摘要：矿产资源开采是国民经济与科技实现高速发展的有效方式，而在矿山开采前应当对采矿区进行地形测绘，开采中也需要对开采过程监测，才能确保开采工作目标实现。不管是矿山建设还是开采工作都有着很多安全隐患，如果没有对风险因素进行合理控制，很大程度会造成安全事故，最终阻碍矿山开发利用工作的开展。虽然在矿山建设和开采中，矿山企业都非常重视测绘及变化监测工作，但测绘技术还是存在缺陷，导致部分变化现象没有体现，增大了建设和开采工作的安全隐患。而遥感技术与以往使用的测绘技术不同，能够对矿山区域进行全面测绘，也可以对变化监测，并且精度非常高，满足了当前矿山建设和开采工作需求。因此，在矿山地形测绘及变化监测中，应当加强遥感技术的使用，依托矿山区域的具体情况，制定科学合理的测绘方案，逐步获取精度测绘数据，掌握矿山变化情况，以此保障矿山建设工作安全。

　　关键词：遥感技术,矿山,地形测绘,变化

　　矿山建设与开采工作对自然资源获取和经济发展产生重大影响，虽然建设和开采活动都会对自然生态带来破坏，但开采出的资源能满足社会经济发展的需求。为此，大部分国家选择对矿产资源进行适度开采，并且形成了健全的开采技术，在不干预国民经济发展和资源供应的情况下，将矿山建设与开采带来的消极影响降低最低，从而减轻了资源开采与自然环境保护的矛盾。我国矿产资源非常多，而人口基数大，往往无法对矿产资源进行小幅度开采，更多是大规模开采矿产资源，导致环境问题越来越严重。基于此情况，通过将遥感技术用于矿山地形测绘与变化监测中，能够提升地图的精确性，降低建设与开采工作对自然环境的破坏程度，以此推动矿山行业实现可持续发展。因此，在矿产资源开采中，矿企需要科学合理发挥遥感技术的作用，掌握矿山区域的地形地貌，及时结合变化监测情况对开采方案调整，有利于实现矿山资源开采的经济效益和环境效益。

　　1遥感技术概述

　　遥感技术形成于上世纪60年代，依托电磁波理论进行研究，使用各类仪器对辐射电磁波信息分析，对各类数据和信息进行掌握，最终可以得到完整性的影像资料。在测绘地面目标中，使用专业技术对其图像研究。在遥感技术使用中，应当发挥遥感设备的作用，对测绘数据进行传输，并且也需要对图像处理。基于此，就需要使用到遥感器，这是安装在遥遥感平台的设备，以此对测绘数据进行处理，从而实现地形图的制作。图像处理设备需要对遥感系统和平台收到的信息处理，可以得到一些新的数据。在该过程中，就需要使用到数字图像处理设备，和其他测绘技术比较，遥感技术有着一些无法超越的优势。遥感技术本身具有的优势很强，可以测绘的范围很大。在具体使用遥感技术中，应当掌握该技术的使用方法，并且结合测绘区域制定测绘方案，才能提升测绘数据的精确性。

　　2遥感技术在矿山地形测绘及变化监测中的作用

　　第一，确保测绘数据的精度和及时性。在矿山地形测绘工作中，应认识到遥感技术的价值，让其充分发挥到地形测绘中。测绘人员应该要了解遥感技术的优势，科学合理使用遥感技术，能够掌握精确性的测绘数据，以此满足矿山地形测绘工作的需求。针对矿山地形测绘而言，不同测绘技术得到的数据存在差异，从以往矿山地形测绘而言，主要是对传统测绘技术的应用，虽然也可以得到一些测绘数据，但是测绘数据精度不高，直接影响到矿山建设和开采工作开展。在测绘过程中，通过对遥感技术进行使用，测绘人员需要把握该技术的使用流程和原则，掌握各项设备的使用方法，有利于发挥遥感技术的作用。在测绘中，应当考虑到数据更新的问题，及时对矿山地形数据进行更新，提升测绘工作的质量和效率。针对矿山地形测绘工作而言，测绘数据精确性和及时性非常重要，只有对遥感技术进行使用，才能得到真实可靠的地形数据。

　　第二，获取实时监测结果。在矿山监测工作中，通过对遥感技术的使用后，可以进行实时监测。一般情况下，矿山变化监测的实时性和精确性是非常重要的，并且测绘中可以得到非常多的数据，需要及时对矿山变化监测数据更新，才能满足矿山开采与建设工作的需求。在遥感技术使用中，能够对变化监测数据库中的数据实时更新，可以让矿山管理人员掌握地质情况产生的变化，以此做出针对性的预防和应对措施，避免出现地质灾害。

　　第三，保障地形测绘工作完成。在矿山地形测绘中，整个工作内容繁琐，以往是使用人工方式开展，导致测绘工作效率和质量都很低。在遥感技术使用中，降低了矿山地形测绘工作对人员需求，也满足了测绘工作的需求。而且，当前大部分矿山情况很复杂，造成传统测绘技术没有什么应用条件，甚至带来严重的测绘数据误差。通过对遥感技术应用后，其环境适应性很强，降低了矿山测绘工作的难度，也保障了测绘数据的真实性，以此为矿山资源开采提供了数据支撑。

　　3遥感技术在矿山地形测绘中的应用

　　3.1矿区概况

　　选取江西某矿区进行大比例尺地形图无人机航测实践，主要获取成果包括：矿区1：2000地形图测量；矿区1：5000地形图测量。涉及面积为矿界外扩200m后面积为200km，取正后面积为400.96cm2。采用国家统一的测绘基准和测绘系统生产作业执行有关国家技术标准和规范。航摄平台选择我国先进的快眼—III无人机数字测绘航空摄影系统，该系统主要由无人机平台和相机组成。机长1.8m，最大起飞重量为25kg，有效载荷为6kg，续航时间为3.5h，起降抗风能力为6级，最大飞行速度为200km/h，最大飞行高度海拔为6000m；搭载航摄相机为是3200万像素数据采集系统。

　　3.2像片控制量与外业测调查

　　像控点测量采用江西省连续运行基准网进行差分测量。通过现有的数据通信网络和无线数据播发网，向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/载波相位差分修正信息，实时解算流动站的精确点位。对内业判读和采集数据进行实地核查，对错漏等进行修改，补测立体测图无法或不能准确采集的要素并实地补调内业无法获取的地理名称、屋檐改正和地貌要素属性及注记。外业调绘遵循“走到、看到、绘准”的原则进行。

　　3.3空三加密

　　一般情况下，空三加密是利用外业的作用，对测绘质量进行控制，内业解算测图定向点的平面坐标和高程数值。从加密精度而言，连接点上下视差中的误差是2/3个像素，最大残差是3/4像素；使用模型连接较差限差计算公式，得到平面位置较差和高程较差；每个像控点都需要与连接点保持均匀分布，自动调整定向中，每个像控点连接点需要超过30个，如果采取人工定向，连接数量需要超过9个；区域网平差计算完成后，需要对基本定向点残差。检查点误差、公共点较差等进行明确，并且要符合航测规定。

　　3.4数据采集与正射影像形成

　　分层对矿区地形地貌的数据采集，形成标准化的地形图数据文件。在采集工作完成后，应当使用南方CASS9.1软件开展地形图编辑工作，编辑过程按照地图格式固定开展，从而得到1：2000、1：5000的地形图。在本文研究中，使用无人机遥感技术对地图进行制作，主要涉及到单张影像几何纠正法、拼接后纠正法、空中三角形测量法三种。本文在地图制作中，使用了立体建模微分纠正方法和单片微分纠正方法，并且借助ERT软件对原始影像匀色处理，利用全数字摄像测量系统叠加测绘区域，再依托数字微分纠正形成单像幅正射影像，最后对所有图幅进行拼接，以此得到测绘区域的正射影像图。

　　4遥感技术在矿山变化监测中的应用

　　4.1航测方案设计

　　在矿山变化监测中，主要是对开采沉陷进行监测，使用无人机遥感技术实时监测，先要对航测方案明确，为后续监测工作提供制度保障。在监测中选择固定翼飞行器，大小是90cm×60cm×10cm，摄像设备像素是3200万，分辨率2.0cm～20cm，飞行高度是60m～500m，符合矿山开采测绘工作的需求。在航测方案设计中，综合考虑矿区的大小、地形地貌等，明确飞行次数和架次。一般情况下，无人机分辨率高低与飞行高度存在直接关系，应当使用分辨率等于飞行高度乘以像元尺寸除以摄像设备焦距。通过该方式的使用，可以得到矿山开采测绘的精度要求，并且也需要对航测影像重叠进行调整，不能超过45%，如果矿山开采地面起伏非常大，应当增加重叠度，确保采集的影像资料真实可靠，也可以对沉陷检测进行密切观察。结合飞行控制软件，将设置好的参数导入软件中，模拟无人机飞行高度，并且对沉陷监测的像控点进行明确，以此增强影像的精度。从具体层面而言，这种测绘技术是利用了摄影原理，可以对矿区实时监测，依托矿区产生的变化，获取部分像控点的坐标。因此，在本文变化监测中，整个矿区只设置8个像控点，需要保障像控点分布的均匀性，结合空三加密原理，科学合理设置像控点数量，以此提升测绘的精度。

　　4.2点云数据获取和预处理

　　根据航测方案，对矿山开采过程的点云数据获取，并且利用滤波算法对点云数据进行降噪处理，从而掌握矿山地表沉陷位置，以此得到沉陷离散点的数据。在掌握点云数据前，应当对摄像设备的元素像主点确定，调整无人机测绘的角度，确保各个方向保持一致性，以此对矿山开采区域进行全面测绘。结合矿山开采区域的地形情况，需要对摄像设备的感光度和光圈调整，合理控制飞行高度，确保可以覆盖整个矿区。在对开采影像进行定向处理，明确影像的核心区域，也需要对对称性进行关注，形成矿山开采三维模型，以此找出其中存在的沉陷区域。通过使用inpho软件对获取的矿山影像处理，形成不同期间的沉陷点云数据。在对这些影像导出，掌握像控点坐标和POS参数，结合矿山开采情况对沉陷位置进行实时监测，以此得到一致性的点云数据。借助空三加密方法对不同时期的数据解译，形成矿山区域存在的沉陷点云数量。

　　4.3提取开采沉陷量

　　在上述工作完成后，就可以得到点云数据和预处理，通过对这些数据的使用，可以提取矿山开采的沉陷量，以此实现沉陷监测的工作目标。结合本文研究的矿山，需要按照建立矿山开采三维数字模型、生成点云数据、解压处理点云数据、优化处理模型、输入遥感测绘数据、建立沉陷检测高程模型、提取矿山开采沉陷量等步骤开展工作。

　　5实例分析

　　按照上述内容开展遥感技术在矿山开采沉陷监测的过程。借助当前情况上，对矿山开采沉陷监测方法的有效性进行验证，对其开展了实例分析。本文在研究中，选择了某一矿山作为研究对象，该矿区范围200km2，开采规模非常大，有着大量的开采资源。该矿山位于平原区域，气候相对温和，季节性气候显著，温度平均是16.2℃,风速大于4.0m/s，矿区周围基础设施健全。通过将矿山开采沉陷监测方法运用到开采工作中，使用遥感技术得到了开采工作的数据。矿区工作面名称A213，岩体总厚度2.9m～4.1m，岩层平均厚度3.6m，地面标高1501m～1597m，平均倾角是1.6°~3.6°,埋藏深度是250m，走向长度1375m，倾斜长度是276m。

　　一般情况下，掌握矿山工作面参数后，需要对开采周期进行分析，主要利用无人机设备，对矿山开采的各个期间，如开采前、开采中、开采后90天、开采后180天等进行遥感监测，从而记录沉陷数据的变化情况。在矿区中，选择了30点作为本次的监测点，并且也使用了全站仪，为沉陷监测数据提供支持。按照计算拟合的方式，对不同监测点的沉陷变形情况计算，也将计算结果与全站仪数据拟合，从而得到矿山开采过程的沉陷参数。从具体层面而言，下沉参数是0.70，矿区岩体水平移动参数是0.3，矿区拐点偏移距离是0.25H。基于这种情况，按照矿山开采沉陷预测参数的动态变化，优化无人机遥感技术的使用方式。

　　通过使用对比分析方法，选择了三维激光技术对矿区开采沉陷监测，并且将两个监测方法得到的沉陷数值进行比对，以此判断遥感技术的有效性。在选择的六个监测点中，实测数据是-143、-198、-1154、-1360、-2177、-864；而使用遥感监测获取的沉陷数值是-140、-190、-1104、-1302、-2010、-801；使用三维激光技术获取的沉陷数值是-90、-159、-831、-886、-1642、-521。依托两个测绘技术掌握的沉陷数值进行分析，遥感技术获取的沉陷数值与实际差异更小，监测准确度更高，达到95%以上，与以往使用的测绘方式比较。其监测精度更高，优势也非常显著。

　　6结语

　　现阶段，我国矿山行业得到持续发展，并且越来越多的矿山进入到开发阶段，测绘工作任务量增加，为矿山建设提供了数据支撑。而且，测绘工作是矿山建设的基础保障，能够为矿山开采方案设计提供有效的数据，确保矿山资源得到合理开采。但是，以往使用的测绘技术存在诸多问题，并不能保证测绘数据的精度，导致部分数据出现差异，直接影响到矿山开采工作开展。通过对遥感技术的使用，可以对地形测绘工作效率和质量提升，满足矿山建设工作的需求。现在企业里使用无人机低空遥感技术已经是很普遍的，但普遍不代表不重要，这个步骤是不能省略的。无人机低空遥感技术有它独特的优势，相对有些技术而言成本算低廉的，因为它需要的人工数量少，只需要能熟练掌握使用方法的技术人才就可以操作，对施工人员的安全性也是有保障的，可跨越危险区域在上空操作使用并获得数据，而且该项技术在使用时可全方位绘制图像，在无人机上多安装几个倾斜摄像机，得到的矿山地形图数据很精准，因此这项技术是很有前景的测绘技术之一，助力矿山测绘工作稳健发展。