智慧矿山建设中现代测绘地理信息技术运用分析

引言

随着全球矿业转型升级加速，智慧矿山建设已成为提高资源开发效率、保障安全生产、实现绿色可持续发展的关键路径。智慧矿山依托物联网、大数据、人工智能等技术，构建智能化、数字化的矿山管理体系，而现代测绘地理信息技术作为获取、处理与分析地理空间数据的核心手段，为智慧矿山建设提供了不可或缺的基础支撑。

、现代测绘地理信息技术概述

1.1 主要技术类型

现代测绘地理信息技术涵盖多种核心技术。全球导航卫星系统（GNSS）依托卫星信号实现高精度定位，能够为矿山地形测量、设备定位提供准确坐标数据；遥感（RS）通过传感器获取地球表面信息，可快速监测矿山大范围地形地貌变化与资源分布；地理信息系统（GIS）则像一个空间数据库，能够对地理数据进行存储、分析与可视化，助力矿山规划与管理决策。三维激光扫描技术利用激光测距原理，可快速获取矿山地形、建筑的三维模型，用于地形测绘与工程验收；无人机测绘凭借灵活机动的优势，实现矿山地形地貌的高效测绘与动态监测。

1.2 技术发展趋势

随着科技的不断进步，现代测绘地理信息技术正朝着智能化、集成化与实时化方向发展。人工智能与大数据技术的深度融合，使测绘地理信息技术具备了自动识别、分析地理信息的能力，例如通过 AI 算法自动识别矿山遥感影像中的异常区域。多技术集成应用成为趋势，GNSS、RS、GIS 与物联网技术集成，可实现矿山全方位、全时段的动态监测；实时化则体现在数据采集、传输与处理速度的大幅提升，借助 5G 等通信技术，测绘数据能够实时回传与分析，为矿山生产、安全管理提供及时决策依据。

二、智慧矿山建设需求分析

2.1 智慧矿山建设目标

智慧矿山以实现矿山生产的自动化、管理的信息化、决策的科学化以及安全高效化为核心目标。在生产层面，通过引入智能化设备与系统，减少人工干预，提升开采效率与资源利用率；管理方面，借助信息化手段整合矿山各类数据资源，实现生产流程、物资调度、人员管理等环节的精细化管控；决策层面，利用大数据分析与智能模型，为矿山规划、生产安排提供科学依据，降低决策风险；安全层面，构建全方位的安全监测预警体系，实时掌握矿山安全动态，及时发现并消除安全隐患，保障人员生命安全与矿山稳定运行，最终推动矿山向绿色、可持续方向发展。

2.2 对测绘地理信息技术的需求

智慧矿山建设各环节对测绘地理信息技术存在迫切需求。在前期规划阶段，需利用遥感、三维激光扫描等技术进行高精度地形测绘与地质勘探，为开采方案设计提供详实数据。生产过程中，GNSS 与 GIS 技术结合，可实现设备精准定位与调度管理，无人机测绘则能快速监测开采进度与作业区域变化；安全管理方面，InSAR、三维激光扫描等技术用于边坡、尾矿库等重点区域的变形监测，及时预警灾害风险；生态修复阶段，遥感与 GIS 技术可动态监测矿山生态环境变化，辅助制定科学的复垦规划。

三、现代测绘地理信息技术在智慧矿山建设中的应用

3.1 矿山地形地貌与地质勘探

在矿山测量勘探测量过程中，以现代测绘地理信息技术为指导的应用，展现了其强大的技术特点，三维激光测点技术通过技术手段快速采集矿山测量的 3 维激光点云数据，利用点云数据，可以生成高精度 DEM 和DSM、直面矿山地表高程、坡度等数据，供矿山道路设计、平整场地所需。遥感技术具备周期性、大范围遥感观测的特性，利用高分辨率多光谱遥感技术获取矿山面积范围遥感影像，结合 GIS 空间分析应用技术，直观展示地面地质层岩性构造信息，便于地质人员圈取可能的矿化信息区域，提高地质矿产资源探查成功率。

3.2 矿山开采规划与设计

对矿山开采规划以及设计来说，GIS 技术发挥着十分重要的基础作用。通过创建出矿山地质数据库，将地质勘探获得的钻孔资料、岩层分布资料等导入 GIS 中，形成三维地质模型，清楚地显示矿体形态，矿体走向以及矿体与周边的地质构造关联。在三维模型的基础之上，设计方案可以通过使用 GIS 空间分析来改进开采境界，制定开采台阶等，对运输矿石的线路做出合理的设计，从而减少不必要的运输距离，以达到降低矿山的生产成本目标。

3.3 矿山生产过程监控

将现代测绘地理信息手段及物联网技术相融合，实现矿山生产的智能控制。GNSS为矿山工程机械高精度定位，与 GIS 系统结合，动态监测挖掘机、卡车等作业设备的位置运行状态，通过分析调整设备的调度管理，提升设备有效使用率；无人机测图定期对矿采区进行巡查监测，以快速获取采场工作现状影像，比较设计模型及时了解开采进展情况，发现超挖、欠挖问题，并将发现的问题实时推送到生产管理系统中指导生产管控。

3.4 矿山安全监测与预警

利用 InSAR 技术和三维激光扫描技术开展矿山安全监测预警。InSAR 技术具有卫星雷达干涉测量特点，可对矿山边坡、尾矿库等地形和形变部位进行毫米级形变监测，可及时监测到微小地表形变，结合气象数据、地质条件等因素建立边坡稳定性预警模型，实现滑坡、泥石流等灾害预测预报预警。三维激光扫描技术可对井下巷道、采空区等地形定期进行扫描，获取巷道断面尺寸、顶板沉降等，通过对比，及时发现巷道变形、顶板冒落等问题隐患，及时为矿山安全管提供精准数据。

3.5 矿山生态环境监测与修复

遥感与 GIS 技术在矿山生态环境监测与修复中发挥着不可替代的作用。遥感技术可定期获取矿山区域的植被覆盖、水体污染、土地利用变化等信息，通过多时相影像对比分析，监测矿山开采对生态环境的影响范围和程度。GIS 技术则将这些数据进行整合分析，绘制生态环境破坏专题图，为生态修复方案的制定提供科学依据。在生态修复实施过程中，利用无人机航测技术实时监测植被恢复情况、土地复垦进度，及时调整修复措施，确保生态修复目标的实现。

结语

在智慧矿山建设进程中，现代测绘地理信息技术凭借高精度数据采集与智能分析能力，深度赋能矿山全生命周期管理。本文梳理了其在勘探、开采、安全及生态修复等场景的应用，剖析现存技术融合与安全管理难题，并提出优化策略。随着技术持续创新与行业标准完善，测绘地理信息技术将在智慧矿山实现更高效、更安全、更绿色的发展目标中发挥更大价值。

参考文献

[1]罗新建,李松,张晓.测绘地理信息技术在矿山地质勘查工作中的应用发展[J].中国金属通报,2024,(02):10-12.

[2]任天航,郑莉,何也.现代测绘地理信息技术在智慧矿山环境治理中的应用进展[J]. 稀有金属,2024,48(03):427-439.