矿山测绘工程中特殊地形测量措施分析

全球范围内矿产资源开发利用的广度和深度正经历前所未有的扩展，勘探与开采活动日益延伸至自然地理环境更为严峻、地质条件愈发恶劣的复杂区域，尤其是地形起伏剧烈、地表破碎严重、地质构造活动活跃的深部及边远矿区。与此同时，国家层面对于矿产资源绿色开发、矿山企业安全生产主体责任落实、矿区生态环境系统保护与恢复治理等工作持续提出的更高标准与更严格要求，客观上也对矿区地表、地下空间信息的时效性、精确性和模型化表征能力设定了全新的标杆，针对特殊地形测量技术措施开展系统化研究与工程化验证显得尤为迫切和重要。

一、矿山测绘工程中特殊地形测量的难点

（一）复杂地形条件下测量点位的可达性与信号通视困难

高陡边坡近垂直的坡面形态、深度采空塌陷形成的负地形以及破碎冲沟发育的杂乱地貌特征，显著增加了测量人员携带常规测绘设备抵达目标区域开展有效作业的实际难度，尤其当目标点位于悬崖中段或塌陷坑底部时，不仅攀登路径极为危险甚至完全缺失，即便借助安全绳等辅助手段勉强到达位置，全站仪、GNSS 接收机等需要直接架设于地表或岩体的测量仪器也常因缺乏足够平坦稳固的安置基面而难以精确整平对中。更为突出的是，在峡谷状地形或密集台阶状开采区域内部实施导线传递或 GNSS 实时动态测量时，卫星信号的严重遮蔽以及测线方向的多重障碍物遮挡会导致测量信号频繁中断，点与点之间常规光学通视条件几乎无法建立，造成仪器强制转站次数激增且测量误差累积速度加快[1]。

（二）地表植被茂密覆盖区域对测量信号的干扰及地物遮蔽

矿山范围内自然恢复或人工种植的林区、高密度灌木丛以及深草覆盖区域，构成了对常规地面测量技术体系的持续性干扰因素，尤其在使用依赖于直接目视或信号传播的测量手段时，茂密冠层不仅严重削弱 GNSS 卫星信号接收强度引发多路径效应，造成平面与高程定位坐标出现厘米级甚至分米级的漂移偏差，还会完全阻断全站仪棱镜观测视线，迫使测量人员反复清理测线植被或临时砍伐通道，严重延缓作业进度且破坏生态环境。同时地表植被对真实地形轮廓的持续性掩盖，使得测量人员无法通过常规手段直接观测并记录地表起伏变化细节，例如隐藏在厚草下的微型冲沟、被灌木完全覆盖的岩石裂隙等微地貌信息极易遗漏，导致地形图测绘成果难以真实反映裸露地表形态。

（三）传统测量设备在高差剧烈地形中适应性不足

在连续高落差台阶开采面或地形坡度普遍大于30 度的陡峭作业区，传统测绘设备暴露出显著的环境适应性问题，例如使用光学水准仪实施跨台阶高程传递时，受限于仪器最大视距与标尺最小读数间距，每站高程测量范围被强烈压缩，导致数百米高差测量必须频繁建立数十个中间测站，不但大幅降低作业效率更因转站点过多引入显著的系统偶然误差风险。全站仪同样面临仰俯角过大时测量精度急剧下降的固有限制，特别是在近垂直边坡上方架设仪器观测坡脚点位时，竖直角读数常接近甚至超出仪器最佳工作角度区间，加之棱镜反射信号随距离急剧衰减且大气折光影响加剧，距离与角度测量误差均呈非线性增长，严重影响特征点空间位置解算的最终精度。

二、矿山测绘工程中特殊地形测量措施与应用策略

（一）高精度机载激光雷达与无人机倾斜摄影测量技术的综合部署

针对高陡边坡及采空塌陷区等人员难以抵达的危险地形区域，采用旋翼无人机垂直起降平台搭载高脉冲频率激光雷达传感器或五镜头倾斜摄影相机，从空中实施大范围三维地形数据采集成为核心解决方案，具体实施需依据矿区地形起伏特征与目标精度要求合理规划飞行航高、旁向重叠度以及激光扫描点云密度等关键参数，对于近垂直岩壁区域需特别设计倾斜飞行航线以获取完整坡面点云，而存在深度塌陷坑的区域则需增加低空环绕飞行架次确保坑底细节覆盖，所获取的原始激光点云数据通过基于地面控制点的坐标转换与强度信息融合处理生成厘米级精度数字高程模型，多角度倾斜影像则通过空三加密与实景三维重建技术输出可量测地表模型，两者融合使用可有效弥补单一技术数据盲区。

（二）多频多星差分增强定位技术在植被区的信号穿透策略

面对林区及灌木丛密集区域的卫星信号干扰问题，部署支持北斗、GPS、GLONASS 等多系统联合解算的双频 GNSS 接收设备至关重要，通过接收 L1/L2 或 L1/L5 频段信号显著抑制电离层延迟误差并提升多路径效应抑制能力，同时采用基于区域地基增强网络的实时动态差分定位技术，将基准站接收的卫星原始观测数据通过数传电台或移动网络实时发送至移动站进行载波相位差分解算，即使在高郁闭度林区仍可维持固定解状态，为植被覆盖下地形特征点快速采集提供稳定厘米级定位支持，配合手持式激光测距仪对树干直径、树冠高度等遮蔽参数的现场实测，可进一步构建植被层三维结构模型用于后续点云数据去噪与地表真实地形还原处理[2]。

（三）地面移动式三维激光扫描系统的局部精细补充测量

在台阶边坡转折带、巷道出口区域以及塌陷裂缝密集发育区等无人机航测易产生数据缺失的关键部位，部署具备自主导航与同步定位建图功能的地面移动激光扫描系统进行精细化补测，操作人员背负集成惯性测量单元、里程计与 360 度激光扫描仪的可移动装备沿预设路径行走，系统实时融合多源传感器数据生成厘米级精度点云，尤其适用于台阶坡面角精确量测、塌陷裂缝宽度变化监测以及排土场坡脚线轮廓捕捉等需要毫米级细节的工程场景，该技术突破传统全站仪单点测量局限，在保证人员远离危险边坡的前提下可一次性获取数百平方米区域的高密度点云数据，扫描过程无需布设反射靶标显著提升复杂环境作业效率。

总结

综上所述，矿山测绘工程在特殊地形环境下面临的测量难点，深刻揭示了传统地面测绘技术体系在复杂地理条件中存在的多方面局限性，在未来矿山测绘技术的发展中，需要探索建立矿山地质环境变化实时感知网络，逐步融合北斗高精度定位技术、低成本传感器阵列与微功耗通信模块实现矿区地表动态毫米级监测能力从定期测量向连续感知模式转化，使工程测量成果真正服务于矿山全生命周期的本质安全需求。同时迫切需要加强特殊地形测绘操作规范与技术标准体系的建设，统一不同场景下的精度评价指标与作业流程要求，为新技术规模化推广应用扫除制度性障碍，最终推动矿山测绘工程从被动应对特殊地形挑战转向主动构建自适应测量技术体系，全面支撑矿产资源绿色开发与矿区生态安全协调发展的国家战略目标实现。

参考文献

[1]田璠齐. 浅析矿山测绘工程中特殊地形测量方法 [J]. 世界有色金属,2024, (11): 148-150.

[2]胡明. 矿山测绘工程中特殊地形测量方法 [J]. 西部探矿工程, 2022,34 (03): 173-174+181.