數字礦山形勢下智能精準測繪技術應用

于宏宇

（中國建筑材料工業地質勘查中心遼寧總隊，遼寧 沈陽110000）

當今社會的科技發展水平不斷提高，使社會發展進入到了數學化趨勢。在地質工程方面，數字成像和制圖技術在采礦業中的應用可以提高效率和經濟效益，同時提高采礦質量[1]。礦山的工程地質學是一個非常復雜的工程項目。為了有效地實現礦山地質工程的發展目標，必須保證采礦的質量和效率[2]。傳統的地質測繪技術會出現差異性，使測繪的信息無法滿足礦山工程需求，因此，將新型礦山數字化測繪技術應用到未來工程發展當中。

1 常見的礦山地質工程數字化測繪技術

（1）地圖數字化測繪技術。數字化測繪技術發展過程中，主要是利用現代化計算機技術的優點，并將其所勘查到的地質工程數據及制圖輸入到計算機系統中，從而可以實現高效率的測繪信息傳輸。在實現數據話測繪時，可以減少工程地質的工作量，從而可以提高經濟效益。在傳統的礦山工程開采，通常是利用手動測量技術，這就增加了現場地質工程人員的工作量，并且增加測試地質人員的經驗與可持續性。環境、天氣和其他因素會影響地質工作的發展或準確性[3]。通過使用計算機技術和現代電子設備，地圖和制圖技術的數字調查可以減少地質工作期間暴露于不利因素的可能性。數字化測繪制圖技術，是以衛星觀測進行定位為基礎，利用定位系統將礦山工程進行測繪，從而實現礦山地質工程數字制圖的形成[4]。

（2）數字化成圖系統測繪技術。數字系統的勘測技術是基于地質和地球物理勘測數據和地圖數據，并結合了先進的電氣設備和智能軟件，從而實現智能化信息技術測繪。該技術實際發展與應用，是對現場調查人員提出了嚴格的要求，對現場進度的制度要利用經驗來分析地質結構[5]。礦山的巖土工程服務部門提供的大地測量和制圖數據，數字制圖系統的后續工作。傳統的采礦地質和工程地質工作需要大量的人力和時間，大地測量和制圖技術可以理想地解決此問題。將電子手冊與全站儀進行應用，可以加快地質勘查工作，從而可以減輕工程難度，使地質勘查質量及精準度得到提高，實現了良好的地質工程勘查狀態。

2 數字化測繪的定義

當代科學技術的不斷發展，其數字勘測技術的發展可以分為四個階段：從遙感技術（RS），地理信息技術（GIS），全球定位技術（GPS）到數字技術和其他新技術。GPS、GIS、遙感、數字大地測量學和制圖學等技術的蓬勃發展和廣泛應用，使其有可能實施新的科學有效的工程測量方法。

其中，數字測量與制圖技術已成為礦山測量技術的新寵。它已得到采礦主管的高度贊譽，并廣泛用于礦山勘測中。通常數字大地測量技術體現在五個主要系統中，即收集、計劃、功能、包裝和主要系統。數字成像和制圖技術的使用更適合于礦山勘探、設計、開發、生產和運營的各個階段。它結合了礦山測量與現代技術，擴大了礦山測量的生活空間和范圍，并為礦山測量的改進和發展做出了貢獻。這更符合市場經濟和采礦制度的改革。

3 數字測繪技術在礦山測量中的優勢

借助計算機建模技術，可以實現數字勘測和制圖技術在礦山勘測中的應用，該技術可以在計算機網絡上直接反映礦山中的地形和地籍信息，并可以直接使用測量數據來指導和控制采礦作業，進行以減少不必要的成本并提高企業的經濟效率。

（1）數字化測繪技術能降低測量人員的工作強度。在礦山工程測量當中，要采用數字測繪技術更為校正測量信息，在一定程度上提高產品質量，提高產品利用率，延長產品使用壽命，有效降低測量師的工作量和復雜度，工作強度大大縮短了生產周期，根據測量結果提高工作效率，并可以在相對較短的時間內滿足各種客戶的需求。

（2）相對手工繪圖，數字化測繪技術的成圖精度較高。當數字地圖系統正在收集數據時，可以使用全站儀自動原位收集和存儲3D地形坐標。在工業數據處理中，它可以完全保持現場調查的準確性，并減少不必要的錯誤。提高現場效率，顯著降低運營成本，并最大限度地提高經濟效益。

（3）數字化技術能完全展現測繪對象的形象和特征。數字大地測量和制圖技術可以通過各種媒體技術（例如計算和建模），在傳統的勘測和制圖過程中更改數字和符號等無序圖像，更好地存儲數字產品以及通過各種媒體技術來充分顯示大地測量和制圖對象的圖像和特征。簡化產品存儲處理并簡化產品修改。使產品保持最新狀態且不可變形，以避免重復進行測量和制圖，減少測量和制圖紙的浪費，并改善地形圖在工程測量和制圖中的使用。

（4）礦山地質工程數字化測繪技術的核心能力體現為計算、數字化記錄儲存。通過轉換數字信息，可以準確執行大地測量和制圖工作以及定位功能。一旦有關礦山地質工程的地質信息由于天氣和環境等外部因素而發生變化，地質人員還可以及時更新數字勘測和制圖以跟蹤數字信息。更新數據和坐標已提高了數字成像和制圖技術的穩定性和準確性。基本的采礦地質學和工程地質學完成后，從而有益于計算機技術的不斷發展，這樣可以直接應用到地質測繪當中，可根據不同的地質結構與精準度，可以對其進行實時監測，并將所監測的信息進行打印。

4 數字化測繪技術在礦山工程測量中的應用

4.1 礦山測量任務

現代礦山測量的主要任務可概括為：在合理范圍內的勘探，設計，開發，生產和運營階段，收集，存儲，加工，展示，分析和使用地面和地下空間資源（主要是礦產資源和土地資源）以及有關礦區環境的信息，從而可以有效開發礦產資源，并要對資源進行保護，使礦山工程得到可持續發展。

4.2 數字化測繪技術的應用

4.2.1 礦山數字化和數字化成圖—自動化礦山地學信息系統

礦山數字化勘查已經成為礦山地質信息采集的基本方法，這是實現數據自動化收集，從而降低了礦山勘查成本。全面利用所采集的數據來源，利用此數據建立礦山的基本信息，及地質空間數據庫，保持礦山地質信息系統的暢通，如下圖1所示。這樣做的過程，要注意模式識別和專家系統理論，該研究的最終目標是使山地地圖數據的收集，識別和處理自動化。

圖1 礦山數字化測繪技術流程

（1）三維可視化技術。三維可視化技術是一種用于建立礦山數據模型，并渲染將數據轉換為可視圖像的三維圖像的技術。首先，我們需要建立一個模型。它通過智能地協調和規劃軟件中的點，線和面來執行此操作，以根據相關數據生成礦體的數字模型，該模型可以顯示礦體的位置和形狀并模擬礦體的特定細節。開發工作。第二，將材料附加到模型。在建模的第一階段，我們可以大致了解礦體的宏觀圖像，并且材料應根據實際條件賦予模型某些屬性，例如顏色，光澤，光滑度，反射效果等。一步將大大提高模型的真實性。第三，渲染的主要內容是為模型添加照明。模擬真實情況，智能地定位光源和光強度，并渲染模擬圖像。最后，制作動畫。根據實際的DV拍攝情況，模擬動畫場景并使靜態對象動態化。

（2）數字化資料處理技術。礦山勘測中的數據處理主要是指數字、圖形、文本和表格的處理，包括收集、處理和存儲等。在此過程中，可以使用專業的數字處理軟件（例如VB等）來有效地創建數字數據庫，并可以改善數字數據共享，可維護性和易于存儲性。

4.2.2 礦山開采環境的綜合評價與治理—礦山開采環境四維動態信息系統

針對礦山地質空間狀態的不斷變以及開采機構，在現有的數據模型建立上，研究出可適用于礦山地質空間的綜合數據模型結構，從而可以使建立的地質與采礦信息更加有效。該系統應達到如下目標：①實現各類地質采礦條件下開采沉陷的四維動態模擬，為礦山開采沉陷的綜合治理提供依據。②實現礦區生產管理的動態模擬，為主管部門提供決策咨詢。③實現礦區土地資源自動化管理，為礦區開采環境的綜合評價與治理提供依據。

采礦和地質工程中的現代數字勘測和制圖技術通常可用于各種工程和地質勘測中。無論是地形圖，垂直和水平橫截面圖，大地測量控制圖以及其他測量和制圖，數字測量和制圖技術都可以在戶外使用。數字成像測繪技術的運用，不僅可以理想地解決傳統地質技術的難點，而且可以消除傳統地質技術的弊端、減少大地、制圖工具和人力資源的投入和使用，提高準確率，和地質作業的效率。不僅可以實現測繪的準確性，而且還具有更大的靈活性并減少了外部非人為因素的影響。在未來的地質工作中，數字成像和制圖技術將完全取代傳統的體力勞動。

5 結束語

簡而言之，礦山勘測涵蓋了許多學科，是采礦技術和大地測量科學與技術的主要結合。隨著科學技術和計算機技術的不斷發展，礦山勘測的技術方法開始與數字技術緊密結合。地形勘測和制圖，以及由此產生的現代地形勘測和制圖方法，為礦山勘測的進一步發展做出了貢獻。數字測繪技術使測繪能夠基于智能，自動化和準確度特征，整合采礦數據的收集，處理，控制，傳輸，分析，表達，應用和輸出，為采礦區的工程建設提供方便的參考。它們在現代礦山勘測中起著重要作用。