數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

蔡軍

摘 要：在礦山測(cè)量中，應(yīng)用數(shù)字測(cè)圖技術(shù)可以很好地預(yù)測(cè)地表變形，提升礦山開采的安全性，同時(shí)也可以加快礦山測(cè)量的進(jìn)度，提升找礦速度。淺析了數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：礦山測(cè)量；數(shù)字測(cè)圖技術(shù)；施工方案；影像測(cè)量?jī)x

中圖分類號(hào)：TD178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.156

在礦山測(cè)量工作中，需要測(cè)繪大量的地形圖、地質(zhì)圖，傳統(tǒng)礦山測(cè)量相較于數(shù)字測(cè)圖有一定的不足，應(yīng)用數(shù)字測(cè)圖技術(shù)對(duì)改善我國(guó)當(dāng)前礦山測(cè)量狀況有很好的推進(jìn)作用，以下就對(duì)此作具體介紹。

1 數(shù)字測(cè)圖技術(shù)

1.1 技術(shù)分析

礦山數(shù)字測(cè)圖技術(shù)包含原圖數(shù)字化、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字測(cè)圖兩種。其中，原圖數(shù)字化測(cè)圖就是在數(shù)字化儀、計(jì)算機(jī)、繪圖儀的基礎(chǔ)上，應(yīng)用手扶跟蹤數(shù)字化、掃描矢量化的方法，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以獲得數(shù)字成果。而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字測(cè)圖，則是要采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字測(cè)圖方法，并采用修測(cè)、補(bǔ)測(cè)方法測(cè)圖。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在礦山測(cè)量中應(yīng)用數(shù)字測(cè)圖技術(shù)，可以提高測(cè)圖精度，獲得高質(zhì)量、高密度的礦山圖像。同時(shí)，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還可以節(jié)省人力、物力，為礦山開采提供依據(jù)。同時(shí)，還可以研究局部地區(qū)的地表變形情況，具有精度高、周期短、速度快、作業(yè)靈活和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字測(cè)圖技術(shù)可以跟蹤礦山作業(yè)進(jìn)度，同時(shí)，礦山測(cè)量人員也可以根據(jù)數(shù)字測(cè)量圖跟蹤礦山作業(yè)。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)數(shù)字測(cè)圖相關(guān)數(shù)據(jù)和標(biāo)記利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件，預(yù)先在線分析礦山施工方案的合理性，避免盲目作業(yè)，及時(shí)調(diào)整優(yōu)化作業(yè)方案。

2 礦山測(cè)量中應(yīng)用數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的措施

2.1 GPS數(shù)字測(cè)圖在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

在我國(guó)礦山測(cè)量中，會(huì)運(yùn)用GPS 數(shù)字測(cè)繪定位精度。在實(shí)際應(yīng)用中，先建立該區(qū)域內(nèi)的GPS控制網(wǎng)，根據(jù)礦山測(cè)量測(cè)繪區(qū)內(nèi)的控制點(diǎn)分布情況，確保網(wǎng)形點(diǎn)位誤差值均勻，根據(jù)GPS衛(wèi)星定位可見(jiàn)預(yù)報(bào)圖，選取最佳的觀測(cè)時(shí)段來(lái)進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪工作。其定位過(guò)程為：①由礦山地面中心對(duì)衛(wèi)星連續(xù)發(fā)射 X波段與C波段載波，礦山測(cè)量的數(shù)據(jù)流有測(cè)距信號(hào)，還包括礦山地址電文等信息。在礦山測(cè)量中，當(dāng)這些詢問(wèn)信號(hào)經(jīng)衛(wèi)星變頻以及放大、轉(zhuǎn)發(fā)到測(cè)站內(nèi)后，就有測(cè)站來(lái)接收詢問(wèn)信號(hào)。②當(dāng)?shù)孛嬷行恼窘邮盏綉?yīng)答電文之后，就可以得到其礦山測(cè)站的坐標(biāo)和交換的電報(bào)信息，然后由中心站北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)把處理后的礦山測(cè)量信息傳輸給測(cè)站。③采用實(shí)時(shí)差分GPS定位繪制精密的地形圖，有效進(jìn)行礦山位置的三維測(cè)定，不僅可以提高精度，還可以確保礦山測(cè)量的精度。

2.2 模擬測(cè)圖在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

利用氣壓高度測(cè)量得到高程和地心距測(cè)量，利用偽距測(cè)量最終得出礦山礦藏的準(zhǔn)確定位。在進(jìn)行一系列的迭代計(jì)算時(shí)，如果相鄰2 次的假設(shè)礦山定位使用測(cè)量沒(méi)有出現(xiàn)誤差，則進(jìn)行本振頻率校正，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其數(shù)據(jù)采集方法如圖1所示。

利用這種方法取得的成果較為直觀，在基于GPS數(shù)字技術(shù)的礦山測(cè)量中，在礦山測(cè)量勘探線剖面測(cè)量中，對(duì)于基線點(diǎn)，可以架設(shè)儀器，先設(shè)相鄰基線點(diǎn)方向?yàn)榱惴较?，之后就可以在礦山測(cè)量順時(shí)針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，設(shè)置礦山測(cè)量剖面勘探線方向，測(cè)量出礦山各地形點(diǎn)以及礦山位置點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，繪制成該礦山的剖面圖。

2.3 影像測(cè)量?jī)x在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

在固定攝影站上采用運(yùn)動(dòng)控制卡能夠提升信息處理速度，采用影像測(cè)量?jī)x攝影方法在地表移動(dòng)前和地表移動(dòng)后多次進(jìn)行拍攝，能夠測(cè)量出地表移動(dòng)范圍的三維坐標(biāo)；設(shè)置好狀態(tài)輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)，輸入待放樣點(diǎn)，在第二次啟動(dòng)坐標(biāo)放樣模式中，利用儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)操作，將顯示值作為依據(jù)，降低觀測(cè)值誤差。利用高性能微處理器DSP實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)伺服電機(jī)的多軸協(xié)控制，通過(guò) CCD照相機(jī)和CMOS攝像機(jī)將礦山測(cè)量中的被測(cè)目標(biāo)對(duì)象轉(zhuǎn)換成圖像信息數(shù)據(jù)，之后傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字化信號(hào)。經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理后，得出被測(cè)目標(biāo)的尺寸和公差等信息。應(yīng)用解析法地面攝影測(cè)量進(jìn)行礦山測(cè)量，精度指點(diǎn)位誤差與攝影距離之比可達(dá)1∶100 000～1∶400 00. 在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中，由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)具有快速性和定位精度需求，因此為了提升系統(tǒng)平穩(wěn)性，可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用滾珠絲杠與滑動(dòng)導(dǎo)軌相結(jié)合的控制方式，提高系統(tǒng)元件的靈敏度、低摩擦阻力和動(dòng)、靜摩擦系數(shù)。礦山測(cè)量中的偏移、沉降測(cè)量主要就是檢測(cè)四周監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否均勻，并可以選出通視基準(zhǔn)點(diǎn)，在得到其中一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)高程與坐標(biāo)的情況下，將其中的1 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為后視點(diǎn)，定期監(jiān)測(cè)這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，從而分析對(duì)比檢測(cè)結(jié)果。采用影像測(cè)量?jī)x方法進(jìn)行礦山地面移動(dòng)和滑坡的研究可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算，提升測(cè)量精度。數(shù)字測(cè)圖技術(shù)可以直觀地反映礦山地質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，為礦山施工方案提供測(cè)量數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化計(jì)算，減少人為誤差，確保礦山測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，把數(shù)字測(cè)圖技術(shù)應(yīng)用到礦山測(cè)量中，減少人為因素誤差，避免測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題，提供精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)與圖像，確保整個(gè)礦山測(cè)量的高效性，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值

參考文獻(xiàn)

[1]趙俊偉，張杰.數(shù)字測(cè)圖在礦山井下測(cè)量中的應(yīng)用探究[J].硅谷，2014（05）：135-136.

[2]雷大倉(cāng).數(shù)字化制圖技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2014（06）：212-213.

〔編輯：王霞〕

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