礦區(qū)地形測量方法淺析

李曼喬

（山西地寶能源有限公司，山西 太原 030045）

我國是具有悠久歷史的文明古國，在國家的五千年發(fā)展歷程中，我國的礦區(qū)地形歷經(jīng)了眾多變遷，因此國家和社會(huì)越來越重視我國礦區(qū)地形的測量，加強(qiáng)對(duì)我國地質(zhì)情況的了解，更好地為人民生存發(fā)展提供強(qiáng)有力的依據(jù)。本文主要從礦區(qū)地形測量工具的種類、礦區(qū)地形測量的注意事項(xiàng)、礦區(qū)地形測量的工作內(nèi)容、礦區(qū)地形測量的方法四個(gè)方面展開分析。

1 礦區(qū)地形測量工具的種類

目前在我國礦區(qū)地形測量工作中，需要應(yīng)用的測量工具各式各樣，每種測量工具的名稱、樣式和用途各不相同，但是在測量工作中它們發(fā)揮著積極的作用，為測量工作的開展和順利進(jìn)行提供保障。第一種測量工具是全站儀，具備經(jīng)緯儀和測距儀的雙重優(yōu)點(diǎn)，將測量結(jié)果以數(shù)字化的形式進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，便于工作人員使用操作。第二種測量工具是電子經(jīng)緯儀，在測量工作中彌補(bǔ)了人工讀數(shù)的紕漏，提高數(shù)值計(jì)算的精準(zhǔn)度，且性能穩(wěn)定。第三中測量工具是手持式測距儀，主要應(yīng)用在井下采場測量點(diǎn)位距離、斷面的高度、采場的體積等方面，儀器體積小拿取方便，便于攜帶和使用。第四種測量工具是激光指向儀，工作原理是利用激光器產(chǎn)生的光源起到指引方向的作用，用于長距離的測量工作中[1]。此外在礦區(qū)地形測量工作中還可能會(huì)用到定位儀、陀螺經(jīng)緯儀、地形圖測繪等眾多工具，如圖1所示。

圖1 測量工具種類圖

2 礦區(qū)地形測量的注意事項(xiàng)

在礦區(qū)地形測量工作中，工作人員需要時(shí)刻牢記工作注意事項(xiàng)，在完成測量工作的同時(shí)保證自己的人身安全。首先工作人員在礦區(qū)地形測量工作前，需要對(duì)地形進(jìn)行全方面的勘探，了解地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形的高度變化、整體覆蓋的面積等等。然后在正式礦區(qū)地形測量工作中，科學(xué)合理利用各種測量儀器，準(zhǔn)確地將測量的數(shù)值和結(jié)果進(jìn)行記錄，在此基礎(chǔ)上繪制地形測量圖，將礦區(qū)各處的地形地貌認(rèn)真做好區(qū)分和標(biāo)記。在測量工作中工作人員需要認(rèn)真檢查測量工具和測量裝備，認(rèn)真穿戴安全防護(hù)服，時(shí)刻保護(hù)好自身的安全。

3 礦區(qū)地形測量的工作內(nèi)容

礦區(qū)地形測量工作包含的內(nèi)容豐富，主要有在礦區(qū)建設(shè)和生產(chǎn)期間進(jìn)行地表、地下工程的施工測量，測繪各種采掘工程圖和專用圖，對(duì)地形內(nèi)地表、坡度變化、巖石種類、地下各種資源的使用和開采情況。礦區(qū)地形測量工作內(nèi)容還包括建立礦區(qū)地面控制網(wǎng)，礦區(qū)地表與地下各種工程的施工情況測量和竣工驗(yàn)收情況測量，測繪編制各種工程圖和地形圖，礦區(qū)地表、巖石的移動(dòng)變化歷程的測量研究，礦區(qū)地形開發(fā)計(jì)劃，礦區(qū)各種資源的利用生產(chǎn)情況。由此可見，礦區(qū)地形測量工作的內(nèi)容復(fù)雜且繁多。

4 礦區(qū)地形測量的方法

4.1 多尺度三維遙感技術(shù)的應(yīng)用

在礦區(qū)地形測量工作中，工作人員可以利用多尺度三維遙感技術(shù)來更好地開展礦區(qū)地形測量工作。根據(jù)目視解譯的方法，來分析探究通過測量得到的三維圖像中的物體，由時(shí)間和空間進(jìn)行切入，進(jìn)行定性計(jì)算和定向計(jì)算，由此得出礦區(qū)內(nèi)各處地形的特征信息。工作人員在測量過程中根據(jù)多尺度三維遙感技術(shù)獲取礦區(qū)地形的基本信息，然后在利用圖形測繪、圖像分析等方法來加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)地形的研究。工作人員需要建立遙感影像三維模型，由頂面立體和地面立體兩部分構(gòu)成。建立頂面立體時(shí)需要工作人員根據(jù)搜集的信息資料將礦區(qū)內(nèi)各處的地形以圖片形式進(jìn)行呈現(xiàn)，了解礦區(qū)地形內(nèi)外部的變化和構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上設(shè)置基準(zhǔn)高程，使整個(gè)三維立體影響更具疊加展示效果，還需要加入地形特征，將地形的基本要素在模型中進(jìn)行清晰標(biāo)注，確保整個(gè)礦區(qū)地形真實(shí)的還原在頂面立體模型中。建立地面立體時(shí)需要工作人員利用ArcGIS技術(shù)提取地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯效果圖，還需要工作人員充分結(jié)合地形中其他屬性的要素，通過整合延伸建立模型。

在礦區(qū)地形測量工作中應(yīng)用多尺度三維遙感技術(shù)這種方法，可以有效測量該礦區(qū)的地形、地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，還能夠構(gòu)建還原真實(shí)的遙感影像三維模型，直觀了解到礦區(qū)內(nèi)地形的要素及特征，有利于工作人員對(duì)該礦區(qū)地形進(jìn)行良好的開采和利用，為礦區(qū)地形提出相應(yīng)的改善策略，加強(qiáng)礦區(qū)地形的環(huán)境建設(shè)[1]。圖2是多尺度三維遙感技術(shù)應(yīng)用圖。

圖2 多尺度三維遙感技術(shù)應(yīng)用圖

4.2 無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用

在礦區(qū)地形測量工作中工作人員可以應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)，既能夠提高測量工作的效率，同時(shí)有利于礦區(qū)開采規(guī)劃和礦區(qū)資源的保護(hù)。首先無人機(jī)航測技術(shù)在礦區(qū)地形數(shù)據(jù)信息采集中具有重要作用，有利于減少人力資本的投入和避免人力測量的誤差，更好地保障工作人員的安全性。礦區(qū)地形測量工作具有較高的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，大多數(shù)礦區(qū)的自然條件較為惡劣，應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)可以有效快速地深入特殊測量區(qū)域和危險(xiǎn)測量區(qū)域，操作方便靈活，能夠完整獲取礦區(qū)地形信息，提高了測量工作的速度。其次是無人機(jī)航測技術(shù)在礦區(qū)地形圖像處理方面具有重要作用，傳統(tǒng)的測量方式很容易受到自然環(huán)境的影響，數(shù)據(jù)很容易出現(xiàn)誤差和丟失。應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)這個(gè)方法來處理圖像，可以自動(dòng)的收集數(shù)據(jù)并保存數(shù)據(jù)，而且在航測過程中可以對(duì)礦區(qū)地形進(jìn)行實(shí)時(shí)拍照錄像，無人機(jī)內(nèi)部的智能系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)拍攝的照片和錄制的圖像進(jìn)行加工處理，提升圖像的質(zhì)量和精準(zhǔn)度。最后是無人機(jī)航測技術(shù)在礦區(qū)地形測量中對(duì)數(shù)據(jù)加密處理具有重要作用。工作人員在操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行航測時(shí)，需要事先了解當(dāng)天的環(huán)境和天氣變化，盡量選擇在晴朗無風(fēng)的天氣進(jìn)行航測，減少惡劣天氣環(huán)境對(duì)航測的影響。在對(duì)礦區(qū)地形測量中，需要優(yōu)化無人機(jī)的內(nèi)部系統(tǒng)，使其在測量過程中能夠?qū)y量的數(shù)據(jù)加密保存，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與礦區(qū)地形的有效整合[2]。無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用圖如圖3所示。

圖3 無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用圖

4.3 GPS技術(shù)的應(yīng)用

在礦區(qū)地形測量工作中工作人員可以應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行測量。利用GPS技術(shù)測量的具有以下優(yōu)勢：首先減少測量工作耗費(fèi)的時(shí)間，其次提高定位的準(zhǔn)確性，最后在靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量的雙重作用在縮短觀測時(shí)間。舉例來講在一次礦區(qū)地形測量中，需要測量的區(qū)域交通不便、人煙稀少、周圍的環(huán)境地勢較為復(fù)雜，這時(shí)工作人員就可以應(yīng)用GPS技術(shù)開展測量工作。工作人員需要在測量區(qū)域布設(shè)GPS控制網(wǎng)，使整個(gè)測量區(qū)域全部涵蓋在GPS網(wǎng)絡(luò)下，然后在設(shè)置眾多的等距離網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)并按照順序進(jìn)行編號(hào)。接下來布設(shè)高程控制網(wǎng)，明確各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的起止點(diǎn)，將所有網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行連接組合。最后工作人員通過GPS控制網(wǎng)進(jìn)行有效觀測，從而記錄觀測到的礦區(qū)地形數(shù)據(jù)和信息，在科學(xué)的計(jì)算下得出最終結(jié)果[3]。

5 結(jié)束語

綜上所述，在詳細(xì)了解礦區(qū)地形測量工具的種類后，掌握礦區(qū)地形測量工作的主要內(nèi)容以及相關(guān)的注意事項(xiàng)，在此基礎(chǔ)上科學(xué)合理地進(jìn)行礦區(qū)地形測量工作。本文主要介紹了多尺度三維遙感技術(shù)的應(yīng)用、無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用、GPS技術(shù)的應(yīng)用這三種礦區(qū)地形的測量方法。改變了傳統(tǒng)的礦區(qū)地形測量方式，提高了礦區(qū)地形測量工作的效率，使礦區(qū)地形測量工作更加精準(zhǔn)，為國家和社會(huì)更好地對(duì)礦區(qū)地形進(jìn)行開發(fā)和使用提供了良好的保障。