現(xiàn)代測繪技術在礦山工程測量中的應用思路研究

韋 琪

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊，安徽 合肥 230000）

測繪工作是礦山開采企業(yè)地質(zhì)工程的根本，測繪結果的質(zhì)量直接關系著整個礦山地質(zhì)工程的前期設計和總體施工情況。當前勘查資源的需求量不斷增加，使得礦山工程的測量工作量逐漸增加，而傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)無法滿足于礦山開采企業(yè)對礦山開采的預期要求，并且傳統(tǒng)測量方法存在人力勞動量大、作業(yè)效率低、設備運行易受影響的問題[1]。因此，通過該領域研究學者的不斷探索，提出了一種現(xiàn)代測繪技術。同時，隨著各項新技術的創(chuàng)新與融合，現(xiàn)代測繪技術已經(jīng)較為發(fā)達，并且被廣泛應用于光學科技術領域、電子技術領域、人工智能領域以及生物技術領域等各個領域中，用于對礦山基本信息的數(shù)字化采集和處理。同時，在其應用的過程中常常會結合遙感技術、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)三者融合的3S技術以及攝影測量技術，以此在最大程度上保障測量結果的準確性，并將采集和分析的信息通過圖像的形式精準表達[2]?，F(xiàn)代測繪技術的快速發(fā)展為礦山工程測量提供保障，更有利于礦山開采企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對此，本文開展對現(xiàn)代測繪技術在礦山工程測量中的應用思路研究，從而為礦山工程測量的數(shù)字化、現(xiàn)代化、信息化發(fā)展提供幫助。

1 現(xiàn)代測繪技術在礦山工程測量中的應用思路研究

在礦山工程測量中應用現(xiàn)代測繪技術的基本思路主要包括數(shù)字模型建立、礦山圖像配置、數(shù)據(jù)處理、測量分析、綜合控制以及激光測量等流程。通過上述流程將礦山地質(zhì)實際展現(xiàn)的信息以數(shù)字化的形式展現(xiàn)。在進行礦山工程測量時，通過現(xiàn)代測繪技術的數(shù)字模型僅僅需要將測量前設計的坐標參數(shù)輸入到對應的模型位置上，即可準確的將放樣位置展現(xiàn)[3]。

同時，通過展現(xiàn)結果還可實現(xiàn)后續(xù)對礦山工程的相關規(guī)劃以及礦產(chǎn)資源賦存位置的精準勘測。下面本文將對礦山工程測量數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)字化柵格測量地形圖建立進行詳細的說明。

1.1 礦山工程測量數(shù)據(jù)采集與處理

現(xiàn)代測繪技術在礦山工程測量中的應用首先是對測量數(shù)據(jù)的采集和處理。采用GIS技術對礦山工程區(qū)域進行定位，根據(jù)礦山企業(yè)指定的工程測量任務設計定位網(wǎng)密度及經(jīng)濟指標，并結合礦山工程測量規(guī)范以及現(xiàn)場實地考查結果確定各個網(wǎng)點之間的連接方式，設置觀測站數(shù)量、觀測時間等定位網(wǎng)觀測布置方案。在礦山工程測量實際中，不同的測量任務要求以及測量對象，對定位觀測點的分布有著不同的要求。表1為不同等級觀測點相鄰距離對應表。

表1 不同等級觀測點相鄰距離對應表

在選擇觀測點位時應當選擇符合測繪技術要求，并有利于礦山工程測量手段進行擴展和聯(lián)測，基礎觀測點位應當堅實穩(wěn)定，且易于長時間保存，并對測量作業(yè)的安全提供有利條件。

同時，觀測電位應當原理功率無線電發(fā)射源，并保證其最小距離大于350m，與高壓輸電線最小距離應大于80m。在對數(shù)據(jù)進行采集時應當對衛(wèi)星截止高度角、同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)量、有限觀測衛(wèi)星數(shù)量、觀測次數(shù)以及位置精度強弱度等參數(shù)進行嚴格控制。

對于礦山工程測量數(shù)據(jù)的處理主要通過衛(wèi)星測繪軟件將.sth格式的觀測文件轉化內(nèi)rinex格式文件，方便后續(xù)數(shù)字化柵格測量地形圖的建立。在數(shù)據(jù)處理過程中需要通過基線算法將得出的雙差固定解作為最終的處理結果。雙差固定解的可靠性主要通過單位權中的誤差以及整周模糊度的檢測倍率判定[4]。當雙差固定解屬于同一類型的時，在同步時間段以內(nèi)應當選擇任意三邊同步環(huán)的坐標作為全長相對閉合差，并進行重復基線邊檢驗核對，重復的基線邊長度差應當滿足定位控制規(guī)定的精度需要。而對于不屬于同一類型的雙差固定解，在同步時間段內(nèi)多邊形的同步環(huán)可不進行重復的檢驗核對。

檢驗后得到符合要求的定位基線，并將所有獨立存在的定位基線共同構成一個閉合的圖形，并將其構成的協(xié)方差陣作為主要的測量信息，在測量過程中應當以某一觀測點的三維坐標作為起始坐標，進行定位網(wǎng)的三維無約束平差計算。當計算結果超出事先設定的上限時，則認為該結果基線或相鄰區(qū)域存在粗差基線，通過測繪軟件將其剔除，保證后續(xù)測量結果的精準度。

1.2 數(shù)字化柵格測量地形圖建立

結合現(xiàn)代測繪技術對礦山工程進行測量，首先建立數(shù)字化柵格測量地形圖模型，結合計算機應用技術，對礦山工程所在區(qū)域的地形進行精準的定位和標定。建立數(shù)字化柵格測量地形圖模型的數(shù)據(jù)來源通常選用航空影像、基本比例尺地形圖、高分辨率全色衛(wèi)星影像以及多光譜影像。

首先對采集到的航空影像進行數(shù)據(jù)掃描，并對圖像中的局部不清晰位置進行配準、糾正，再對地形相對較高的地區(qū)進行駐點正射糾正，并將糾正后的各項數(shù)據(jù)相互拼接。

其次，基本比例尺地形圖通常選用1:50000或1:10000比例的地形圖，對地形圖上的數(shù)據(jù)進行掃描，并對其進行柵格糾正、誤差校正以及坐標轉換等操作。針對高分辨率全色衛(wèi)星影像，需要對影像中較為平臺的地形區(qū)域進行多項式糾正，對中等起伏較為明顯的區(qū)域圖形圖像進行局部配準糾正，對于高山起伏的地區(qū)進行主點正射糾正。針對多光譜影像將不同角度拍攝影像一一對應并糾正配準。通過對四種不同影像類型中的數(shù)據(jù)進行糾正后，將所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個數(shù)字柵格地形圖中。將糾正后的高分辨率全色衛(wèi)星影像以及多光譜影像充分融合形成衛(wèi)星影像圖[5]。再將衛(wèi)星影像圖與數(shù)字柵格地形圖透明符合，參考該礦山工程區(qū)域的歷史資料，通過屏幕可視化環(huán)境以及柵格化更新對數(shù)字柵格地形圖進行更新編繪，從而完成對數(shù)字化柵格測量地形圖的建立。

根據(jù)絕大多數(shù)礦山工程對測量結果的精準度需要，一般數(shù)字化柵格測量地形圖的分辨率在360dpi以上即可符合其幾何精準度需要。而當數(shù)字化柵格測量地形圖達的線劃寬度在0.2mm～0.5mm范圍以內(nèi)時，采用360dpi分辨率對其進行掃描當灰度數(shù)值二值化后，得到的取樣圖形出現(xiàn)中心線劃。

這種現(xiàn)象的產(chǎn)生在數(shù)據(jù)化中可以通過平滑處理，從而降低其對幾何精度的影響，但在數(shù)字化柵格測量地形圖中則會影響最終建立的成果圖件的線劃視覺質(zhì)量。因此，針對這一問題，在柵格數(shù)字化掃描的過程中對各類影響掃描時分辨率應當根據(jù)采樣定理對其進行嚴格的控制，例如對于細化為0.2mm以下的數(shù)字化柵格測量地形圖而言，其掃描采樣的分辨率應當控制在720dpi以上，才可實現(xiàn)符合集合精度需要的數(shù)字化柵格測量地形圖建立，從而不影響最終測量結果的精度。

通過建立的地形圖完成對礦山工程中各項參數(shù)的測量，并根據(jù)測量結果繪制平差報告、外業(yè)觀測記錄以及測量報告。

2 結語

基于礦產(chǎn)行業(yè)在市場的占比越來越高，礦山工程的開展受到了多方的關注，以此本文開展了現(xiàn)代測繪技術在礦山工程測量中的應用思路的研究，通過本文分析可知測繪技術提供了礦山工程測量強有力的工具支撐，并對我國現(xiàn)代化礦產(chǎn)行業(yè)起到了一定的推動作用，基于技術的不斷創(chuàng)新，目前測繪技術已被良好的應用到礦山工程中，并在工程實踐中證明了礦產(chǎn)行業(yè)的健康發(fā)展離不開技術的有效支撐。以此在后期的發(fā)展中，應加大技術在礦山工程中的應用，為礦產(chǎn)行業(yè)與社會的協(xié)同進步提供技術指導。