數(shù)字化測繪技術在地質工程測量中的應用

董昊錦

（酒泉職業(yè)技術學院，甘肅 酒泉 735000）

傳統(tǒng)測繪技術應用中，存在儀器設備應用簡單，過度依賴人力操作的特征，無法有效應對國家不同區(qū)域的地質結構復雜、面積廣闊的地質測量任務，因此極易受到人為計算誤差的影響導致測繪結果出現(xiàn)誤差。借助計算機技術和先進儀器設備應用數(shù)字化測繪技術，有效彌補傳統(tǒng)測繪技術存在的不足之處，幫助測量人員有效應對多種類型的地質測量任務，最大程度確保測量數(shù)據(jù)的精準性。新型數(shù)字化測繪技術的應用可滿足國家的經(jīng)濟發(fā)展需求，推動我國地質工程測量工作朝著數(shù)字化、精確化以及信息化方向發(fā)展，全面提升地質測量質量以及地質測量效率。

1 數(shù)字化測繪技術

1.1 技術概述

數(shù)字化測繪技術本身是新型的工藝技術，相較于傳統(tǒng)繪圖技術而言，數(shù)字化測繪技術本身具備諸多獨特性優(yōu)勢。數(shù)字化測繪技術本身具備精確性高、地質測量效率高、自動化程度高等特征，因此廣泛應用在地質測量環(huán)節(jié)中。傳統(tǒng)技術下的地圖勘察工作，主要是由工作人員進行實地勘察，并對考察到的信息手動進行記錄，繼而全面了解地質的情況信息。伴隨數(shù)字化測繪技術的日漸完善，數(shù)字化測繪技術實現(xiàn)對數(shù)據(jù)處理技術、計算機技術以及測繪技術等多領域技術融會貫通，讓測繪技術得到質化飛躍。數(shù)字化測繪技術是伴隨測量儀器智能化、計算機以及網(wǎng)絡的廣泛應用而發(fā)展起來的測繪技術，借助工程繪圖儀、掃描儀以及全站儀等智能化測量軟硬件作為測量工具，同時借助數(shù)字化軟件對掃描圖進行處理，繼而形成新型數(shù)字化地圖，有效解決大比例尺測圖中野外作業(yè)量大的問題，有效降低地質測繪成本。

1.2 應用優(yōu)勢

1.2.1 強化勘測繪圖準確性

傳統(tǒng)測繪技術本身具備測量效率低下，測量結果不夠準確的情況，導致測量結果與實際數(shù)據(jù)存在一定的偏差。數(shù)字化測繪技術在應用過程中，將收集到的數(shù)據(jù)信息轉化為數(shù)字化信息，以此為基礎構建三維模型。借助數(shù)字化測繪技術可有效降低地質測量結果誤差機率，大大提升數(shù)據(jù)測量準確率。此外，在實際測繪工作開展過程中，在利用數(shù)字化測繪技術的前提下并不需要測繪人員對最終結果進行核查與糾正，最大程度節(jié)省人力方面的成本，有效節(jié)約地質測繪人員的工作時間。

1.2.2 存儲安全性高

傳統(tǒng)測量技術下所應用的測量信息主要保存在圖紙上方，不僅測量圖紙容易破損，測量信息丟失的可能性也大大增加，無法保證測量數(shù)據(jù)的精準度，也不利于工程建設工作的順利進行。一旦地質信息發(fā)生變動時，工作人員不能在圖紙上直接修改，因此需要重新進行勘查，大大增加測繪成本。數(shù)字化測繪技術的應用可確保所測量數(shù)據(jù)信息保存的便捷性與安全性，借助互聯(lián)網(wǎng)技術以及信息技術可安全性存儲大量的數(shù)據(jù)信息，對相關數(shù)據(jù)信息快速保存，有效解決傳統(tǒng)測繪數(shù)據(jù)存儲過程中存在的多種弊端，最大程度確保數(shù)據(jù)信息的準確性。此外，地質測量產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息均會存儲在計算機系統(tǒng)當中，工作人員也能隨時檢索自身的需求，即便工程范圍內(nèi)的地質發(fā)生變動時，測繪人員也并不需要重新進行繪制，只需要在計算機平臺中進行修改，可有效節(jié)省工程項目的地質測繪成本。

1.2.3 地質測繪精準度較高

地質測繪工作開展過程中，所應用的傳統(tǒng)測繪技術是在勘查范圍內(nèi)布置諸多測量基點，經(jīng)由測繪人員手動測量每一個基點，對收集到的數(shù)據(jù)信息進行記錄。這一模式下，對于測繪工作人員的經(jīng)驗與技術有著相對高的要求，在具體應用過程中極易出現(xiàn)相對較大的誤差，測繪效率相對較低。傳統(tǒng)測繪技術與數(shù)字化測繪技術相比較而言，數(shù)字化測繪技術本身具備相對較高的精準度，借助數(shù)字化測繪技術開展地理信息的位置測試工作，受到外部測定地點的影響程度相對較小，因此可以將測量誤差控制在一定范圍內(nèi)，降低環(huán)境因素與人為因素所帶來的測量誤差，精準定位地理位置。在數(shù)據(jù)采集期間，借助自動式采集模式可對地質數(shù)據(jù)信息自動化收集，大大減少測繪工作量，全面提升測繪工作效率，直觀性展示地質的詳細情況。

1.2.4 提升測繪工作的自動化程度

數(shù)字化測繪技術在應用過程中所采用的信息技術以及計算機技術具備自動化特點?；ヂ?lián)網(wǎng)技術廣泛應用的背景下，可替代測繪人員做諸多工作，借助大數(shù)據(jù)技術、云計算技術將以往測繪人員需要手動操作的行為進行自動化處理，測繪人員可將收集到的信息輸入到計算機平臺中，云存儲技術以及云計算技術在應用過程中可根據(jù)測繪要求以及地質條件對于信息進行分類匹配，有效節(jié)省人力成本，且自動化操作準確率也要遠遠高于人工手動操作效率，若測繪人員未能在規(guī)定時間內(nèi)處理完相關數(shù)據(jù)信息，云存儲技術可對當前的數(shù)據(jù)狀態(tài)進行保存，以便于測繪人員下次能夠繼續(xù)進行數(shù)據(jù)信息處理操作，全面提升數(shù)據(jù)信息處理的靈活性。此外，數(shù)字化測繪技術的應用能夠收集更多的圖像信息，以此為基礎繪制多種所需求的圖形，進一步提升數(shù)據(jù)信息的直觀性，實現(xiàn)制圖一體化需求。同時，將信息存儲在計算機系統(tǒng)之中，工作人員可根據(jù)實際情況搜索出需要的內(nèi)容，繼而全面提升各項操作活動開展的便捷性。

1.2.5 豐富圖像數(shù)據(jù)信息

數(shù)字化測繪技術應用下所呈現(xiàn)的圖像信息比傳統(tǒng)測繪技術更豐富，所提供的信息精準性極高。在開展地質工程測量期間，靈活應用數(shù)字化測繪技術，可精準性定位結構圖的位置坐標，以此為基礎所呈現(xiàn)出的圖像信息會更加豐富。同時數(shù)字化測繪技術的應用，也有利于結構圖繪制活動的開展，幫助地質工程測量人員迅速成圖。此外，在制圖過程中，可利用數(shù)字化測繪技術來降低測圖符號在實際應用中的難度，繼而有效提升結構圖繪制后的最終呈現(xiàn)效果。

1.2.6 推動地質工程持續(xù)發(fā)展

地質工程項目傳統(tǒng)測繪工作的開展，在現(xiàn)場測量工作開展期間，測繪人員需要對測量到的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)一化整理與記錄，利用人工繪制的方法進行繪圖，因此繪圖效率相對較低，也極易出現(xiàn)問題。基于數(shù)字化測繪技術進行繪圖過程中，并不需要工作人員再次核對現(xiàn)場測量記錄，僅需要根據(jù)地質測繪現(xiàn)場的定位以及坐標點，利用測繪系統(tǒng)實現(xiàn)自動化繪圖，利用數(shù)字化信息技術實現(xiàn)測繪工作的自動化，推動地質工程的可持續(xù)化發(fā)展。

2 數(shù)字化測繪技術在地質工程測量中的有效應用

2.1 技術應用

2.1.1 地理信息技術的應用

式中k表示第k組位姿。本調姿托架共有41項結構誤差，分別用er1,er2,,er41表示。由于δe13，δe21，δe23，δe33，δe43各包含兩個未知量，因此式(13)包含41-5=36個未知量，單個位姿能夠提供有關未知量的12個代數(shù)方程，因此要辨識全部36個位姿誤差，在矩陣T行向量、列向量線性無關的情況下，需要測量3組或以上位姿誤差數(shù)據(jù)組成總誤差模型：

地理信息技術應用至地質工程測量過程中，可讓勘測工人正確把握測量范圍內(nèi)信息，幫助勘測人員能夠獲得精確性的勘測內(nèi)容。測量工作人員在利用地理信息系統(tǒng)平臺對多種信息進行選擇過程中，需要篩選出最為合適的測量信息，有效規(guī)避無關信息所帶來的干預程度。地理信息技術可將計算機系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有效融合，最大程度提升數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)化與精準化。近幾年，我國所應用的地理信息系統(tǒng)朝向智能化、自動化以及多樣化的趨勢發(fā)展，也廣泛應用至資源、林業(yè)、國防以及電信等多個行業(yè)。將地理信息系統(tǒng)與先進科技相組合，將地理信息技術與遙感技術相結合，可有效處理定位問題與勘測問題，繼而完成動態(tài)化礦產(chǎn)勘測任務，為地質工程測量工作的開展帶來更多的時間與空間。

2.1.2 影像定位技術的應用

影像定位技術在應用過程中具備具體性與便捷性的特征，可幫助勘測人員全面性了解地質的實際情況?？睖y工作人員在對巖石類地質環(huán)境進行勘測期間，需要利用影像定位技術對地質環(huán)境勘測后所獲得的數(shù)據(jù)信息進行圖像化、數(shù)字化處理，以此為基礎獲得最終的勘測成果。影像定位技術在與遙感影像定位等技術配合應用，繼而實現(xiàn)對影像的精準性定位，充分展現(xiàn)地質勘測后的地質情況。

2.1.3 GPS測繪技術的應用

在進行地質測繪過程中所應用的GPS定位技術，可滿足多種條件下地質測繪過程的即時觀測，通過實施24 h的全面化監(jiān)控，為礦山多種建設活動的開展提供精確性的測量數(shù)據(jù)。同時，在工程地質實地測繪期間，GPS技術的應用能夠實現(xiàn)地質測量工程的360°測繪，將測繪到的數(shù)據(jù)信息及時傳送到電腦終端，技術人員有需要利用專用計算機軟件設備進行結果測繪工作，可進一步加快測繪工程的測量速度，提升地質測繪工程測量結果精度。GPS技術本身具備精確性與及時性的特征，對地質工程項目的目標迅速進行定位，即時采集和保存相關數(shù)據(jù)信息，利用GPS技術全面提升施工效率，加快地質工程項目的施工進度。

2.2 實際應用

2.2.1 應用至動態(tài)控制系統(tǒng)

在地質工程測量過程中，地質工程測量工作的重要保障為實時控制地質面積，是我國各類等級控制當中的第一控制要求。在數(shù)字化測繪系統(tǒng)應用過程中有著強大的應用價值，若地質測量范圍相對較小時，可通過調節(jié)數(shù)字化測繪系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)控級別，繼而開展與礦產(chǎn)工作和地質工程項目的測繪活動。在地質勘測期間，勘測工作人員所面臨的環(huán)境與勘測情況復雜多變，嚴重影響工作人員測繪期間的準確性，借助數(shù)字化的測繪動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，可有效規(guī)避在視覺條件差的情況下開展遠距離勘測活動，繼而在最短時間內(nèi)實現(xiàn)對相關信息的有效定位。

2.2.2 應用至工程測量數(shù)據(jù)處理

2.2.3 應用至地面數(shù)字測圖工作

在地質工程勘測期間，部分勘查結果具備相對較高的精確度，應用地面數(shù)字測圖活動中開展勘測作業(yè)，確?？辈榻Y果以及勘查要求保持高度相似性。地面數(shù)字測圖主要應用在制圖未能達到國家標準，在比例尺縮放范圍相對較大時，勘查結果應用至較高準確度的結構圖制作環(huán)節(jié)中。地面數(shù)字測圖過程中應用數(shù)字化測繪技術，可確保數(shù)字地質繪圖的精確度，利用其他測量方法進行輔助測量，繼而有效提升測量位置的精準度。

2.2.4 應用至地質勘探工作

如今，我國地質勘察工程數(shù)量不斷增加，地質勘察工作量以及工作要求也在不斷增加，為此需要相關部門給予更為完善的刻繪技術支持，繼而達到測繪目標。地質勘查工作開展期間，工作人員需要進行野外勘查，沉重的測量工具以及測量設備將會影響測量進度，加之外界測量環(huán)境較為復雜，勘測人員的測量難度相對較高，繼而增加工作人員的工作壓力。數(shù)字化測繪技術的應用可有效提升測繪工作開展效率，妥善解決以往由于測繪人員過多、測繪作業(yè)設備過重的問題，從一定程度上節(jié)省了人力與物力。RTK技術是地質勘查工作開展中常常應用的數(shù)字化測繪技術，在實際操作應用過程中，各個測繪流動站可從GPS定位系統(tǒng)獲取相關數(shù)據(jù)信息，形成相位差分觀測值，繼而優(yōu)化三維坐標點。RTK技術本身具備便捷性、精準度高等應用優(yōu)勢，利用RTK技術進行數(shù)據(jù)采集，可大大提升野外工作效率，同時也大大提升數(shù)據(jù)采集精準度。

2.2.5 應用至地圖數(shù)字化

地質測量人員應用數(shù)字化測繪技術，可實現(xiàn)地圖數(shù)字化構建，地質測繪人員可充分利用相關地形圖資源和掃描儀等輸入性設備，將相關數(shù)據(jù)信息上傳至測繪軟件系統(tǒng)當中，將以往的地質地形圖轉變?yōu)閿?shù)字化地圖，同時可利用GPS技術以及矢量化圖形掃描技術等實現(xiàn)圖形的清晰化輸出，大大提升勘查地區(qū)的精準度。在地質測繪工程中，地質測量人員可只隨身攜帶一個移動設備，繼而應用至不同種類的地圖。

2.2.6 應用至成圖數(shù)字化

在地質測繪工作開展過程中，工作人員可利用數(shù)字化測繪技術實現(xiàn)數(shù)字化成圖，借助所采集的數(shù)據(jù)信息整體上傳至測繪成圖軟件之中，繼而自動生成圖形。此外，利用數(shù)字化測繪技術，可便捷性開展測圖修改工作與編輯工作，大大提升地質測量人員的勘察效率，提升測圖信息的精準度。

3 數(shù)字化測繪技術應用于礦山地質工程測繪的具體事例

3.1 技術方法選擇

在進行礦山地質作業(yè)過程中，利用數(shù)字化測繪技術對礦井進行詳細化、全面性的調查與勘測，提升勘測人員對礦井環(huán)境的掌握水平。圖像以及圖標等多種因素的應用可提升測繪結果的直觀性，借助數(shù)據(jù)信息儲存方法對使用測繪技術得到的數(shù)字信息進行管理，工作人員在分析過程中可利用相關信息對作業(yè)施工設計進行指導。

選擇應用的數(shù)字化測繪技術為智能掃描矢量輸入技術、數(shù)字化輸入技術以及人工跟蹤矢量化輸入技術。其中，智能掃描矢量輸入技術在應用中需要使用專業(yè)化掃描設備對地質信息以及圖形信息進行匯總與處理，將所有信息存儲在計算機當中，對存儲的數(shù)據(jù)信息進行矢量化處理，可對數(shù)據(jù)信息的影響因素進行分析。而數(shù)字化輸入技術的應用也需要使用專業(yè)數(shù)字化設備，對游標進行跟進處理，將原始數(shù)據(jù)信息逐步轉變?yōu)閳D形信息。人工跟蹤矢量輸入技術的應用需要人工輔助操作進行。

3.2 操作流程

數(shù)字化測繪技術的應用可充分滿足煤礦地質測量作業(yè)需求。具體應用流程如圖1所示。

圖1 數(shù)字化測繪技術的應用操作流程

3.3 礦山地質工程測繪結果

數(shù)字化測繪技術相較于傳統(tǒng)測繪技術存在一定的差異性，能夠為測繪工作人員帶來立體化的直觀數(shù)據(jù)形式，同時也能獲得多種類型的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對于礦山地質信息的有效監(jiān)測與管制。此外，數(shù)字化測繪技術的應用，能夠深度挖掘礦山地質的分布情況，以此為基礎進行模型模擬工作，在礦山地質工程測繪中有著極為重要的作用。數(shù)字化測繪技術與傳統(tǒng)測繪技術差異見表1。

表1 數(shù)字化測繪技術以及傳統(tǒng)測繪技術的區(qū)別

4 結束語

總而言之，地質測量本身是專業(yè)性極強、內(nèi)容系統(tǒng)復雜的管理工作，地質測量工作的開展質量對于工程建設開發(fā)有著極大的影響。為此需要靈活應用數(shù)字化測繪技術，全面提升地質工程測量工作開展效率，為地質工程測量提供準確性的地圖信息，有效節(jié)約工程測量成本。同時，需要充分發(fā)揮數(shù)字化測繪技術的勘測繪圖準確性、存儲安全性高以及地質測繪精準度較高等應用優(yōu)勢，有效減緩測繪作業(yè)人員的工作壓力，縮減地質測繪人員的作業(yè)量以及作業(yè)時間，大大降低地質測量成本支出，確保測繪數(shù)據(jù)信息的準確性。