摘要：近年来，由于矿产资源日趋匮乏，采矿困难加大，同时对露天采矿的测绘工作提出了新的要求。虽然常规的测绘手段具有自身的优点，但是在精度、效率和安全性等指标上已经很难适应现代化露天金属矿山开采的需要。随着无人机测绘、三维激光扫描以及地理信息系统（GIS）等新技术的广泛使用，矿区测绘工作的效率与准确性得到了很大提高。文章对上述新方法在露天采矿测绘中的运用进行了较为全面的分析，并对其所产生的现实效益进行了讨论，希望能对矿产勘查工作起到一定的借鉴作用。

　　关键词：测绘新技术；露天开采；金属矿山

　　在矿山开采过程中，露天开采金属矿山占有较大比例，矿山的测绘精度和效率对采矿工程的安全性与经济效益有很大的影响。虽然全站仪、经纬仪等常规方法可以在某种意义上适应矿区初期的需要，但是随着矿区规模的扩大、地形的日益复杂和环保的需要，现有的方法难以在速度、精度和综合性上满足其需求。随着无人机遥感、三维激光扫描、地理信息系统、GPS等新兴技术的快速发展，为露天开采矿区测绘工作的开展带来了新的机遇。

　　此类测绘新技术，使得测绘精度和效率都得到了大幅度提升，并且获得的地形数据更加准确。比如，利用无人机遥感，可以在短时间内获得大范围、高精度的图像，并对矿山环境进行实时监测；激光雷达技术可以准确地获取矿山的地形特征，并建立高精度的3D建模；GIS可以对各种测绘资料进行综合分析，并以可视化的方式展现出来，使决策者能够更好地把握矿区的实际状况；GNSS技术为测绘数据的精确定位提供了保障。所以，对测绘新技术进行研究并加以应用，是今后采矿测绘的一个重要发展趋势。

　　1测绘新技术在露天开采中的应用

　　1.1无人机测绘

　　将无人机遥感技术用于露天开采金属矿山的测绘工作，是当前采矿行业发展的一种重要趋势。无人驾驶飞机在矿区上方自主或半自主地采集矿山的高精度图像和点云信息，对矿山进行三维模型、地形图及各类测绘资料的处理与分析，为矿山规划、开采与管理等工作的开展，提供了精确的信息支撑。无人机测绘具有速度快、效率高等优点。常规的测绘方式，一般都在矿山中进行，耗时耗力，而且部分高危地区的测绘难度更高。而无人驾驶飞行器则能在很短的时间内完成大面积作业，大幅提升勘测的效率。另外，无人机测图也能保证高精度。利用高精度相机和精密GPS定位技术，能够获得厘米乃至毫米级的地形数据，从而达到矿山测绘的高精度需求。

　　某大型露天金矿的测绘中，通过无人机对其进行地面勘测，使勘测工作的效率与精度得到明显提高。该矿区地势较高，常规的测量手段很难对其进行全方位的测量，同时也有较大的安全风险。采用无人机制图技术，可以实现对整个矿山范围的勘测，而不需要测绘人员深入到高危地区。在实际的研究中，通过无人机对矿山进行周期性的观测，获得矿山的实时图像和地貌信息，建立高精度的3D模型。该方法既可应用于采矿方案的制定，又可预告采矿过程中的生态环境演变及地质灾害。通过与各阶段实测资料的比较，能够使矿山地表形态发生明显的改变，并及早进行防治。同时，通过对矿区进行无人机测量，监测矿区采矿情况，保证了采矿的科学性、高效性。

　　无人机地图制作具有较多优点，但实际运用还存在着一定局限性。首先就是技术与装备的成本。高端的无人机以及地图绘制装备，造价昂贵，而且还必须有专门的技术人员来操控。其次，对数据的加工与分析具有很大的难度。由于无人机采集到的海量信息都要通过专门的软件来进行处理与分析，因此对相关的技术人员提出了更高的要求。最后，遇到大风、暴雨等极端天气，会对其飞行稳定及数据收集质量产生不利影响。此外，还有一些规章制度和政策上的局限性，例如，个别地区的无人机测绘必须经过有关主管机关的批准，才能进行操作，因此给测绘工作带来一定的困难。

　　1.2激光雷达

　　将激光雷达用于露天开采金属矿山测绘具有明显的技术优势，以及广阔的发展前景。激光雷达是一种以激光测距为基础的高精度雷达，利用新型的高精度、低成本的激光雷达系统。特别是激光雷达会发出几千乃至几百万道的激光脉冲，在碰到矿山的地形或物体表面时，就会被反射回传感器。传感器通过对激光的运动轨迹及反射波的强弱进行测量，从而获得高精度的3D点云数据。技术人员对采集到的数据进行分析，可以得到详细的矿山三维模型、数字高程模型等地貌、地质资料。

　　激光雷达在露天采矿领域有着广阔的应用前景。例如，在采矿初期，激光雷达可以对地表进行测量，并对其进行三维建模，为采矿技术人员提供精确的数据支持。激光雷达技术在矿山开采中也具有不可替代的地位，能够对矿山地形变化、采矿进度、堆放状况等进行实时监控，并合理规划采矿计划，提升开采效率。同时，激光雷达还可以应用到矿山的安全监控中，通过对边坡的稳定与滑坡进行实时监控，能够对边坡的安全进行预警，保证矿山生产的安全。某大规模铜矿采用激光雷达进行地形勘探和开采计划制定，有效地改善了采矿过程中的矿产资源利用率和生产效益；部分金属矿山也采用激光雷达对斜坡进行监控，并对其进行了滑坡早期预报，从而降低了由于地质灾害造成的经济损失。

　　将激光雷达技术用于露天采矿，可以有效地提升矿区测绘工作的准确性与有效性，为矿区生产经营管理工作提供科学基础与决策支撑。虽然激光雷达在采矿领域有着很多优点，但是它的使用也存在着一些限制。首先，激光雷达系统所需的装备及工艺费用都很高，给中小矿业公司带来了很大的资金负担。其次，在大雾、大雨、积雪等恶劣气象环境中，探测结果的准确性会下降。激光雷达探测对采集到的数据进行处理与分析，还需有专门的计算机辅助系统及相关的专家来完成，这就对矿业公司的人力资源与技术水平都提出了更高的要求。然而，随着科学技术的发展及激光雷达设备价格的逐渐下降，激光雷达在露天矿区的推广将会有很大的发展空间。今后，随着越来越多的实际使用和相关技术的不断完善，该方法将得到广泛地应用，为矿区测绘与管理工作提供更为准确、有效的技术支撑。

　　1.3全球导航卫星系统

　　全球导航卫星系统（GNSS）是一类利用卫星进行导航和定位的技术系统。GNSS是利用多个卫星观测数据，准确地估算出卫星信号的到达时刻，进而获得接收机的空间定位信息。GNSS在露天开采金属矿山的测绘工作中得到了越来越多的使用，并取得了较好的成效，大幅提高了矿区测绘工作的效率与准确性。在矿山测绘中，GNSS可应用于矿区地形测绘、确定矿体边界、监测采矿进度、爆破设计与实施、设备定位与导航。

　　首先，在使用全球卫星导航系统进行地貌测量时，可以快速精确地获得矿区的地貌信息，为采矿方案的制定提供依据。采用常规的测量手段，耗时耗力，利用GNSS进行测量，可以极大地减少测量周期，从而大幅改善测量结果的准确性和可信度。其次，利用GNSS获取的高精度空间位置，可以为矿区勘测人员精确圈定矿区界线，防止“超采”和“漏采”。另外，通过在采场点布置卫星导航系统和车载接收机，实现了对采矿过程的实时监控，保证了采矿方案的精确实施。在矿山爆破中，GNSS也是必不可少的。

　　高精度的爆破测绘是保证爆破精度与安全性的重要手段，而卫星导航系统能够最大限度地发挥其作用，降低对周边环境的干扰。在设备定位与导航方面，GNSS可为矿山下的大型开采装备实现高精度定位服务，提高设备的智能化与自动化程度。例如，利用全球卫星定位技术，实现自动驱动的矿山、钻井平台的精确定位，降低人为因素带来的误差，提升作业效率。总之，将GNSS用于露天开采金属矿山的测绘工作，可有效地提升矿山勘查工作的准确性与有效性，对矿山生产管理、采矿计划编制、爆破设计及设备自动控制具有重大意义。在今后的研究中，应进一步提高GNSS的精度，为矿山安全、高效、绿色开采提供可靠的技术保证。

　　1.4地理信息系统

　　地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、分析、管理、展示各种地理空间数据的系统。地理信息系统的主要功能是：数据的获取与录入、数据的存储与管理、数据的分析与处理、空间数据的可视化显示等。利用GIS将不同的地理资料整合到一个统一的体系中，使之能够更好地分析、理解和综合运用。地理信息系统由硬件、软件、数据和用户四个方面构成，主要实现了空间数据采集、数据编辑与管理、空间分析与模型构建和可视化显示。将地理信息系统用于露天采矿矿区测绘，大大提高了矿区测绘工作的高效性与准确性。

　　在露天开采金属矿山的测绘中，地理信息系统的应用案例十分丰富。在矿区地貌勘察与3D建模中，GIS利用遥感影像、激光雷达、传统测绘数据等多源信息，构建高精度DEM及3D地貌模型，既能较好地反映矿区的地貌特点，又能为今后矿山的设计与规划奠定坚实的理论依据。同时，地理信息系统在矿产资源的开发利用中也起到了很大的推动作用，将矿区地质信息、矿石品位及采矿进度信息录入GIS系统，能够及时分析和评估矿山资源。

　　此外，地理信息系统是矿区安全生产的重要辅助工具。通过对矿山地质环境、气象条件以及设备的工作状况进行在线监控，能够对矿山中存在的各种安全风险进行分析，并给出相应的预警。将地理信息系统应用于露天矿边坡的监控中，利用倾斜仪、应变仪等仪器对其进行实时地稳定分析，从而达到预防和控制滑坡等地质灾害的目的。利用地理信息系统将矿山排水系统、通风系统等设备的数据整合为一个统一的管理系统，使矿山的管理人员能够更好地进行系统的调度与紧急处置。地理信息系统也被广泛地运用于环保领域。利用GIS技术，对矿区周围的生态环境状况进行分析评价，从而为矿区的绿色生产提供科学依据。利用地理信息系统可以对废水、废气、固体废物等污染物在矿区的排放情况进行监控，从而为环境保护管理人员的工作开展奠定基础。同时，将地理信息系统应用到矿区生态修复计划中，对各种修复方案进行模拟，确定最佳的修复方案，促进矿区的可持续发展。

　　2新技术在露天开采金属矿山测量中的集成应用

　　由于科学技术的发展，露天开采金属矿山的测绘工作也得到了越来越多的关注。多种测绘手段的结合，不但可以有效地提升测绘工作的高效性与准确性，而且可以为矿山的生产经营提供更为全面和精确的数据支撑。

　　在实践中，融合GPS、无人机测绘、激光雷达、遥感、GIS等多种测绘技术，可以有效改善矿区测绘工作质量，提高采矿的科学性与安全性。例如，无人机测绘与激光雷达相融合，无人机能够实现对大范围矿山区域的高精度成像，激光雷达能够在一定程度上穿透植被，实现地表下精确地形数据的获取。二者相结合，使矿区地貌调查更为全面和细致。另外，利用卫星图像进行矿山开采过程中的生态环境信息获取，并将其与地理信息系统相结合，可以有效地对矿山进行动态的监测与管理。通过上述方法的整合，使矿山测绘不但能够进行数据的实时收集与更新，而且还能够利用大数据进行辅助决策。例如，将上述方法结合起来，就能准确地估算出矿山中的矿产储量，并对采矿路线进行优选，从而减少矿产资源的浪费；集成多项技术，能够对矿山开采过程中的地质情况进行监测，对地质灾害、安全事故等进行预警和防治，保证了矿山生产的安全。

　　通过技术整合，还可降低人力费用、缩短检测时间、增加生产率等，为企业创造了明显的经济效益。在今后的研究中，伴随着智能化与数字化技术的深入发展，将为矿山测绘工作带来更多的便利。矿山自动化装备、智能传感器网络、全自动测绘系统等新科技的运用，将使矿山测绘工作更加精确高效，提升矿山综合管理的智能化水平。

　　进一步提高露天开采金属矿山测绘技术的实际效益，从实际工作出发，应加大管理力度。首先，必须有健全的培训制度。通过对测绘专业人才及管理人才的培养，加强新技术的学习与运用，掌握新的测绘科技，如GPS、无人机测绘、激光雷达等。其次，建立一套科学、合理的测绘程序与规范，保证各项技术在实施过程中的标准化与规范化，防止由于人为失误而造成的数据错误与安全风险。最后，加强对各类监测信息的分析和处理，构建统一的监测信息系统，对不同类型的监测信息进行整合，并进行实时的信息分享，从而提升决策的科学性。对测绘实施过程中出现的问题进行分析，并对其进行改进。同时，要通过开展科技创新、多行业协作、构建激励机制等措施来调动测绘人员的积极性，推动矿山测绘技术的持续创新。

　　3总结

　　综上所述，新测绘技术在露天开采金属矿山测量工作中的运用，不但可以提高测绘的准确性与高效性，而且可以极大地降低人为因素带来的危险与错误。随着GPS、无人机测绘、激光雷达等最新技术的应用，矿山测绘向着智能化、自动化方向发展，为矿山企业的生产经营提供更加准确、实时的数据支撑。但是，要想推广这些新技术，必须有科学化的管理与持续性的培训。只有从技术上、管理上、人才上进行强化，才能使新技术的潜能得到最大限度地开发，使矿山生产效益达到最佳。今后，要将科技研究与实际运用相融合，推进矿山测绘新技术的推广，促使采矿产业向数字化、智能化方向发展，提高矿山总体的生产效率与安全性。

　     参考文献：

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