一線人員提供科學精確地地質狀況數據信息，從而面對各種生產問題制定針對性方案。因此，礦山測繪制圖有效應用GIS技術能夠提升礦山生產安全性和保障生產效率。

2.2 GIS 技術強化勘測和開采準確性

GIS 礦山測繪的主要目的在于分析和評價礦山地質結構和形態，為礦山的后續開采提供指導性數據意見和方案選擇依據，這樣就能為礦山的準確開采，降低施工難度，保證開采效率提供詳細的資料和信息，并且高精度的測繪數據和科學性評價依據為礦山的開采施工方案也提供了更加完善精確的理論依據。根據當前礦山測繪的很多的結構顯示，礦山由于地質條件復雜和礦床測量以及施工方案變化程度較大，測量數據會因為數據分析系統和三維模擬圖形轉能力而呈現出更大準確性和多應變性特點。因此，未來的礦山勘測和開采過程中會因為GIS 技術的優點而被廣泛使用。

2.3 GIS 精確地理數據為生產提供精確數據支持

首先，最為明顯的發展狀況就是能夠為礦山提供更為精確的地理數據信息和全地形三位數據空間地圖，為礦山山開采和生產計劃編制提供最可靠的編制依據。同時也能夠通過分析礦山地理位置和環境關系，確定是否能夠科學準確性的進行生產，增加實際操作控制難易程度，確保礦山開采能夠有計劃有目的進行。最后，高效率的測繪能力降低了測繪成本，縮短了測繪時間，為后期開發奠定了時間優勢，從而確保整個計劃的順利進行。

3 GIS 應用優勢

3.1 實現三維虛擬圖

GIS 利用自身的高速率計算機和三維成型模擬技術將測繪實時數據轉換為清晰具體的三維虛擬圖形，這種技術優勢在于能夠更加清晰和準確地表現出礦山測繪的主要信息，提升測量人員對于礦山信息準確掌握和為后期礦山開采提供精確度符合指標的地圖。三維地圖能夠將測繪成果立體化表現出來，突出測繪關鍵信息，找出測繪方案不合理之處。這種虛擬模擬技術可以通過三維圖形為礦山開采設計和施工管理提供科學方案，降低意外事故概率。

3.2 實現測繪高精確度

GIS 技術采用衛星制導和定位，可以實現測繪人員無法到達地區的測量，是測繪數據更加全面和精確，同時利用三維成像技術將測繪數據轉變為礦山的真實縮小版情形，實現真實礦山地貌形態最大精確度的接近測繪模擬圖像。實現高精度的主要原因除了能夠利用衛星測繪還能將測繪工程數據處理通過計算機更加精確地處理，縮小了誤差范圍，降低了人為因素誤差，從而繪制的地圖更加精確和真實，提升了測繪人員工作質量，為地質人員實際操作提供了更加安全的工作環境。

3.3 實現模型推測進程

GIS 能夠為礦山地質狀況建立數據三維推演模型，根據實際工作需求分別針對性進行推演分析，得出最為科學準確的結果。例如，為了合理開采礦山，需要準確了解地質構成和現狀，以及該礦山和周圍環境之間的關系，三維推演模型就會根據推演的數據需求選擇性進行推演，得出合理正確的數據。同時三維推演模型能夠為特殊地質以及分布進行最精確的預演推算，結合推演數據決定該礦山開采是否符合環境要求和經濟成本要求。因此，實現地質測繪三維模型推演能夠為測繪者和開采者提供準確地方案依據和工作依據。

4 GIS技術實際有效應用現狀

4.1 發展三維 GIS

GIS 所擁有的三維技術不但具有大容量數據計算能力還具有大容量儲存空間，能夠自動儲存測繪信息，同時也能夠連接網絡可實現數據共享，發揮著測繪人員工具箱的作用，最大限度便利了測繪人員對于測繪信息獲取和共享需求。隨著我國測繪技術的不斷發展，測繪設備硬件和軟件的不斷完善和改進，當前的GIS 測繪技術能夠將二維空間位置通過拓撲關系轉變為三維數據模型圖，其中搭載的轉換軟件載體為Sketch UP。此項技術最突出的優點是可以實現測繪數據實時傳輸分析和計算，并且將量化數據儲存在Arc SDE 數據庫中，最終被測繪人員選擇性地選取。GIS 技術不但廣泛應用在礦山測繪中，還被應用在沙漠、隧道、巖石結構等測繪中，具有簡單易學，測繪效率較高的優點，因此，測繪價值更為突出。

4.2 建立礦山測繪數據庫體系

GIS 測繪平臺搭載的大容量儲存硬件和數據分析中心，能夠根據測繪礦山分類，將測繪數據分類儲存，為礦山后期調取測繪數據和更為精確測量提供數據支持。同時GIS 測繪平臺的互聯網功能能夠讀取和分析周圍已測地質信息，為礦山的長期開采和管理提供便利。大容量的數據庫體系同時還能夠為礦山的經營進行準確記錄和跟蹤，及時的更新礦山數據，并且通過三維模擬技術和推演功能，將后期礦山管理和經營建立科學系統的方案。從而提升管理者和開采者對于礦山實際情況的準確掌握。并且GIS 測繪平臺的端口能夠和其他很多的儀器實現功能兼容，例如，連接GPS、經緯儀等測繪儀器，實現數據的全方位和高效率手機，提升測繪工作的智能化程度和靈活性。

4.3 高效管理測繪信息

礦山測繪設計到非常大范圍，其中包括地質數據、礦山地理位置、礦山資源分布狀況、礦山開采進度和長期開采計劃、礦山環境信息、周圍附屬建筑物以及相關數據信息等。借助GIS 測繪技術能夠為礦山礦產資源信息和地質現狀信息實現正太分布系數調整，預測和分析礦山礦產資源分配系數，準確定位礦產資源準確位置。但是，大量的數據信息和非專業管理人員無法進行相對準確地數據轉換和信息交流，導致在測繪信息使用和處理方面存在一定的誤差。但是GIS 技術能夠根據礦山地形數據、地理位置數據以及開采進度等數據進行分類儲存和管理，使得信息數據實現了統一管理和高效率共享。因此，發展和推廣使用GIS測繪技術能夠使得測繪數據能夠準確分析、變更、整理、計算等過程，并且提升了測繪人員對于數據調取和使用效率，GIS 測繪技術數據庫中心實現了數據共享和系統性管理目的。

4.4 拓展測繪功能

礦山測繪功能并非職能簡單的建立在數據獲取和分析計算方面，還可以利用數字化三維技術實現單一數據轉變為三維數據仿真圖，精確度較高和覆蓋范圍較廣的分析礦山的地質構造、礦產資源分布以及未來的開采計劃等，并通過自身搭載的三維數據模擬功能將其轉變為三位數據圖形，實現礦山測繪、開采、經驗計劃管理等。同時基于GIS 技術能夠模擬和推演測繪工作重心和狂三開采工作要點，并提出具體可行的計劃和解決方案。并且GIS 測繪技術能夠為地質測繪人員推演礦山開采進程和未來變化狀況，幫助管理者更加準確地了解礦山未來工作內容。但是，在眾多的GIS 測繪技術的應用和優勢中有一個非常大的不足之處就是GIS 技術目前尚未形成較為完善和高效率的軟件支持和硬件支持，無法實現模擬數據圖進行仿真化處理。但是其中已經出現的很多的一部分功能已經被成功應用在礦山測繪工作中并且得到了廣泛應用，例如“三維模擬圖、礦產資源分布分析、設計模型化礦道模型、礦山開采進度和效率監督等”。相信在不遠的未來GIS 測繪技術功能會不斷被拓展，以模擬仿真圖為中心的全周期測繪功能會為未來人類開發自然資源和協調大自然共同發展奠定堅實的技術支持。

5 結論

GIS 技術在礦山測繪中已經被得到廣泛應用，在簡化測繪工作流程、精確測繪數據、分析計算數據、模型虛擬化等功能為礦山開采和管理提供了精確地方案編制依據。采用GIS 測繪技術同時還實現了幫助地質測繪人員建立測繪數據庫和拓展數據測繪職能等多方面優勢，使得礦山相關工作更加具體和有目的性。