数字化航测成图在矿区中的应用

时间：2024-09-03

李佳

（山东省第一地质矿产勘查院，山东济南 250000）

矿山地形图的测绘及制图是矿山建设与资源开发利用的基础，尤其是金属矿山，地形图制图工作对于深部探矿工程等至关重要，是提高矿山探矿工程精度率的基础。随着动态GPS定位技术的快速发展，以及无人机技术、图像融合技术及处理基础，计算机技术的综合应用，推动了现代化测绘技术的发展，使得无人机测绘技术、遥感测绘技术等快速发展并广泛的应用矿山地形图测绘中[1]。数字化航测技术是利用航测技术获得矿山范围的航拍影像图，再结合内业地形图制图软件进行编辑处理获得矿山大比例地形图的技术，在现代化矿山中应用极为广泛。

1 数字化航测制图优势分析

数字化航测制图流程包括外业数据的采集、外业数据检核及补绘，内业数据处理、内业核查、图形编辑和图形输出等流程。

（1）外业数据采集优势。与传统的测绘技术手段相比，数字化航测技术具有更高的自动化程度，能够在较短的时间内获得较大面积的测绘任务，减少了大量的外业数据采集工作量，明显的提高了测绘效率和降低了测绘成本。数字化航测技术是利用无人机或者卫星航拍影像通过数据处理软件获得地形信息，有效的避免了测绘人员无法到达区域使得精度降低的问题。综上所述，数字化航测技术具有测绘效率高、制图快、精度高的优势。

（2）内业数字化制图优势。数字化制图主要借助计算机及制图软件进行，数字化制图具有成图周期短、成图规范以及批量生产的优势。数字化制图具有成图规范化的优势，主要表现在地形图中所涉及的点、线、注记、符号等均是图库中设置好的，在使用过程中大小、形状等一致，使得地形图图面美观；精度高主要体现在制图软件可以进行精确绘制，分幅、接边等问题易于修改，容易进行图件的修改编辑、加工处理等，能够实现大批量生产。

（3）成果图件表达优势。成果图件的表达优势是数字化航测成图的另一特点，主要表现在以下几个方面：一是图件的表达精度高、形式规范美观，能够实现大批量生产以及与不同图层套合，生成不同工作目的的地形地质底图等图件。二是根据不同工作目的需求，需要进行不同比例尺地形图的变换，数字化成图具有变换效率高的优势。三是数字化制图是分层管理模式，即不同的地形图信息归属不同的图层分类管理，有助于不同工作需求的图层叠加使用。

2 数字化航测成图在矿区中的应用

（1）矿区规划设计方面的应用。矿区资源储量的勘查以及后期矿山生产建设均与矿区地形图关系密切，从矿区普查、详查、勘探以及生产阶段的设计编写、地质图编制等最基础的依据就是不同比例尺的地形图，尤其是矿区槽探、平硐、钻探等探矿工程的设计等，主要表现在以下几个方面：一是矿区地形图为勘查设计以及探矿工程提供了精确的三维坐标信息，使得控制的矿体或矿层厚度等精度增高。二是采矿平硐等的设计与地形图密切相关，不仅提供了三维坐标信息，还可以根据地形图所反映的内容，尽可能的避开地形地貌陡峭，工程水文地质条件较差的区域。

（2）矿区开采沉陷监测中的应用。随着矿山资源量开发与利用进程的推移，地下采空区域越拉越多，使得上覆岩层的应力发生较大变化，引起上覆岩层弯曲变形、破裂甚至是坍塌，进而引起地表沉陷等问题出现。因此，加强矿区开采沉陷区域的监测工作至关重要，不仅是防治矿山坍陷以及判断井下开采设计是否合理的间接标志，而且能够有效的避免事故发生造成人身财产损失。数字化航测技术局域成图快、周期短、成本低、精度高的优势，因此可以通过矿区不同时间段所获得的航拍影像图等信息，判断矿山范围沉降量以及沉降分布范围等。

（3）矿区动态管理中的应用。矿山勘查以及生产是长期的过程，在较长的时间内积累了大量的不同格式、比例尺等的图件，如何提高在动态中变化的大量图件管理效率成为影响矿山不同类型图件综合利用率的关键环节。数字化航测成图是以不同比例尺地形图为基础，按照统一的格式进行图形编辑，叠加不同的地质内容、物探内容、化探内容等，形成了一系列不同内容的工作底图或者基础性图件[2]。综上所述，数字化航测成图在矿山图件动态管理中具有重要的应用作用。

（4）矿区环境保护及治理中的应用。矿区生态环境保护、治理及恢复是建设“绿色矿山”的基础，矿产资源的开发与利用势必对矿山区域内的生态环境造成一定的影响，不同气候条件下的影响有所差异。因此，将数字化航测成图应用于矿山环境动态监测中具有重大意义。利用不同时间段拍摄的航空影像资料，通过前后不同时间段生态植被覆盖率等方面的对比，可以准确的计算出矿山植被恢复率或者减少率、恢复面积或者减少面积等信息。此外，可以通过航拍影像等资料分析矿山尾矿坝的选址、建设是否合理，排水措施是否合理等。

（5）矿山灾害预防领域的应用。矿山地质灾害较为常见，主要表现为泥石流、崩塌、滑坡、沉降塌陷等。我国当前开发与利用的矿山一般位于远离城市的山区，山区地形地貌变化较大，地形陡峭，容易引发崩塌、滑坡等自然灾害。随着采矿活动的持续进行，使得地表岩层的受力结构发生变化，更加容易引起崩塌、滑坡等灾害的发生。此外，随着开采活动的进行，地下采空区面积和数量增加，引起地表塌陷等问题。因此，将数字化航拍影像进行对比研究，对于容易引发泥石流的区域进行预防治理；对于容易引发滑坡或者崩塌的区域，若可以规避处理的尽量规避处理，无法规避的则根据具体现状制定相应的治理对策；对于采空区坍陷的监测至关重要，可根据不同时间段的航拍影像资料对比分析获得沉降信息。综上所述，数字化航测成图在矿山灾害预防中具有重要的应用作用。

（6）在航测图更新中的应用。矿区航测图是随着采矿活动的进行而处于动态变化中的，尤其是井下测绘工作更是处于不断的变化中。随着探矿巷道、采矿巷道的掘进，井下测绘工作需及时跟进，此时需要不定期的进行航测图的更新[3]。而数字化航测图是以计算机为平台，借助制图软件完成的，这就为测绘信息的及时变更提供了方便与基础，缩短了更新时间。