數(shù)字化航測(cè)成圖在礦區(qū)中的應(yīng)用

李 佳

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

礦山地形圖的測(cè)繪及制圖是礦山建設(shè)與資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)，尤其是金屬礦山，地形圖制圖工作對(duì)于深部探礦工程等至關(guān)重要，是提高礦山探礦工程精度率的基礎(chǔ)。隨著動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)的快速發(fā)展，以及無人機(jī)技術(shù)、圖像融合技術(shù)及處理基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用，推動(dòng)了現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，使得無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)、遙感測(cè)繪技術(shù)等快速發(fā)展并廣泛的應(yīng)用礦山地形圖測(cè)繪中[1]。數(shù)字化航測(cè)技術(shù)是利用航測(cè)技術(shù)獲得礦山范圍的航拍影像圖，再結(jié)合內(nèi)業(yè)地形圖制圖軟件進(jìn)行編輯處理獲得礦山大比例地形圖的技術(shù)，在現(xiàn)代化礦山中應(yīng)用極為廣泛。

1 數(shù)字化航測(cè)制圖優(yōu)勢(shì)分析

數(shù)字化航測(cè)制圖流程包括外業(yè)數(shù)據(jù)的采集、外業(yè)數(shù)據(jù)檢核及補(bǔ)繪，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、內(nèi)業(yè)核查、圖形編輯和圖形輸出等流程。

（1）外業(yè)數(shù)據(jù)采集優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)手段相比，數(shù)字化航測(cè)技術(shù)具有更高的自動(dòng)化程度，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較大面積的測(cè)繪任務(wù)，減少了大量的外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作量，明顯的提高了測(cè)繪效率和降低了測(cè)繪成本。數(shù)字化航測(cè)技術(shù)是利用無人機(jī)或者衛(wèi)星航拍影像通過數(shù)據(jù)處理軟件獲得地形信息，有效的避免了測(cè)繪人員無法到達(dá)區(qū)域使得精度降低的問題。綜上所述，數(shù)字化航測(cè)技術(shù)具有測(cè)繪效率高、制圖快、精度高的優(yōu)勢(shì)。

（2）內(nèi)業(yè)數(shù)字化制圖優(yōu)勢(shì)。數(shù)字化制圖主要借助計(jì)算機(jī)及制圖軟件進(jìn)行，數(shù)字化制圖具有成圖周期短、成圖規(guī)范以及批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。數(shù)字化制圖具有成圖規(guī)范化的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在地形圖中所涉及的點(diǎn)、線、注記、符號(hào)等均是圖庫中設(shè)置好的，在使用過程中大小、形狀等一致，使得地形圖圖面美觀；精度高主要體現(xiàn)在制圖軟件可以進(jìn)行精確繪制，分幅、接邊等問題易于修改，容易進(jìn)行圖件的修改編輯、加工處理等，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量生產(chǎn)。

（3）成果圖件表達(dá)優(yōu)勢(shì)。成果圖件的表達(dá)優(yōu)勢(shì)是數(shù)字化航測(cè)成圖的另一特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是圖件的表達(dá)精度高、形式規(guī)范美觀，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量生產(chǎn)以及與不同圖層套合，生成不同工作目的的地形地質(zhì)底圖等圖件。二是根據(jù)不同工作目的需求，需要進(jìn)行不同比例尺地形圖的變換，數(shù)字化成圖具有變換效率高的優(yōu)勢(shì)。三是數(shù)字化制圖是分層管理模式，即不同的地形圖信息歸屬不同的圖層分類管理，有助于不同工作需求的圖層疊加使用。

2 數(shù)字化航測(cè)成圖在礦區(qū)中的應(yīng)用

（1）礦區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。礦區(qū)資源儲(chǔ)量的勘查以及后期礦山生產(chǎn)建設(shè)均與礦區(qū)地形圖關(guān)系密切，從礦區(qū)普查、詳查、勘探以及生產(chǎn)階段的設(shè)計(jì)編寫、地質(zhì)圖編制等最基礎(chǔ)的依據(jù)就是不同比例尺的地形圖，尤其是礦區(qū)槽探、平硐、鉆探等探礦工程的設(shè)計(jì)等，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是礦區(qū)地形圖為勘查設(shè)計(jì)以及探礦工程提供了精確的三維坐標(biāo)信息，使得控制的礦體或礦層厚度等精度增高。二是采礦平硐等的設(shè)計(jì)與地形圖密切相關(guān)，不僅提供了三維坐標(biāo)信息，還可以根據(jù)地形圖所反映的內(nèi)容，盡可能的避開地形地貌陡峭，工程水文地質(zhì)條件較差的區(qū)域。

（2）礦區(qū)開采沉陷監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。隨著礦山資源量開發(fā)與利用進(jìn)程的推移，地下采空區(qū)域越拉越多，使得上覆巖層的應(yīng)力發(fā)生較大變化，引起上覆巖層彎曲變形、破裂甚至是坍塌，進(jìn)而引起地表沉陷等問題出現(xiàn)。因此，加強(qiáng)礦區(qū)開采沉陷區(qū)域的監(jiān)測(cè)工作至關(guān)重要，不僅是防治礦山坍陷以及判斷井下開采設(shè)計(jì)是否合理的間接標(biāo)志，而且能夠有效的避免事故發(fā)生造成人身財(cái)產(chǎn)損失。數(shù)字化航測(cè)技術(shù)局域成圖快、周期短、成本低、精度高的優(yōu)勢(shì)，因此可以通過礦區(qū)不同時(shí)間段所獲得的航拍影像圖等信息，判斷礦山范圍沉降量以及沉降分布范圍等。

（3）礦區(qū)動(dòng)態(tài)管理中的應(yīng)用。礦山勘查以及生產(chǎn)是長期的過程，在較長的時(shí)間內(nèi)積累了大量的不同格式、比例尺等的圖件，如何提高在動(dòng)態(tài)中變化的大量圖件管理效率成為影響礦山不同類型圖件綜合利用率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。數(shù)字化航測(cè)成圖是以不同比例尺地形圖為基礎(chǔ)，按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行圖形編輯，疊加不同的地質(zhì)內(nèi)容、物探內(nèi)容、化探內(nèi)容等，形成了一系列不同內(nèi)容的工作底圖或者基礎(chǔ)性圖件[2]。綜上所述，數(shù)字化航測(cè)成圖在礦山圖件動(dòng)態(tài)管理中具有重要的應(yīng)用作用。

（4）礦區(qū)環(huán)境保護(hù)及治理中的應(yīng)用。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、治理及恢復(fù)是建設(shè)“綠色礦山”的基礎(chǔ)，礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用勢(shì)必對(duì)礦山區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境造成一定的影響，不同氣候條件下的影響有所差異。因此，將數(shù)字化航測(cè)成圖應(yīng)用于礦山環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中具有重大意義。利用不同時(shí)間段拍攝的航空影像資料，通過前后不同時(shí)間段生態(tài)植被覆蓋率等方面的對(duì)比，可以準(zhǔn)確的計(jì)算出礦山植被恢復(fù)率或者減少率、恢復(fù)面積或者減少面積等信息。此外，可以通過航拍影像等資料分析礦山尾礦壩的選址、建設(shè)是否合理，排水措施是否合理等。

（5）礦山災(zāi)害預(yù)防領(lǐng)域的應(yīng)用。礦山地質(zhì)災(zāi)害較為常見，主要表現(xiàn)為泥石流、崩塌、滑坡、沉降塌陷等。我國當(dāng)前開發(fā)與利用的礦山一般位于遠(yuǎn)離城市的山區(qū)，山區(qū)地形地貌變化較大，地形陡峭，容易引發(fā)崩塌、滑坡等自然災(zāi)害。隨著采礦活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，使得地表巖層的受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，更加容易引起崩塌、滑坡等災(zāi)害的發(fā)生。此外，隨著開采活動(dòng)的進(jìn)行，地下采空區(qū)面積和數(shù)量增加，引起地表塌陷等問題。因此，將數(shù)字化航拍影像進(jìn)行對(duì)比研究，對(duì)于容易引發(fā)泥石流的區(qū)域進(jìn)行預(yù)防治理；對(duì)于容易引發(fā)滑坡或者崩塌的區(qū)域，若可以規(guī)避處理的盡量規(guī)避處理，無法規(guī)避的則根據(jù)具體現(xiàn)狀制定相應(yīng)的治理對(duì)策；對(duì)于采空區(qū)坍陷的監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，可根據(jù)不同時(shí)間段的航拍影像資料對(duì)比分析獲得沉降信息。綜上所述，數(shù)字化航測(cè)成圖在礦山災(zāi)害預(yù)防中具有重要的應(yīng)用作用。

（6）在航測(cè)圖更新中的應(yīng)用。礦區(qū)航測(cè)圖是隨著采礦活動(dòng)的進(jìn)行而處于動(dòng)態(tài)變化中的，尤其是井下測(cè)繪工作更是處于不斷的變化中。隨著探礦巷道、采礦巷道的掘進(jìn)，井下測(cè)繪工作需及時(shí)跟進(jìn)，此時(shí)需要不定期的進(jìn)行航測(cè)圖的更新[3]。而數(shù)字化航測(cè)圖是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，借助制圖軟件完成的，這就為測(cè)繪信息的及時(shí)變更提供了方便與基礎(chǔ)，縮短了更新時(shí)間。

3 結(jié)語

綜上所述，數(shù)字化航測(cè)圖在礦山建設(shè)中具有重要的應(yīng)用意義，貫穿于礦山勘查、開采以及生態(tài)環(huán)境治理的各個(gè)環(huán)節(jié)。本文在總結(jié)數(shù)字化航測(cè)成圖優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，從6個(gè)方面講述了數(shù)字化航測(cè)圖在礦區(qū)中的應(yīng)用，目的在于通過本文的分析，使得礦山企業(yè)重視礦山數(shù)字化圖件的制作與管理，提高礦山各類圖件的綜合利用效率。