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摘要 :随着时代发展,测绘技术也在加快更新,特别在矿山 地质测绘中得到很大应用。在进行矿山地质测绘过程中, 测绘技 术开始向自动化、智能化等方面发展, 拥有具有高科技含量的测 绘技术应用到测绘中, 消除传统测绘技术的局限性。矿山地质测 绘过程中, 包含着众多工作, 需要对测区中的矿山和岩石进行勘 查,通过对现代测绘技术的应用,能够充分掌握地质结构,也可 以明确矿区范围, 为后续矿区企业开采工作提供了基础支撑, 以 此保障我国矿山开采行业持续发展。
关键词 :现代测绘技术,矿山地质测绘,GPS 技术
在精准化的影响下,政府部门、社会对地质测绘要求更高, 传统测绘技术无法满足当前地质测绘的需求,由于很容易受到 测绘人员主观影响及环境干扰, 测绘精度不高, 直接造成测绘质 量降低。面对这种测绘技术开始更新发展, 产生了诸多具有现代 化元素的测绘技术,促使其呈现出数字化、自动化等发展趋势, 也便于各个采矿企业对地质信息的掌握,有效推动开采行业持 续发展。因此,测绘人员应当加大现代测绘技术的应用,有效提 升矿山地质测绘效率和质量。
1 现代测绘技术概述
在现代科学技术发展后,形成了诸多的测绘技术。摄影测绘 技术是当前现代测绘技术中一种,如果和数字化测量技术进行 对比, 这种技术的应用范围是不够的, 在实际测绘中也是使用较 少的。该技术主要用于户外测绘作业, 测绘人员不用实地对测绘 区域进行勘测, 就可以对获取测绘区域的准确数据。这种方式能 够很好规避环境因素的影响,如 :天气、地形条件、交通等,既 可以提升测绘效率, 也可以降低测绘过程消耗的成本。在普通数 码相机发展过程中,能够在实际勘测区域中更快获取相应的影 像资料,而且符合近景拍摄测绘需求,在应用软件和测绘技能 上都可以得到有效支撑。现阶段所使用的测绘摄影技术更加先 进,基本上已经发展为多基线,和普遍摄像设备相比,可以对已 获取的数据进行三维模型的构建,一般情况下只用对四个控制 点进行明确,就可以完成整个测绘区域的精确测量和建模工作。 当前, 这种测绘技术主要用于矿山地质边坡变形监测、大比例测 绘、三维建模等方面, 而且测绘精度非常高。
首先,数字化测绘。在测绘过程中,测绘人员直接利用数据化测绘技术, 这需要测绘人员将相应的地质图像、矿山情况等进 行扫描录入 ;也要在电子系统中对全面输入点的特征进行描绘 ; 对输入中存在的所有数据资料进行综合处理。当前阶段, 在使用 数字化测绘过程中, 应当按照测绘原则进行处理, 充分保障地质 测量的精确度, 有效确保测绘工作高质量完成。测绘人员应当对 测绘方案各项调整进行关注, 全面研究地质存在的具体情况, 在 后续测绘工作中科学合理使用数字化测绘技术,以此形成高精 度的矿山地质图像。
其次,“3S”测绘。在当前测绘行业中, 使用最多的是 3s 技术 技术,这种技术基本在每个测绘项目都会使用到,由 GPS 全球 定位技术、GIS 技术、RS 技术三种组成,只要是测绘工作都没有 办法脱离这三种技术。其中,GPS 技术是全球定位系统,能够为 测绘过程提供准确性的位置,包括 :平面坐标、高程信息等,能 够有效节约测绘人力成本,基本上只需要少数几个人或者一个 人就能完成所有作业, 还可以更快得到测绘结果, 有效提升测绘 作业工作效率。GIS 技术是地理信息系统,在测绘过程中可以实 现信息数据收集、分析、处理、存储等工作,将其融为一体,以 图形方式直观性体现出地质情况,也可以对其进行修改和调整, 更好明确测绘位置。RS 技术是遥感技术,能够对测绘物体进行 全天候、动态化、立体化的测绘。
最后,激光雷达测绘。激光雷达测绘是利用电磁波的作用, 将具体信号发射到地质层中, 根据反射后接收到的信息, 和最初 发射信号进行对比, 找出其中存在异常的信息, 从而对测绘区域 的位置、储存量、结构等进行确定,以此实现测绘任务的完成。 和传统测绘技术进行比较,这种技术在应用中可以获取到被勘 测目标的三维信息,结合计算机使用过程,明确数字化模型,提 升测绘工作效率和质量。并且, 这种测绘技术让虚拟和现实进行 融合 ;可以对自然灾害情况进行有效监控。另外, 这种测绘技术 运用范围广, 在工程建设、交通管理等方面都可以进行使用。
2 现代测绘技术在矿山地质测绘的作用
在对当前现代测绘技术使用过程分析,这种技术组成结构 是多样化的, 对矿山地质测绘有着重大作用。应该从三个方面进 行分析,包括 :地质结构、GIS、城市管理等。第一,掌握地质情 况。在利用现代测绘技术后, 可以让测绘人员掌握到矿山地质地形情况、地质结构等。如 :在矿山开采中,可以对地质结构更好 判断,合理制定开采方案,也会对施工技术、开采设备等明确, 有效保障矿产资源的顺利开采。针对部分复杂地区测绘过程中, 直接使用无人机、GPS、GIS 等现代化测绘技术,能够避免人员 现场测绘的难度,有效地对特殊区域进行勘测,让测绘人员更 好掌握勘测区域的情况,并且对后续测绘工作提供相应的优化。 如,地质测绘系统,可以对矿山开采过程进行全面监控,有效降 低风险隐患出现概率。第二,GIS 系统健全。GIS 系统是借助地 球地理信息组成的, 而且没有办法对基础数据进行获取, 这就需 要加大基础系统的建立和完善,有效地保障矿山测绘工作的完 成。这就需要矿山地质测绘中, 应当加大力度对现代化技术进行 使用,有效保障 GIS 系统的完善。矿山地质勘查对我国经济发展 是非常重要的。在矿山开采过程中, 很多环节都涉及到使用地质 数据。第三,实现矿山开采信息化管理。矿山地质地理信息是复 杂的, 但是对开采过程非常重要, 一旦没有精确的矿山地质测绘 数据支撑, 是没有办法保障矿山资源开采工作顺利进行的。这就 需要加大利用现代化测绘技术,为开采过程提供有效的数据资 料,制定出相应的矿山地形图,满足矿山开采过程的需求,更好 保障开采作业的人员安全。
3 现代测绘技术在矿山地质测绘中的应用要点
3.1 GPS 技术应用要点
在科学技术发展中,传统矿山地质测绘技术是无法满足当 前的测绘需求,只能被测绘行业所淘汰,而 GPS 技术开始大量 应用在测绘作业中,其有着诸多优点。第一,该技术对专业水平 要求不高,也不需要复杂性的操作技术,整个操作过程都很简 单。将无线电波、卫星技术等融合,可以对勘测区域的矿山各方 面的数据资料进行获取。第二,定位精度非常高,能够确定准确 的测绘位置、范围等。通过卫星定位获取到准确位置,也可以结 合经纬度对位置进行明确,对矿区各处地形定位非常准确。但 是,该技术在应用过程中需要注意到 :合理设计控制网, 结合矿 山勘测的实际情况,对测绘区域进行分区进行,明确测绘规模, 选择适合本次测绘范围的控制网布网方式,增强数据收集的精 确性, 也可以让数据收集更加快速 ;明确勘测点位, 因测绘区域 存在的电磁场会直接关系到数据精度,这就需要对测绘点进行 明确。
3.2 低空无人机应用要点
低空无人机在矿山地质测绘中有非常多的优点,如测绘速 度快、测绘效率高、使用成本低等,通过对该测绘技术进行使用 后,可以很好地完成测绘工作,这也是是当前在矿山地质测绘 使用较多的,基本上每个地质测绘项目中都会使用到。在对测 绘无人机进行使用中,需要测绘人员对具体的比例大小进行明 确,对飞行路线进行规划。一般情况下,和其他航拍过程使用的无人摄像机是不同的, 这是非量测数码相机, 在航拍过程中更容 易产生畸形情况。在这种测绘技术使用过程中, 基本上所产生的 相片都会产生变形, 图片两边大中间小, 变形部分的像素会保持 在 30像素间,在各类光线影响过程中,没有办法形成精准相交。 在测绘中, 地理环境是非常复杂的, 地质测绘需要对地下地质情 况进行分析。在使用该测绘技术过程中, 需要先利用遥感技术进 行调查, 特别是矿产资源勘测过程中, 更加需要对地质变化情况 判断,为后续地质勘测奠定基础。在矿山地质测绘过程中,应当 加大利用卫星遥感数据, 使勘测过程更加灵活。这种测绘技术和 其他技术进行对比, 分辨率是非常高的, 和传统矿产测绘技术对 比,这种技术充分体现了全面性、系统化、多方面的特点。为更 好保障测绘过程的安全性, 保障测绘质量提升, 需要加强对无人 机遥感技术的应用,充分发挥高分辨率、精准性作用,对矿山资 源信息数据机械收集,分析、处理数据资料,有利于增强矿山测 绘质量。
3.3 三维扫描技术应用要点
三维扫描技术在应用过程中,主要使用电能对矿山地质环 境进行全面测绘、分析等, 将收集到的各类数据资料全面按照规 定标准录入到计算机系统中,而且计算过程所产生的数据会和 实际采集数据进行对比分析,从而以数据资料形式对各类地质 信息进行体现。例如 :在断裂带、地质裂缝中,对其进行地质测 绘过程中, 可以充分发挥三维技术的价值, 对这种地形进行深度 扫描, 对地质情况进行准确判断, 有利于找出地质情况的发展趋 势。三维扫描技术矿山地质测绘的过程, 更多使用在自然灾害频 繁区域,结合三维技术使用后,能够对地形情况进行全面掌握, 也能够了解解关键数据, 对地质灾害进行预测, 避免出现二次事 故,有效保障矿山区域勘测活动和开采过程的安全性。
3.4 RS 技术应用要点
在科学技术发展中,遥感技术开始产生并且大量应用测绘 行业中,充分发挥优势作用,能够获取多样化地质信息。在具体 应用过程中,主要是利用遥感解译方式,对地质环境进行分析, 从而得到详细数据, 为矿山地质测绘做出非常重大的贡献。遥感 技术在地热地质过程中, 也是可以体现出重大作用的, 能够对地 质走势情况进行判断, 也可以明确地质结构分布情况。部分地区 地质环境是复杂的, 测绘区域也非常大, 如果单单使用传统测绘 方式, 往往是没有办法产生较好效果的, 难以保障在规定时限内 完成测绘工作, 还会造成测绘质量低下等问题。在实际测绘过程 中,会将信息技术、遥感技术等进行融合使用,能够不受到地质 条件、自然环境、气象环境等限制, 还可以对测绘周期进行缩短, 减轻测绘人员的工作压力,能够确保地质分析、地质填图、地质 调查等工作按时完成。如 :对北方地区某处矿山区域进行测绘 中,在最开始测绘过程中使用了传统测绘方式, 还投入了大量测 绘设备仪器等,测绘成本非常高,测绘时间也非常长,而在后期测绘过程中,对遥感技术进行运用,测绘周期持续下降,对测绘 成本进行了合理控制, 也增强了地质勘查的精准程度, 有效保障 测绘项目项目的经济效益。遥感技术在应用过程中, 充分发挥当 前技术上的优势, 能够对各方面地质信息资源进行收集, 也可以 保障地质信息准确度和可靠性,也可以从多方面角度上发挥重 大作用。此外,遥感技术能够对矿区地质灾害进行有效监测,减 少地质灾害对矿区产生的影响,更好保障开采企业和人员的生 命财产安全。
3.5 影像定位技术应用要点
影像定位技术在矿山地质测绘中使用也是非常频繁的,能 够更短时间内获取相应的地质测绘信息,特别是对矿化产生的 地质结构进行测绘,能够将矿区资源储量分布情况进行全面呈 现,充分增强测绘的精确度。一般情况下,这种技术是不能单独 使用的, 需要和 GPS、RS等融合使用, 才能让影像定位技术发挥 作用, 以此确保地质信息的精确性。
3.6 智能成图技术应用要点
智能成图技术是通过对数字化技术应用后,不断更新升级 产生的, 在对技术应用过程中, 应当遵循的原理是对预先知道的 数据进行特点分析, 对数据库进行全面掌握, 确保地质测绘地图 更加准确。但该技术是当前矿山地质测绘中使用的新技术, 需要 有较高的智能化系统进行支撑,也要确保所有数据库资料合理 性,才能有效推动测绘工作的顺利完成。
4 现代测绘技术在矿山地质测绘中的应用案例分析
在某金矿地质测绘中,测区距离县城北侧 30km 处。测区 东西长度大概为 3km,南北宽度大约 2.4km,海波高度高程为 4200m, 最低海拔为 1800m, 平均海拔 3000m, 最高处与最低处 高程相差 2400m。测区内沟壑纵横地形非常复杂、行走也很困 难,整体植被主要是草地以及灌木,少数部分是松树林。测区 外围经过实地勘查后,有多个点位可以作为首级控制点。在作 业过程中,按照国家标准《工程测量规范》《地形图图式》《全球 定位系统城市测量技术规程》等,开始整个矿山地质测绘工作。 在作业设备方面,使用ATX 基准站双频接收机 2 台,流动站双 频接收机 5 台,每个测绘人员携带笔记本一台。在首级控制中, 在整个矿区地质勘测区域设置了 6 个 GPS 点位,也设置了 4 个 勘测点构成了不同的四边形。并且,每个四边形上安装了双频 GPS 接收机, 每次观测过程为两个小时。仪器参数设置上, 卫星 角度 15°,采样时间间隔 5s,卫星数超过 6.0.pdop 数值不超过 5.0.线向量计算使用计算机软件进行,网平差也会在计算机上 自动得出, 按照无线束平差、约束平差等分别进行计算, 有效保 障精度达到要求。
从具体测绘过程中,从基站设置、流动站设置、图根点及地形点实测、精度分析等方面,有效保障矿山地质测绘的精确度。 第一,在基站设置上,在选择基站过程中,主要确保基站视野开 阔,能够保障所有卫星信号的观测,需要将基站天线角度设置 在 10°左右,周围不能有成片的遮挡物 ;在基站附近 300m 范 围内需要没有强烈的电磁干扰,不能处于无线发电设备下,也 不能设置在高压输电线路下 ;基站在设置过程中需要远离对电 磁波信号有强烈反应的各类物体,如 :水域、高大建筑等 ;基 站在选择过程中,应当处于地势非常高的地方,而且需要视野 开阔, 交通便利, 从而保障信号传输质量, 也可以便于设备的运 输。在选定的观测中, 将设备设备仪器进行架设, 启动基站接收 机,对各项参数进行合理设计,如测量角度、频率等。第二,在 流动站设置过程中,每个流动站需要有一名测绘人员对设备进 行操作, 对相应设备进行安装, 使用接收机, 确保设备与无线电 进行连接,从而开展测绘工作。第三,在图根点及地形点实测 中,本来是不需要图根的,但是为确保后续矿山开采的使用要 求,应当全部采用常规的勘测办法,结合后续开采工作的要求, 在视野开阔的区域对图根点进行设置, 确保观测可以同时进行, 有效增强测绘效率和质量。第四, 在精度分析中, 在对所有测绘 数据收集后,应当对测绘进行分析,点位误差最大是 2.2cm,最 小误差是 0.2cm, 中误差是 1.98cm, 高程误差是 3.2cm, 最小高 程误差为 0.6cm, 中误差高程为 2.21cm。由此, 可以判断出 GPS 技术测绘数据是可靠的,精度也是符合要求的,满足当前矿山 地质测绘需要。
但是,在整个测绘过程中,需要关注到两个问题。第一,在 v型山谷地带、树木茂密区域中,流动站所能接收的卫星信号是 和基站接收过程是存在差异的, 很容易导致失锁现象发生, 点位 精度是不高的,这需要将移动基站进行转移,移动到开阔区域 中,有效增强信号强度,也可以提高测绘精度。第二,在测绘过 程中, 部分时段初始化时间长, 需要花费更多时间等待。
5 结语
现代化测绘技术对于当前矿山地质测绘是有重大作用的, 能够消除以往测绘技术的局限性,也可以增强测绘质量和效率。 但是,测绘过程中,需要掌握每个现代化测绘技术的应用要点, 对其局限性和优势进行全面了解,结合具体矿山地质测绘项目 进行合理运用。而且,这些现代化测绘技术往往并不是单独使 用,而是将多种测绘技术进行融合,能够全面保障测绘任务完 成,也可以满足当前测绘工作的需求。因此,测绘人员需要充分 对现代化测绘技术进行了解, 掌握技术应用的要点, 才能确保矿 山地质测绘工作的顺利完成。
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