露天矿智能测绘与精准算量技术在露天矿的应用

王健

新疆雪峰爆破工程有限公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000

摘要：传统的露天矿验量方式以GPS结合全站仪模式进行数据采集，作业过程中需要将人送至工作面、叫停作业设备、步行采集特征点，采用人工徒步的方式测量完成矿区所有范围的采场及排土场区域地形，并利用CASS完成特征线构建、特征点提取等工作。在长期实践过程中，发现传统验量方法存在许多问题，首先，在此种作业过程中存在边帮落石伤人、交通事故等风险，其次，测绘期间大型设备暂停作业也无形中造成了经济损失，影响矿区生产效率；再者，测量精度、数据密度低，不仅无法全面反映采剥工程量，还无法满足数字化矿山及智慧化矿山建设对空间地理信息数据的要求；人为选择的特征点，只应用于采剥量计算，数据复用率低。因此迫切需要一种更加安全高效的测绘计量方式提高测绘生产效率。

关键词：测绘；无人机；GIS；三维激光点云；采剥量计算

引言

社会经济科技快速发展，各个行业依托现有的技术逐渐向现代化转变，现代矿山建设不断发展，基于当前的安全生产要求，深刻认识到矿山测量工作的实际价值，不断提升矿山测量技术应用为实际采矿工作进行服务，利用现代信息技术提升测量质量，保证矿产开采的安全高效性，适应当前社会发展需要相关企业立足自身发展实际情况，实现矿山测量技术在应用中的发展，为未来发展打下基础。

1矿山测绘技术现状分析

矿山测量学是采矿科学的一门分支学科。也是后期采矿的重要组成部分。综合运用测量来研究和处理矿山地质勘探、建设和采矿过程中由地表到井下在静态和动态的各种几何问题。测绘工作需要各方面密切配合进行，若在开展测绘工作时某一环节出现问题，就会影响到后期开采工作。我国矿山测绘工作经过多年的开展已向多样化、信息化、新型设备化方向发展，现阶段大部分矿山依然还是沿用传统型的测绘方式。采用以上方式测量需要在本矿区内布设控制点和检测点，使用全站仪对本范围内各个控制点进行测量数据解算。但值的注意的是全站仪测绘有一定的局限性，在山区地形起伏变化较大点与点不通视，测量数据误差较大。在山区测量用GIS测量具有较强的实用性，将GIS科学技术应用到矿山测绘工作中可以解决在测量过程中的局限性，提高测量精度，还能大幅降低劳动力，提高工作效率。同时就目前我国现阶段矿山测绘工作而言，超大型先进的矿山测绘技术仍有较大的推广应用空间，测绘专业技术人员专业技术水平还需提升，能跟紧时代的步伐，应用先进的设备弥补测绘行业的空缺。

2智能测绘信息技术

2.1GPS测量技术

被用于许多公共服务领域。广泛应用于电子地图和数字定位等程序。不仅如此，它还适用于矿山制图和测绘行业。得益于精确的卫星定位系统的开发，能在任何天气条件下测量矿区的地形完成扫描。它具有在诸多领域进行合理的分析和数据汇总的功能。对于矿山开采过程中的相关测量部门，通过建立矿场控制网并测量区域的塌陷情况。对建筑物的地理因素的变化，进行实时监视。GPS技术主要与以原子钟为核心技术的卫星系统共同作用，并根据地形进行数据计算。通过将GPS技术应用于矿山开采领域，提高矿山开采的准确性，提高矿山开采领域的测量管理水平。

2.2GIS技术应用

地信信息系统是有效管理地理信息，处理地理相关数据的计算机系统，该系统是矿山测绘工作中应用较为广泛的系统，为相关测绘规划提供有利的条件。地信信息系统主要运用遥感器和摄影测量技术来进行矿山测绘的采集信息工作，然后在利用计算机技术对矿山的地质信息进行分析，再制定出矿山基本图像和资源网络，在整合地理信息以后，矿山的测绘工作质量和效率会大幅度提升，该系统的优点就在于分析功能、信息采集功能、信息储存功能都十分强大，有效查询、搜索并分析矿山的地理信息，同时还能够对地理信息的未来变化方向做出预测，其输出的地理信息十分准确，应用价值也能够充分体现。

2.3全站仪测量技术

它是一种电子系统的精密仪器，将光学原理与电子技术相结合，以补充地理信息以及数据处理和应用。全站仪也是大型电子测距设备。计算水平角，垂直角等信息，通过经纬度光学结构象限变换处理信息，然后通过自动和半自动系统传输数据。对于矿山大型隧道的建设具有很高的安全准确优势。在施工过程中全站仪可以移动操作的非常方便。其数据指令的相互转换能有效改善采矿程序的效果，明显提高技术关联的标准和矿山勘查数据的配合程度。有的新功能已添加到持续的技术开发中。通过全站仪，可以精确定位矿山位置的三维坐标和方位角数据。最重要的是，它在偏心测量中发挥了巨大的优势作用。

3露天矿山智能测绘信息技术的具体应用

3.1由于矿产资源属于不可再生资源，所以在进行矿产资源

的开采以及利用时就要深思熟虑，保证不可再生资源利用的科学性。在我国的法律中也明确指出了私人的矿产资源开采行为是触犯法律的，但是由于我国土面积广阔，矿产资源较为丰富，所以在进行监控时就存在一定的难度。而这时通过对无人机航测技术进行运用，政府就可以更有效的对矿产资源的开采情况进行管控，进而也就可以更好的实现我国矿产资源的保护。

3.2调查数据和结果收集

在对地形进行一系列测量和绘制地图之后，应收集和汇编信息和图纸。数据信息可以反应标准测量，并绘制图形。如果有丰富的调查经验，就能清楚地验证其重要性的作用。在其特定空间设计中，进行标准的数字化测量，并可以通过分析不同的条件制定科学的测量计划。在数字地形和制图过程中，要执行标准化，完善从地下测量中获得数据。要以图像，报告和数据的形式编写地形报告和制图。通过先进信息测绘技术的计算测量的结果，把全面的数字集成和综合的信息汇总，为矿企制定了重要而安全的施工计划。

3.3精准验量

外业点云数据采集完毕之后，即可转移到内业进行采剥量计算。基于点云数据进行采剥量计算，将三维点云数据进行过滤，减少噪点，处理后的点云数据使用三维可视化的算量工具进行拟合与构网，建立采剥三角网格模型，并利用网格模型进行工程量计算。通过多期数据进行差值计算，对比分析矿区的采剥量，输出采剥量差值报告。计算采剥量，必须有两期数据，即需要两期数据在同一环境下进行叠加，然后进行比较，最终得到该区域的填挖方量结果：挖方量为4560702.67m³，填方量为10395.1m³，净开挖4550307.57m³。利用三维激光获取的点云数据建立三维模型，可以很方便地计算出所选区域的体积，并且计算的精度高、速度快。

结束语

总而言之，在矿山安全生产过程中，进行矿山测量工作非常重要，对于矿山开采过程中工程质量的管理和进度有着直接的影响，若矿山测量工作中出现误差直接影响公司的安全发展和经济效益。因此，要对矿山测量工作引起高度重视，认识到矿山测量工作开展对矿山开采的重要性。另外，企业还需要积极改善矿山测量工作开展中存在的问题，找寻相应的解决办法和措施，加大引进先进的测绘设备仪器，提升矿山测量数据准确性的同时确保矿山测量工作的高效开展。

参考文献

［1］朱海斌，王妍，李亚梅.基于无人机的露天矿区测绘研究［J］.煤炭工程，2019，50（10）：162-166．

［2］张慧娟.煤矿测绘中数字化测量信息技术的应用测量[J].矿业装备,2019(06):68-69

［3］赵保睿，祁志武，万述明.无人机航摄技术在露天矿山监测中的应用研究［J］.地矿测绘，2019，002（4）：147-148.

［4］杜甘霖，叶茂，刘玉珠，等.露天矿山监管中的无人机测绘技术应用研究［J］.中国矿业，2019，028（4）：111-114.

［5］祁金宝.无人机摄影测量技术在露天矿山中的应用［J］.冶金管理，2020，391（5）：142，144.