安靈霞

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830011）

目前，針對礦山地質(zhì)測量研究中，普遍存在覆蓋范圍小、測量時間長、采樣點有限以及精準(zhǔn)度不足等問題，導(dǎo)致礦山地質(zhì)測量實際效果很難達到預(yù)期，無法實現(xiàn)高精度礦山地質(zhì)測量。數(shù)字化制圖技術(shù)作為測量技術(shù)中的一種，具有自動靈活、高效精準(zhǔn)、成本低廉的優(yōu)勢，通過結(jié)合信息技術(shù)和測繪技術(shù)的功能受到測量方面的重點關(guān)注[1]。在我國，針對礦山地質(zhì)測量方面的研究十分普遍，但大多數(shù)測量方法很難滿足礦山地質(zhì)大比例尺測量的精度要求。本文通過將數(shù)字化制圖技術(shù)應(yīng)用在礦山地質(zhì)測量中，通過計算機硬件技術(shù)和軟件技術(shù)，獲取地質(zhì)條件的空間信息，為礦山地質(zhì)測量提供一個嶄新發(fā)展方向。

結(jié)合焦云鵬提出的數(shù)字化制圖技術(shù)在煤礦地質(zhì)測量中的應(yīng)用探析中表明，礦山地質(zhì)測量中數(shù)字化制圖技術(shù)運用的亮點之處在于通過數(shù)字化制圖技術(shù)能夠?qū)y量物體的基本空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行綜合整理，實現(xiàn)礦山地質(zhì)測量。本文依次為研究依據(jù)，進行礦山地質(zhì)測量中數(shù)字化制圖技術(shù)的運用探索，通過設(shè)計基于數(shù)字化制圖技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法，致力于提高礦山地質(zhì)測量精度。

1 基于數(shù)字化制圖技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法

本文結(jié)合數(shù)字化制圖技術(shù)為礦山地質(zhì)測量提供的優(yōu)化方法，根據(jù)礦山地質(zhì)地形特點，設(shè)計基于數(shù)字化制圖技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法具體流程為：首先，以數(shù)字化的形式獲取礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)；而后，通過數(shù)字化制圖技術(shù)進行抽象化制圖，獲取高精度的礦山地質(zhì)測量可視化圖像；再通過數(shù)字化圖像處理，提取礦山地質(zhì)可視化圖像中的特征參數(shù)；最后，對礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)進行空間顯示。上述為通過數(shù)字化制圖技術(shù)進行礦山地質(zhì)測量信息提取的整體流程，以下將從數(shù)據(jù)獲取、信息處理以及礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)顯示4個方面，開展基于數(shù)字化制圖技術(shù)的礦山地質(zhì)測量方法的設(shè)計，結(jié)合數(shù)字化制圖技術(shù)實現(xiàn)高精度露礦山地質(zhì)測量信息的圖區(qū)。具體研究內(nèi)容，如下文所述。

1.1 獲取數(shù)字化礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)

為獲取數(shù)字化礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)，在測量開展區(qū)域設(shè)置測量點，并將其作為礦山地質(zhì)測量的結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)，再通過數(shù)字化制圖技術(shù)對該區(qū)域礦山地質(zhì)測量信息進行數(shù)字化儀輸入[2]。通過數(shù)字化制圖技術(shù)對礦山地質(zhì)測量信息智能掃描矢量化輸入，利用數(shù)字化礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)中的特征點、線、面，確定測量參數(shù)結(jié)構(gòu)。利用CC（Smart 3D）軟件確定礦山地質(zhì)測量參數(shù)結(jié)構(gòu)的具體流程為：首先，加載礦山地質(zhì)測量信息，引入控制點以及相關(guān)參數(shù)；而后，采集pos數(shù)據(jù)，獲取pos數(shù)據(jù)原始坐標(biāo)；在此基礎(chǔ)上，通過空三對pos數(shù)據(jù)原始坐標(biāo)進行加密處理；最后，提取密集點云，利用數(shù)字化制圖技術(shù)以游標(biāo)跟蹤和記錄相結(jié)合的方式對礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)采集。通過得到的礦山地質(zhì)測量參數(shù)結(jié)構(gòu)，為下文測量數(shù)據(jù)制圖處理提供基礎(chǔ)點位支持。

1.2 基于數(shù)字化制圖技術(shù)的測量數(shù)據(jù)制圖

為滿足基于數(shù)字化制圖技術(shù)的測量數(shù)據(jù)制圖處理圖像數(shù)據(jù)高分辨率、清晰的要求，將像素大小設(shè)為最大值，為2560×1920。與此同時，在圖像編輯系統(tǒng)中，首先，基于數(shù)字化制圖技術(shù)將紙質(zhì)的圖像掃描成圖，導(dǎo)入MapGIS圖像編輯系統(tǒng)，點擊MapGIS圖像編輯系統(tǒng)菜單中的矢量化選項，自動進行圖像矢量化處理；而后，通過MapGIS圖像編輯系統(tǒng)中的拓撲查錯功能，對礦山地質(zhì)測量邊界線進行拓撲查錯；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)測量區(qū)域地質(zhì)調(diào)查具體參數(shù)，對數(shù)字化圖像進行賦值；最后，得到有顏色、紋理清晰的數(shù)字化圖像。為最大限度上降低數(shù)字化圖像的誤差，需要將數(shù)字化圖像涉及區(qū)域以1:50000的數(shù)字柵格地形圖按公里進行網(wǎng)格校正，對不在網(wǎng)格內(nèi)的部分進行剔除[3]。與此同時，還可以結(jié)合有經(jīng)驗的測量專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)自身豐富的工作經(jīng)驗對數(shù)字化圖像進行特征提取，形成較為完整、清晰的礦山地質(zhì)測量邊界線?？紤]到在基于數(shù)字化制圖技術(shù)的測量數(shù)據(jù)制圖處理過程中，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的偏離性誤差?？梢砸么髷?shù)據(jù)處理技術(shù)，對數(shù)字化圖像進行偏離精準(zhǔn)度調(diào)試，通過動態(tài)的調(diào)整，進而滿足礦山地質(zhì)測量過程中對于數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的需求。

1.3 數(shù)字化圖像處理

基于上述進行的數(shù)字化制圖工作，進行數(shù)字化圖像處理。首先，針對上述收集的數(shù)字化圖像進行相機自校驗，實現(xiàn)對礦山地質(zhì)的區(qū)域性劃分。而后，可以通過二次整理剩余的數(shù)據(jù)，去除邊緣模糊的數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，通過人工解讀判斷礦山地質(zhì)測量信息的具體應(yīng)用，一方面為了提升數(shù)據(jù)在處理的準(zhǔn)確性，另一方面可為測量提供基本測量數(shù)據(jù)信息。最后，進行數(shù)據(jù)信息的提煉，實現(xiàn)對數(shù)字化圖像測量數(shù)據(jù)的處理。根據(jù)上述數(shù)字化圖像快速處理流程，為剔除重投影誤差，計算重投影誤差。設(shè)重投影誤差的平方和的函數(shù)表達式為g，則其計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，m指的是場景稀疏點云；j指的是一個變量；v指的是最小化投影點；f指的是觀測圖像點；P指的是誤匹配點；C指的是待求相機參數(shù)；X指的是空間點坐標(biāo)；q指的是最佳相機位置。通過公式（1）可得出重投影誤差的平方和，滿足數(shù)字化圖像快速處理的高精度要求。

1.4 礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)空間顯示

完成數(shù)字化圖像處理后，下述將結(jié)合數(shù)字化制圖技術(shù)，實現(xiàn)礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)空間顯示。礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)空間顯示的具體流程為：首先，重復(fù)校正測量數(shù)字化圖像的比例尺，形成對應(yīng)的DEM、熱紅外線等數(shù)據(jù)，為礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)空間顯示提供多元化的數(shù)據(jù)源。再通過全色數(shù)據(jù)的正射校正，對礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)進行配準(zhǔn)。而后，將數(shù)字化圖像的分辨率融合，實現(xiàn)對數(shù)字化圖像的增強以及調(diào)色。最后，通過多景影像的鑲嵌，對附加信息進行裝飾，完成礦山地質(zhì)測量數(shù)據(jù)空間顯示。至此，實現(xiàn)基于數(shù)字化制圖技術(shù)的礦山地質(zhì)測量，通過數(shù)字化制圖技術(shù)為礦山地質(zhì)測量工作的順利進行提供技術(shù)化指導(dǎo)。

2 實例分析

2.1 實驗準(zhǔn)備

本文設(shè)計了如下的對比實驗，整體實驗均在同一礦山相同環(huán)境下進行，針對礦山地質(zhì)開展相應(yīng)的測量工作。在礦山內(nèi)布置了8個控制點，其中4個控制點作為測量精度配準(zhǔn)控制點，剩余的4個控制點作為方法精度驗證點。礦山地質(zhì)測量標(biāo)準(zhǔn)精度，如表1所示。

表1 礦山地質(zhì)測量精度（mm）

結(jié)合表1所示，本次實驗內(nèi)容為對礦山地質(zhì)測量相鄰點之間的距離中誤差進行對比，設(shè)置本文基于數(shù)字化制圖技術(shù)設(shè)計方法為實驗組，傳統(tǒng)方法為對照組，并采集8組實驗數(shù)據(jù)，通過將實驗數(shù)據(jù)進行對比，測量相鄰點之間的距離中誤差越低證明該測量方法的測量精度也就越高。

2.2 實驗結(jié)果及分析

結(jié)合上述對實驗的設(shè)計，將實驗后收集的數(shù)據(jù)進行對比分析。兩種方法下測量相鄰點之間的距離中誤差具體對比數(shù)值，如下圖1所示。

圖1 測量距離中誤差對比結(jié)果圖

通過圖1可以得出結(jié)論：在地質(zhì)條件及外界因素相同的條件下，文章設(shè)計的方法測量距離中誤差明顯低于實驗對照組，其測量精度更高，可以實現(xiàn)礦山地質(zhì)測量中的精準(zhǔn)測量。因此，可以證明文章設(shè)計的方法能夠滿足礦山地質(zhì)測量的精度要求，有理由加大數(shù)字化制圖技術(shù)在礦山地質(zhì)測量中的應(yīng)用，提升礦山地質(zhì)測量工作的精準(zhǔn)程度。

3 結(jié)語

本文通過對礦山地質(zhì)測量中數(shù)字化制圖技術(shù)的運用探索，以實驗的方式證明了數(shù)字化制圖技術(shù)在礦山地質(zhì)測量中的實用性。由于運用數(shù)字化制圖技術(shù)在礦山地質(zhì)測量的過程中，即便遭受到外界環(huán)境的干擾，但外界干擾對礦山地質(zhì)測量結(jié)果產(chǎn)生的具體影響較小，因此，本文不作多余贅述。通過以上研究，希望能夠為礦山地質(zhì)測量提供一定程度上的參考與借鑒，并且加大數(shù)字化制圖技術(shù)的研究力度。在未來礦山地質(zhì)測量方面的研究中，更好的應(yīng)用數(shù)字化制圖技術(shù)，促進礦山地質(zhì)測量的可持續(xù)信息化發(fā)展。