本文来自来自《中国审计》2024年11期，作者：卢璐 周杨 马海波 作者单位：日照市审计局。
对矿产资源进行核查是自然资源资产审计的重要内容。传统审计模式下，审计人员难以对矿山进行定量分析，更多关注的是矿山开采程序的合规性。本文以某地区矿产资源管理情况审计为例，简要介绍通过应用“无人机可见光测绘+激光雷达测绘”技术采集矿山数据，应用“实景三维建模技术+点云三维建模技术”建立矿山的“数字孪生”模型，并结合三维模型数据提取技术进行矿山全要素数据测量的审计方法。
审计背景
被审计区域属于丘陵地带，集中分布着一百多座花岗岩矿山，由当地某国有企业集中办理采矿许可证，共划分开采区域近百个。本次审计重点关注该地区的一个规模化开采区，对该采矿区的实际开采量、开采范围等情况进行核实，判断是否存在矿山越界越层开采、虚报矿山开采量等问题。然而项目现场矿坑间高度差两三百米，部分矿坑深度一百多米，矿区道路崎岖，视野遮蔽较大，给审计工作带来极大挑战。
技术方法
审计组利用“无人机可见光测绘+激光雷达测绘”技术、“实景三维建模技术+点云三维建模技术”、三维模型数据提取技术对矿山进行全面的数据分析，实现了对矿区山体历年变化情况的精准计算、对实际开采范围与矿山合规开采范围的直观判断。具体步骤如下。
步骤1：采矿证的数字化处理。采集矿区采矿证复印件和各个矿坑的边界点位坐标数据并进行标准化整理，基于地理信息系统软件中坐标导入、地理校准、图片配准等功能和文字、图片数字化处理技术，对审计范围内的6个采矿证和一百多个矿坑点位坐标资料进行数字化处理，得到矿山开采范围分布图和部分矿山开采前地形图的矢量图层，建立起矿山的基础图层数据。
步骤2：矿山测绘。圈画矿坑集中的区域作为无人机测绘区域，选择一个视野开阔的平台位置，做好遥控无人机测绘规划预设，实现远距离精确测绘。测绘过程中，审计人员使用无人机双挂载模式（同时挂载可见光镜头和激光雷达镜头）进行测绘作业，提高测绘效率。
步骤3：合成测绘结果。首先，在取得无人机测绘照片的基础上，使用平面影像合成软件“新建工程项目”，通过导入测绘照片、图片精度设置、选择3D地图模板、选择输出坐标系等功能，对照片进行初始化处理，抓取特征点，进行点云加密和建立三维网格，生成平面正射影像。其次，使用图像预处理建模工具，将无人机测绘照片进行预处理对齐，在实景三维建模软件中的“新建工程项目”处导入对齐后的照片文件，并对飞行照片进行空中三角测量、加密控制点，在此基础上实现OSGB和S3C模型的重建，建立矿山区域的实景三维模型，如图1所示。最后，对激光雷达测绘数据进行合成。按照原始点云数据的接收和解析、运动畸变补偿、点云组帧、外参变化、滤波处理五个步骤进行点云数据的三维建模，并对点云三维模型进行真彩上色，得到数据精度大于2厘米的真彩上色点云三维模型，真实还原地物颜色，实现点云模型对项目现场的直观呈现。
图1 矿山实景三维模型
步骤4：高程提取。传统的高程提取是在实景三维模型上使用EPS软件进行表面高程点的圈画和提取，但地面设施、植被等附着物都会被计算为地表高度，影响提取高程的精准度，且无法逐项进行人工调整。在此项目中，审计人员使用点云三维模型分析软件对点云三维模型进行自动地面特征点分类，清除地面附着物后再导出高程图层，进一步提高数据精度。
图2 转换后的面状地形示意图
步骤5：数据利用。取得矿山的各类数据后，审计人员在卫星遥感影像和无人机合成影像基础上，使用地理信息系统软件的叠加比对功能进行实际开采区域和规划开采区域的比对，找出矿山的超边界开采区域和面积。具体方法为：在地理信息系统软件中加载采矿区域高程点数据，使用“3D Analyst”工具，将其转换为栅格表面数据，实现高程点到面状地形图的转换，如图2所示；选择“栅格表面”中的填挖方计算工具，输入矿山开采前的栅格表面数据和开采后的栅格表面数据，计算出实际开采量。结合项目区域缴费采矿量统计表、采矿证批准范围等信息，计算出少计采矿量和越界开采量，并向被审计单位进行核实取证。
审计成效
审计发现，负责该采矿区管理的某企业少计开采量及爆破量，少收取采矿管理税费及爆破费，部分承包矿坑的企业存在无证开采及越界越层开采等情况。被审计单位听取审计建议，对采矿区所有矿坑历年开采量进行重新计算，清查少计开采量的情况，并将涉及越界越层开采、无证开采问题移送至当地自然资源资产主管部门进行依法处理。“数字孪生”模型技术具有三维直观可视和高效全要素数据提取的优势，除矿山审计外，还可以应用在水利工程审计、高标准农田审计、政府投资审计等领域。
