基于算計(jì)幾何的礦山地質(zhì)信息圖譜監(jiān)測(cè)面積誤差的方法分析

寧方舟

（遼寧有色勘察研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

1 研究背景

礦山整治設(shè)計(jì)項(xiàng)目往往面積大、工期短、投資高。幾何面積計(jì)算的準(zhǔn)確性，直接決定項(xiàng)目總投資額度，而總投資額度對(duì)礦山整治設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的工程部署起到?jīng)Q定性的作用。

往往礦山項(xiàng)目區(qū)的地質(zhì)面積由項(xiàng)目審計(jì)部門(mén)使用“國(guó)圖系統(tǒng)”加載項(xiàng)目區(qū)“紅線”與項(xiàng)目所在縣級(jí)行政區(qū)“二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)”相疊加計(jì)算得出。但由于收集項(xiàng)目所在地縣級(jí)行政區(qū)“二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)”手續(xù)繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，而礦山項(xiàng)目區(qū)1:10000地質(zhì)利用現(xiàn)狀圖通常比較容易獲取。因此如何降低人工通過(guò)1:10000地質(zhì)現(xiàn)狀圖計(jì)算項(xiàng)目礦區(qū)圖斑地類(lèi)面積的結(jié)果與“國(guó)圖系統(tǒng)”計(jì)算的結(jié)果之間差異，已成為提高礦山地質(zhì)整治設(shè)計(jì)項(xiàng)目完成速度和質(zhì)量的關(guān)鍵。

2 “二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)”成圖原理

“二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)”是依靠ARCGIS平臺(tái)組建，其成圖元素主要分為三類(lèi)即點(diǎn)圖層、線圖層、面圖層。每類(lèi)礦產(chǎn)的圖層都由后綴為.shp、.bdf、.sbn、.sbx、.shx的5個(gè)文件組成。其中：.dbf是要素的屬性信息；.shp是要素的幾何特征；.shx是要素的幾何特征的索引文件；.sbn、.sbx是空間索引文件；.prj是數(shù)據(jù)的投影文件。而其區(qū)域面積主要通過(guò)面圖層體現(xiàn)即二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)中“地類(lèi)圖斑”圖層。二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)法依比例編繪成面圖層的低等級(jí)河流、道路、線桿等地物通過(guò)線圖層和點(diǎn)圖層即“線狀地物”和“零星地物”或在圖斑中填錄“抵扣系數(shù)”、“抵扣面積”等字段來(lái)體現(xiàn)，在成圖過(guò)程無(wú)法體現(xiàn)出實(shí)際面積，而是直接將面積折算至“地類(lèi)圖斑”圖層中。這種成圖原理是導(dǎo)致人工計(jì)算地類(lèi)圖斑面積出現(xiàn)誤差的主要因素。

3 礦山地質(zhì)面積幾何計(jì)算公式的確定

3.1 前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

（1）礦山項(xiàng)目工程地質(zhì)實(shí)測(cè)。由于目前“二調(diào)數(shù)據(jù)”均采用“西安80坐標(biāo)系”成圖，所以在礦山地質(zhì)測(cè)繪過(guò)程中應(yīng)采用與之相同的坐標(biāo)系統(tǒng)。如在礦山地質(zhì)測(cè)繪過(guò)程中未得到“西安80坐標(biāo)系”控制點(diǎn)，而使用“國(guó)家2000坐標(biāo)系統(tǒng)”測(cè)繪，應(yīng)在地質(zhì)面積計(jì)算前，通過(guò)轉(zhuǎn)換參數(shù)將地質(zhì)測(cè)繪成果進(jìn)行轉(zhuǎn)換，已避免由于坐標(biāo)系統(tǒng)不同導(dǎo)致的圖斑地類(lèi)面積的誤差。

（2）項(xiàng)目區(qū)1:10000地質(zhì)利用現(xiàn)狀圖的獲取。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)測(cè)“紅線”，向相關(guān)主管部門(mén)申請(qǐng)項(xiàng)目所占用的1:10000地質(zhì)利用現(xiàn)狀圖圖幅。

3.2 數(shù)據(jù)處理

（1）礦山工程項(xiàng)目區(qū)“紅線”提取。礦山項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀圖通常采用RTK實(shí)測(cè)，通過(guò)CAD展點(diǎn)繪制，而“二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)”及1:10000地質(zhì)利用現(xiàn)狀圖是通過(guò)ARCGIS平臺(tái)進(jìn)行讀取和修改。由于CAD文件無(wú)法在ARCGIS平臺(tái)上直接進(jìn)行修改，用ARCGIS加載項(xiàng)目區(qū)“紅線”CAD文件中的polygon圖層，然后通過(guò)數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，將項(xiàng)目區(qū)“紅線”轉(zhuǎn)換成.shp文件。重新加載.shp文件后，便可以在ARCGIS平臺(tái)進(jìn)行編輯。

（2）數(shù)據(jù)裁剪。打開(kāi)ARCGIS依次加載，項(xiàng)目區(qū)所占1:10000地質(zhì)利用現(xiàn)狀圖中的DLTB、XZDW圖層以及項(xiàng)區(qū)“紅線”shp文件。使用工具箱中分析工具里的clip命令，分別將落將“紅線”內(nèi)的DLTB、XZDW圖斑裁剪出來(lái)。

3.3 礦山地質(zhì)面積幾何計(jì)算

由于使用clip命令裁剪出來(lái)DLTB圖層中的礦山地質(zhì)面積字段的數(shù)值仍為被剪切前的數(shù)值所以在面積計(jì)算前需對(duì)該字段的數(shù)值使用Calculate Geometry命令進(jìn)行幾何計(jì)算，獲得裁剪后的地質(zhì)實(shí)際面積。

同樣裁剪后的XZDW圖層，長(zhǎng)度字段也需要使用Calculate Geometry命令進(jìn)行重新計(jì)算，獲得裁剪后的地質(zhì)實(shí)際長(zhǎng)度，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行礦山實(shí)地勘查測(cè)量，如圖1所示。

圖1 礦山地質(zhì)面積測(cè)量計(jì)算

計(jì)算面積時(shí)，首先計(jì)算XZDW中個(gè)地類(lèi)的面積只需CD字段×KD字段即可。而如何計(jì)算DLTB中的礦山地質(zhì)面積相對(duì)比較復(fù)雜。因?yàn)橹匦掠?jì)算后的各地質(zhì)的面積為裁剪后各類(lèi)地質(zhì)圖形的實(shí)際幾何面積，沒(méi)有扣除與之對(duì)應(yīng)的XZDW地質(zhì)面積，如果直接與XZDW地質(zhì)面積相加，會(huì)造成部分地類(lèi)面積偏大的錯(cuò)誤。根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，及大量了計(jì)算，本文總結(jié)出一個(gè)可以避免該錯(cuò)誤的算法。首先將DLTB圖層中的XZDWMJ和LXDWMJ相加然后除以TBMJ，得出一個(gè)在未剪裁前XZDWMJ和LXDWMJ在TBMJ中的抵扣系數(shù)。然后使用這個(gè)扣除系數(shù)乘以幾何計(jì)算后的地質(zhì)圖形面積得出實(shí)際抵扣面積，再用計(jì)算后的礦山地質(zhì)面積減去實(shí)際抵扣面積即為扣除相應(yīng)XZDW礦山地質(zhì)面積的實(shí)際圖斑地類(lèi)面積。公式如下：

i：礦山周?chē)捌渌刭|(zhì)草地等土地利用類(lèi)型；

TBMJ：DLTB圖層中的地類(lèi)面積；

RCTBDLMJ:DLTB圖層中進(jìn)行幾何計(jì)算后的礦山地質(zhì)面積；

XZDWMJ：DLTB圖層中的線狀地物的實(shí)際面積；

LXDWMJ:DLTB圖層中的零星地質(zhì)面積。

通過(guò)本公式將項(xiàng)目區(qū)所涉的礦山地質(zhì)利用類(lèi)型的Si計(jì)算結(jié)果相加并加上XZDW圖層中的礦山地質(zhì)利用類(lèi)型的面積即為項(xiàng)目區(qū)實(shí)際占用的土地類(lèi)型面積。

4 結(jié)語(yǔ)

使用本幾何公式不僅可以快速的計(jì)算出項(xiàng)目區(qū)“紅線”實(shí)際占用的各土地類(lèi)型面積，而且在計(jì)算結(jié)果與目前相關(guān)審計(jì)部門(mén)使用“國(guó)圖系統(tǒng)”計(jì)算出來(lái)的結(jié)果誤差率可控制在1%的范圍內(nèi)，其結(jié)果符合相關(guān)審計(jì)部門(mén)的要求。