鄒冠華

（湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學院，湖南 株洲 412006）

隨著我國礦山智能化進程不斷推進，礦山開采及建設開始逐漸朝著智能化的方向發(fā)展，礦山管理的精細化程度在不斷提高，相應的對于高精度DEM應用需求也在不斷提高。

在我國礦山開采規(guī)劃中，DEM數(shù)據(jù)起著重要的作用，為礦山開采規(guī)劃提供了重要的數(shù)據(jù)支持。本文針對當前我國DEM建模方法進行了詳細的闡述，并列舉高精度DEM應用實例。

1 礦山高精度DEM建模特點

礦山DEM建模主要有以下幾個特點：其一，現(xiàn)階段傳統(tǒng)的數(shù)字表面模型已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化礦山的需要。對此，為了能夠滿足現(xiàn)代化礦山的建設與開采要求，做到企業(yè)精細化管理，必須建立一個高精度的數(shù)字表面模型DEM。其二，礦山周邊區(qū)域的建筑，井下巷道等較為復雜的地形地貌，這些也是礦山高精度DEM建模中的組成部分。

2 礦山高精度DEM建模方法

制作DEM的方法通常有以下幾種：

其一，全野外測量數(shù)據(jù)的構(gòu)建，這種方法具有極高的精度，但是這種方法需要耗費很長的時間，而且花費的成本也比較高，更新比較困難，因此，這種方法的應用范圍較小。

其二，將當前現(xiàn)有的地形圖數(shù)字化，然后生成一個數(shù)字網(wǎng)絡模型。這種方法較上一種可以有效節(jié)約成本，但是有可能無法準確的表達出礦山地物中的各個細節(jié)。

其三，采用攝影測量方法對礦山地形進行測量，此方法主要是采用相鄰的兩個對象進行對比，基于全自動攝影測量系統(tǒng)，將絕對定向數(shù)據(jù)、地面控制點數(shù)據(jù)、相對定向數(shù)據(jù)通過DSM建模生成。其四，使用激光雷達進行測量，所得到的數(shù)據(jù)是DSM點云數(shù)據(jù)，將收集的點云數(shù)據(jù)生成DEM數(shù)據(jù)。

2.1 數(shù)據(jù)準備

（1）機載激光點云數(shù)據(jù)

在機載點云數(shù)據(jù)采集完畢，對其進行數(shù)據(jù)處理時，首先需要對其進行處理前的準備工作，例如點云合并、點云分類去噪、點云特征線提取等。

點云合并主要指將已經(jīng)生成的多個LAS和XYZ數(shù)據(jù)通過專門的軟件導入合并，由于點云數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量很大，因此在進行合并時一定要對合并后文件數(shù)量與點云處理軟件數(shù)據(jù)承載量進行控制，確保兩者的量都是相同的，不會出現(xiàn)差誤。

（2）特征點線數(shù)據(jù)

立體像對、機載激光掃描數(shù)據(jù)、井下巷道框架這三種數(shù)據(jù)共同構(gòu)成特征點數(shù)據(jù)源。

礦山巷道框架數(shù)據(jù)的準備工作需要進行數(shù)據(jù)排查、質(zhì)量檢查、區(qū)塊劃分等多個環(huán)節(jié)，建模數(shù)據(jù)的選取應遵循的原則為選取斜坡線、高程點數(shù)據(jù)、陡坎線等，將DXF設定為主要輸出格式。

對于機載激光掃描數(shù)據(jù)和立體像對數(shù)據(jù)需要在數(shù)據(jù)源的特征上提取點線數(shù)據(jù)，并對其進行檢查，剔除不符合要求的數(shù)據(jù)，最后將其數(shù)據(jù)輸出格式轉(zhuǎn)換成DXF格式。

2.2 機載激光點云數(shù)據(jù)處理

（1）原始點云數(shù)據(jù)粗提取

若對礦區(qū)地形進行點云數(shù)據(jù)提取，所提取的原始點云數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)統(tǒng)計集為一個連續(xù)性的點云數(shù)據(jù)區(qū)間。以某個礦山為例，礦體的高程統(tǒng)計數(shù)據(jù)存在一個較大的峰值，在對這一區(qū)間數(shù)據(jù)進行提取過程中需要將與峰值相近的波谷高程值記錄下來，在波谷高程值區(qū)間內(nèi)可以推測出地形點特征，以利于后續(xù)處理工作。

（2）克里金插值

將相關(guān)的地物點去除之后，礦山待測點會出現(xiàn)大片的空數(shù)據(jù)地帶，若將這部分空數(shù)據(jù)地帶進行填充，需采用克里金差值法對空白區(qū)域進行插值，因為空白區(qū)域面積較大，所以在采用克里金插值方法時需要使用迭代方式，多次插值后出現(xiàn)異常點采用粗提取方法進行剔除，再重新進行插值，以滿足所有點符合高程限差范圍。

3 高精度DEM應用實例

高精度DEM可以應用在我國多個行業(yè)領(lǐng)域，如水利、氣象、地質(zhì)、礦山建設與規(guī)劃領(lǐng)域。

如在礦區(qū)發(fā)生災害時，可以對地質(zhì)災害進行預估，利用高精度DEM數(shù)據(jù)去判斷整個礦區(qū)容易發(fā)生地質(zhì)災害區(qū)域，并對其進行評估，然后將這些分析結(jié)果及時反饋，協(xié)助各級政府做出正確決策，為礦山企業(yè)減少不必要的經(jīng)濟損失。

4 小結(jié)

綜上所述，傳統(tǒng)DEM數(shù)據(jù)的制作與生產(chǎn)已經(jīng)無法滿足礦山開采及建設的需要，必須采用新的技術(shù)方法去制作DEM數(shù)據(jù)。

本文所提出的新方法主要融合了多種的數(shù)據(jù)源，結(jié)合區(qū)域地理位置特點，在制作DEM數(shù)據(jù)時進行了分層和分級，使得數(shù)據(jù)內(nèi)容更加詳盡。

同時在方法運用過程中，對礦區(qū)地物進行了重點建模，使得礦山DEM建模具有了極高的精度，并且真實還原了礦山的地形地貌特征。