现代化绘图技术在矿山测量中的实践探析

进入二十一世纪后，全球卫星导航定位系统、遥感科学与地理信息系统的融合发展催生了强大的空间信息获取与分析能力，深刻变革了传统测绘学科的方法论体系。矿山测量作为工业类测绘的重要分支，同样受到这一技术浪潮的冲击与重塑。常规测绘方法在复杂矿山环境——尤其是深部开采区、露天矿高陡边坡或存在显著安全隐患的区域——获取全面高精度空间数据效率低下，劳动强度显著增加，测量精度却难以保障。现代绘图技术的核心在于解决矿山空间数据的实时、快速、高精度采集与后续的智能解译、三维建模及动态更新问题，从而实现对复杂地下或地表空间环境进行精确数字刻画与趋势预测。

一、现代化绘图技术在矿山测量中的应用价值

（一）提升空间数据采集效率与精度水平

传统矿山测量依赖人工操作全站仪进行逐点采集的方式在复杂地形环境中作业效率低下且存在数据盲区，现代化绘图技术通过集成机载激光雷达与倾斜摄影测量系统实现大范围空间数据的连续自动捕获，单次飞行任务即可完成数平方公里矿区厘米级精度地形模型的构建，地面移动测量平台搭载的多传感器阵列对运输坡道台阶边坡等关键区域进行毫米级精度数据补充，结合北斗与惯导组合定位技术确保所有空间数据统一在严密的大地坐标框架内，相较人工测量将外业数据采集效率提升五倍以上，同时数据分辨率从传统离散点跃升至每平方米数百个特征点的密度级，彻底消除因采样密度不足导致的岩层产状误判或地形特征遗漏现象，为矿山规划设计提供高完整性空间基底数据。

（二）增强三维空间表达与分析能力

二维图纸对采空区形态巷道空间关系等三维信息的抽象表达导致地质构造与工程布局的认知门槛较高，基于三维激光扫描点云重建的真三维模型精确呈现巷道顶底板空间位置岩体节理发育特征等关键要素，倾斜摄影生成的实景模型清晰展示露天矿边坡局部剥落与排土场堆高变化等细节，通过空间拓扑分析算法自动计算采空区冒落带范围与边坡滑移面空间位置，融合地质数据库后实现矿体产状与井巷工程的动态空间关系解译，三维可视化平台使采矿工程师可直接透视深部采场岩层结构与支护体系的空间耦合状态，有效支持复杂地质条件下矿柱留设位置优化与采场结构参数调整等空间决策需求，将地质隐患识别效率从传统方法的数日缩短至实时分析水平。

（三）降低高危环境测量作业风险

高陡边坡监测与采空区变形调查等传统测量任务需要人员接近危险区域作业存在塌方冒顶等重大安全隐患，机载激光扫描系统可在千米外获取矿区亚米级精度地形数据，矿用本安型移动扫描设备在人员撤离采场后仍能通过远程操控完成采空区全断面变形数据采集，固定式自动监测站持续获取边坡位移数据并实时传输至预警平台，通过建立高危区域空间信息获取的设备替代机制将测量人员在危险环境的暴露时间压缩至传统作业模式的二十分之一以下，本质性降低因落石突水等突发灾害造成的人员伤亡风险，同时使过去无法实施常规监测的高风险区域获得连续空间状态数据，为矿山安全管理提供完整技术保障链条。

二、现代化绘图技术在矿山测量中的实践策略

（一）构建空地一体化的空间数据采集体系

露天矿区作业场景优先部署搭载差分定位模块的机载激光雷达系统实现每日单架次超过 10 平方公里的高分辨率地形数据采集，针对车辆运输道路、排土场边坡等关键区域则辅以装备全景相机与地面激光扫描仪的全地形移动测量车进行毫米级精度的数据补充，地下矿井巷道环境中强制采用防爆认证的手持式三维激光扫描设备配合具有自动目标识别功能的全站仪构建双系统冗余校验机制，所有数据采集终端通过预先设立的矿区基准控制网统一接入北斗三号与光纤惯导组合定位系统。

（二）建立多源时空数据的智能解译流程

获取的原始点云数据首先采用基于密度聚类的自适应滤波算法消除矿卡移动干扰与植被覆盖噪声，利用巷道特征断面智能识别技术自动提取顶底板边界线及帮部收敛变形特征，高分辨率卫星遥感数据通过U-Net 深度学习网络实现露天采坑边界与矿石堆体积变化的高精度自动解译，所有数据处理流程均在定制开发的矿山地理信息系统中以模块化工作流方式实现自动串联，当倾斜摄影生成的地表模型与井下扫描点云在井口、通风井等关键衔接区域存在空间重叠时，通过布设特制反光标志点作为控制基准并采用改进型 ICP 点云配准算法，实现地上地下三维模型在厘米级精度范围内的无缝融合，规避人工干预可能导致的模型分层或几何错位问题。

（三）开发轻量化三维模型动态更新机制

依据矿山生产进度特性设计分级数据采集周期标准，露天采区按每旬规划无人机航摄路线对工作帮推进位置与排土场堆高变化进行时序监测，井下开拓巷道每月采用便携式扫描设备完成全断面收敛变形数据采集，对边坡稳定性要求高的重点区域则部署具备毫米波雷达的自动监测站形成 24 小时连续观测数据流，每次新增采集数据通过空间拓扑关系自动匹配算法与历史模型进行智能比对，仅对发生变化区域执行增量式模型更新操作，同时建立从原始点云数据到三角网格模型再到工程平面图的逆向数据追溯链条，确保从勘探阶段至闭坑复垦全过程中任一历史空间状态均可快速重建核查，该机制有效支撑矿产储量动态度量、采掘接续计划动态修正等核心业务需求。

（四）推行测量成果全链条的标准化管理

制定覆盖数据采集、处理到交付全流程的企业技术规范，强制规定三维模型必须内嵌 CGCS2000 坐标系参数与高程基准属性，采空区模型需标注基于 RMR 岩体质量分级的稳定性标识，所有成果数据通过私有云协同平台实施版本控制管理，模型每次编辑操作均自动生成包含操作人员与时间戳的变更日志，对资源储量估算图、边坡稳定性分析报告等关键成果实施基于区块链哈希值的电子存证，建立具备法律效力的不可篡改电子档案库，将地质勘探部门的矿体圈定数据、安全生产部门的位移监测阈值、设计部门的采掘工程平面图等多元信息集成至统一的三维可视化平台，形成跨专业协同的矿山数字孪生体框架，最终实现测量成果在设计、生产、安全管理等环节的无损流转与持续复用。

总结

现代化绘图技术在矿山测量领域的深化应用已显著重构传统测绘作业范式，通过空地一体化数据采集体系与多源信息智能解译流程的协同。矿山空间信息服务有望实现从 " 事后分析 " 向 " 实时预控 " 的质变突破，最终形成覆盖资源勘探开发全生命周期的自主感知 - 智能决策 -精准执行技术体系，为我国矿产资源安全高效开发构筑坚实技术基座。

参考文献

[1] 潘伟斌 , 张峰 . 现代化绘图技术在矿山测量中的应用分析 [J]. 世界有色金属 , 2019, (15): 21- 22.

[2] 冯运伦. 数字化测量信息技术在矿山测量中的应用探析[J]. 建材与装饰 , 2019, (22): 253- 254.