CORS技術(shù)在煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾測(cè)量中的應(yīng)用

汪六成　戴洪寶　許繼影

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，煤礦開(kāi)采力度不斷加大，而隨之而來(lái)的礦區(qū)塌陷問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。因此，做好礦區(qū)土地復(fù)墾工作成為當(dāng)前要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。本文以淮北市任樓礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾工程為例，結(jié)合CORS技術(shù)，對(duì)土地復(fù)墾測(cè)量中的控制測(cè)量、地形測(cè)量、土石方量計(jì)算等三個(gè)方面進(jìn)行深入探討，并對(duì)煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾工程進(jìn)行總結(jié)，以期為相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：CORS技術(shù);煤礦塌陷;土地復(fù)墾;土石方量

Abstract： With the development of economy， the mining intensity of coal mine is increasing， and the problem of mining area collapse is becoming more and more serious. Therefore， to do a good job of land reclamation in mining areas has become an important issue to be solved. Taking the land reclamation project in Renlou mine subsidence area of Huaibei City as an example， combined with CORS technology， this paper made an in-depth discussion on the control survey， topographic survey and earthwork calculation in land reclamation survey， and summarized the land reclamation project in coal mine subsidence area， with a view to providing reference for related work.

Keywords： CORS technology;coal mine subsidence; land reclamation;earthwork volume

1 CORS技術(shù)簡(jiǎn)介

隨著GPS技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用普及，其在城市測(cè)量中的作用已越來(lái)越重要。當(dāng)前，利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行（衛(wèi)星定位服務(wù)）參考站（Continuously Operating Reference Stations，CORS）已成為城市GPS應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)等高新科技多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn)物[1]。CORS系統(tǒng)由基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)部分組成，各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)。

CORS是“空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”最為重要的組成部分，可以獲取各類空間的位置、時(shí)間信息及其相關(guān)動(dòng)態(tài)變化[2]。通過(guò)建設(shè)若干永久性連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站，提供國(guó)際通用格式的基準(zhǔn)站站點(diǎn)坐標(biāo)和GPS測(cè)量數(shù)據(jù)，以滿足不同行業(yè)用戶對(duì)精度定位、快速和實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航的要求，及時(shí)地滿足城市規(guī)劃、國(guó)土測(cè)繪、地籍管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、交通監(jiān)控及礦山測(cè)量等多種現(xiàn)代化信息化管理的社會(huì)要求。

CORS連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)在近年來(lái)不斷發(fā)展壯大，并逐漸向各個(gè)行業(yè)慢慢滲透，在礦山塌陷區(qū)土地復(fù)墾測(cè)量方面也具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。

2 任樓煤礦塌陷區(qū)情況簡(jiǎn)介

淮北礦區(qū)任樓煤礦地處安徽省北部地區(qū)的臨渙礦區(qū)。該礦區(qū)位于平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，地標(biāo)高+15.0～+27.0m，總趨勢(shì)是西北高東南低。經(jīng)過(guò)多年連續(xù)不斷的開(kāi)采，任樓礦區(qū)現(xiàn)今產(chǎn)量已達(dá)1.2×108t，為煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。但是，隨之而來(lái)的負(fù)面問(wèn)題也日益明顯，如采礦之后形成采空區(qū)，導(dǎo)致地表塌陷，使得原本的耕地變成積水區(qū)。2011年至2014年積水區(qū)面積統(tǒng)計(jì)如表1所示。

礦山土地塌陷造成人均耕地銳減，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地矛盾也日益尖銳，塌陷區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，礦區(qū)農(nóng)業(yè)肩負(fù)著為工礦企業(yè)、城鄉(xiāng)建設(shè)、人民生活服務(wù)的重要職能?；幢笔械V區(qū)是安徽省的煤礦生態(tài)示范區(qū)，探討淮北礦區(qū)塌陷區(qū)的土地復(fù)墾，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展及其他礦區(qū)的塌陷土地復(fù)墾都具有重要意義[3]。

3 CORS技術(shù)在任樓煤礦塌陷區(qū)土地復(fù)墾中的應(yīng)用

3.1 礦區(qū)塌陷區(qū)控制測(cè)量

進(jìn)行礦區(qū)的控制測(cè)量，首先要對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行實(shí)地踏勘，了解測(cè)區(qū)情況，便于下一步確定控制點(diǎn)位，然后填埋樁釘。由于使用CORS技術(shù)測(cè)量時(shí)需要接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，接收機(jī)在接收信號(hào)時(shí)會(huì)受到各種因素的影響，如水域等反光的地方容易引起多路徑效應(yīng)，以及樹(shù)葉、房屋、高壓線、通信磁場(chǎng)等對(duì)傳播信號(hào)的干擾。因此，在測(cè)量施工時(shí)要特別注意這些因素。通過(guò)斜高的方式測(cè)量所有儀器的高度，然后觀察信號(hào)，待信號(hào)穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)行坐標(biāo)控制測(cè)量采集工作。CORS技術(shù)的應(yīng)用，基本取代了傳統(tǒng)的靜態(tài)控制測(cè)量方法，大幅提高了控制測(cè)量的效率。

3.2 塌陷區(qū)地形測(cè)量

塌陷區(qū)地形測(cè)量通常是在大比例尺1∶1 000或1∶2 000帶狀地形圖上進(jìn)行的。用傳統(tǒng)方法測(cè)圖，要先進(jìn)行控制測(cè)量，然后進(jìn)行碎部測(cè)量，最后繪制成大比例尺地形圖。使用CORS測(cè)量模式進(jìn)行控制測(cè)量，可以在測(cè)區(qū)內(nèi)無(wú)控制點(diǎn)的情況下進(jìn)行測(cè)試。這種作業(yè)模式是利用幾個(gè)永久性的參考站同時(shí)向流動(dòng)站發(fā)送差分信息，極大地提高了流動(dòng)站點(diǎn)位精度，同時(shí)也可以提高測(cè)量速度，減輕外業(yè)測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度。地形圖的測(cè)繪主要通過(guò)對(duì)點(diǎn)、線、面等要素來(lái)進(jìn)行測(cè)量實(shí)現(xiàn)的。將所測(cè)得的點(diǎn)、線、面等數(shù)據(jù)在繪圖軟件中生成地形圖即得到最后的成果圖[4]。

3.3 土方量計(jì)算

通過(guò)地形圖發(fā)現(xiàn)，任樓煤礦塌陷區(qū)分為六小塊深塌區(qū)，現(xiàn)已成為5個(gè)池塘。此次土地復(fù)墾的基本思路是把其中1個(gè)池塘下面的土石挖出，然后分別投向其他5個(gè)池塘，保證5個(gè)池塘基本平坦，再?gòu)钠渌寥篮玫牡胤饺⊥龄佋谔詈玫膮^(qū)域上面，填土深度為1m。通過(guò)整修，區(qū)域內(nèi)原本廢棄的坑池變?yōu)楦貫檗r(nóng)民所用，而挖方后的1個(gè)池塘可以進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖、整修綠化形成景觀帶。由此可見(jiàn)，地形的測(cè)量、區(qū)域內(nèi)高程點(diǎn)的分布情況直接關(guān)系到后續(xù)土方量的計(jì)算。

3.3.1 土方量計(jì)算。塌陷區(qū)的土地復(fù)墾，就是要把塌陷的洼地通過(guò)填挖變成地勢(shì)平坦的地形，這就需要進(jìn)行土方量的計(jì)算。土方量計(jì)算一般包括等高線法、三角網(wǎng)法、格網(wǎng)法和斷面法。這次土地復(fù)墾采用三角網(wǎng)法。根據(jù)三角形計(jì)算土方量：如果生成的三角網(wǎng)和實(shí)際地形不一樣，就可以用地性線的方法來(lái)修改，地性線就是地貌的骨架線。在彈出的對(duì)話框中輸入平整的目標(biāo)高程，然后用鼠標(biāo)選擇地圖上所畫(huà)的三角網(wǎng)，可以一起選擇，也可以分開(kāi)選擇。采用這種方法計(jì)算土方量，可以自由選定或者不選定區(qū)域邊界，系統(tǒng)識(shí)別的就是所選區(qū)域[5]。為了保證計(jì)算的土方量結(jié)果準(zhǔn)確，在選擇區(qū)域邊界時(shí)要注意不能選多也不能選少。三角網(wǎng)法土方量計(jì)算數(shù)據(jù)采集要遵循盡量多的原則，數(shù)據(jù)越多，處理的精度就會(huì)越高。

3.3.2 數(shù)據(jù)分析。通過(guò)對(duì)比施工后的地形圖和施工前的地形圖以及施工前后的實(shí)景圖，可以清楚看到土方量計(jì)算后的填挖效果。原本地勢(shì)高低起伏極為明顯且水域廣闊無(wú)法利用，但經(jīng)過(guò)施工后，塌陷區(qū)域地形平坦，且土壤層已經(jīng)完全可以為耕地所用。礦區(qū)復(fù)墾土地可持續(xù)利用和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，實(shí)質(zhì)上是一項(xiàng)以土地復(fù)墾為基礎(chǔ)的實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。塌陷區(qū)填挖方土方量如表2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

CORS技術(shù)能為用戶提供準(zhǔn)確、高效的測(cè)繪服務(wù)，因此被廣泛應(yīng)用于塌陷區(qū)復(fù)墾的控制測(cè)量、地形測(cè)繪、土方量計(jì)算中。隨著CORS技術(shù)的不斷發(fā)展，其被應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]王黎明，劉鵬飛，王長(zhǎng)江.CORS技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用發(fā)展[J].通訊世界，2016（3）：269-270.

[2]尚洪俊.CORS系統(tǒng)的構(gòu)建及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2014.

[3]李曉亮.CORS系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2014.

[4]周復(fù)旦，趙長(zhǎng)勝，丁佩，等.任樓礦區(qū)塌陷土地復(fù)墾規(guī)劃與利用現(xiàn)狀研究[J].水土保持通報(bào)，2011（1）：227-230.

[5]左洪.試析CORS技術(shù)及其在控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新區(qū)，2017（12）：15-16.