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摘要:礦產資源是國民經濟發展期間的重要資源,測繪測量是開采的前提,能為現場開采作業提供依據和指導。本文首先指出礦山測繪工程測量技術的現狀,然后介紹了新時期礦山測繪工程測量技術的應用和特點,最后結合工程案例進行分析,以供參考。
關鍵詞:礦山;測繪工程;測量技術;特點;應用
礦山生產期間,測量工作覆蓋的范圍廣,既要在前期勘察選擇施工地點,又要在施工中指導現場作業,動態調整施工技術方案[1]。實踐證實,選擇科學合理的測量技術,能為圖紙設計、礦山施工提供數據,滿足進度、質量、成本等控制目標。新形勢下,隨著科學技術的進步,創新測量技術成為從業人員的關注要點。以下結合個人工作實踐,探討了新型測量技術在礦山測繪中的應用。
1礦山測繪工程測量技術的現狀
礦山測繪工程中,傳統測量技術包括:①三邊測量法,是在現場設置連續三角形,通過測量三角形的邊長,來確定頂點的位置;②邊角測量法,測量三個邊長、三個角度,確定頂點的位置;③三角測量法,先確定三角形的頂點和角度,再利用固定基準線計算邊長距離??偨Y來看,傳統測量技術均建立在測量控制網的基礎上,不僅操作復雜,而且準確性低,受環境的影響明顯。隨著科學技術的進步,將測量技術和信息技術、網絡技術相結合,出現了新型測量技術,典型代表是3S技術、攝影測量技術、無人機航測技術等。
2新時期礦山測繪工程測量技術的應用
2.1GPS技術
GPS技術由通信衛星、地面監控、接收裝置組成,可以提供三維坐標、導航信息,實現全天候、高精度監測的目標。在礦山測繪工程中,GPS測量技術的應用主要有兩點:第一,監測變形。礦山開采施工期間,在環境、人為因素的影響下,礦床會發生沉降、變形。利用GPS技術,通過數據的采集、傳輸、處理,可以對施工參數進行分析,將工程實測數據和設計數據相比較,判斷坑道有無發生變形,以便施工人員及時處理[2]。第二,測量精密工程。在部分高精度測量項目中,例如管道、隧道、機電安裝工程,利用GPS測量技術,可以明確位置、高程等信息,提高施工質量。
2.2GIS技術
GIS技術將計算機技術、遙感技術、定位技術相結合,利用計算機完成數據的處理。在礦山測繪中,利用GIS技術能分析勘測點的環境、地質、水文等條件,為開采方案的編制提供依據。結合實踐,利用GIS技術能在數據庫中查找相關信息,縮短測量和施工時間,降低工程成本。此外,礦山開采期間,GIS技術還具有災害預警作用,能提高施工安全性。
2.3RS技術
RS技術用于遠距離測量,是利用衛星收集目標數據,輔助利用GIS技術處理數據、圖片等信息。RS技術和光譜技術相結合,能從不同高度、不同角度獲得影像資料;RS技術和GIS技術相結合,能發揮出RS技術的優勢。具體到礦山測繪工程,RS技術可以獲得準確的影像圖,及時補償遺漏數據,提前預知危險,促使測量工作順利開展[3]。
2.4攝影測量技術
攝影測量技術的優點,是不需要和物體進行接觸,獲得物體的影像圖后,利用計算機分析數據。相比于傳統測量技術,攝影測量能獲得地物的三維空間信息,降低工作強度,因此在戶外測量、野外測量應用廣泛。礦山測繪工程中,攝影測量技術效率高、質量高,以無人機攝影測量為代表,可以明確被測物體的大小、形狀、特性、相互關系,建立地形數據庫,完成地形圖的測制任務。
2.5數字制圖技術
數字制圖技術是電子計算機生成的地圖,是一種可視化的實地圖,具有快速讀取、動畫展示、虛擬、自動測量的特點。相比于傳統測量技術,均需要工作人員參與,具有較大的工作量,不僅工作時間長,而且效率低下。在礦山測繪工程中,數字制圖技術的應用,整個過程不會帶有人員的主觀色彩,因此測量結果的準確性更高;數據采集、圖紙繪制相互協調,可提高自動化程度,降低誤差率。
3礦山測繪工程新型測量技術的特點
3.1高精度
新形勢下,礦山測繪工程的質量要求提高,必須進一步控制測量精準度。新型測量技術的應用,普遍將數字化技術、信息技術融入其中,采集外業數據時能自主選擇三維坐標,數據處理時能根據實際需求進行分析,從而提高測量精度,為后續制圖、開采等作業打下堅實基礎。
3.2自動化
新型測量技術的應用,基于自動化功能下明顯提高了測量效率,且能減少人工手動作業帶來的誤差。在礦山測繪期間,測量作業的自動化,可以利用計算機勘察地質情況,并使用專業軟件進行數據處理。既能節省人力、物力,又能避免人為因素造成的隨機性。
3.3全面性
新型測量技術的應用,可以反映出地質、地形的實際情況,相比于傳統測量結果更全面。而且,基于網絡技術和數據庫下,可以隨時進行搜索和查詢,為測量工作提供支持,不斷積累測量工作經驗。
3.4數字化
新型測量技術的一個共同點,就是采用數字技術進行圖形編輯,既能提高編輯準確性,又能根據實際需求改變圖形比例。不論圖像的比例尺大小,都能反映出被測地形地質的信息,實現降本增效的目標。
4工程案例分析
4.1工程概況
以某礦山為例,位于山體盆地區,本次測繪工程是礦山的西北方向,長度約為4200m,寬度約為3700m,測量面積為15.5km2。整個測區地勢中間高、周圍低,其中最高點、最低點的海拔分別為1232m、912m;且測區內交通不便,植被覆蓋率高,人工測量作業難度大,最終決定采用無人機航測技術。
4.2測量任務
本次無人機航測作業,目的是加強礦區安全生產,提高規劃管理力度,滿足新形勢下的礦山企業發展需求。測量內容包括:①1:2000和1:5000數字線劃圖采集;②數字正射影像圖;③礦區地質地形圖。執行航測任務的無人機是快眼II型,,搭載非量測型數碼相機,并在地面布置大量控制點。獲得航飛數據后,采用三角測量自檢法對像點位置的坐標進行糾正,確定光學畸變值,最終實現高精度定位。利用測量結果,形成測繪產品,并對無人機航測的精度進行評估。
4.3作業過程
第一,設計航線。結合礦區地形條件,參照成圖比例,共設計航線9條,均為東西方向飛行。主要參數如下:航行高度為1060m,分辨率為18cm,旁向和航向重疊度為35%-65%,每條航線得到影像圖16張,利用GPS飛控管理系統控制定點曝光。第二,地面控制。內業人員布點,外業人員野外刺點,布設地面控制點時,按照《航空攝影測量外業規范》執行。其中,像片控制點設置在航向、旁向3-4片重疊的范圍內,共計平高點39個,且控制點可以公用。第三,數據計算。基于GPSCORS網下,提供載波相位差分修正信息,并解算出流動站的精確點位。第四,精度分析。利用Inpho軟件進行空三加密,具有粗差檢測、平差計算功能,以加密點的坐標為準,實現地面控制目標。
4.4成果分析
依據《低空數字航空攝影測量內業規范》,平差結果顯示:對測量數據加密糾正后,獲得的地形圖可以滿足1:2000的精度要求,說明無人機航測獲得的影像數據分辨率高;在小區域大比例尺地形圖的繪制中,具有較高的可行性。測量獲得的數據,各項限差均滿足要求,判別誤差只會影響平面精度,但不會影響高程精度。適當放寬地面分辨率、增加航行高度,無人機航測還可用于測繪小比例尺地形圖,采用全野外布點、區域網空三加密即可實現。
5結語
綜上所述,隨著經濟社會發展,礦山測繪工程必須創新測量技術,提高測量效率和精準度。文中以GPS技術、GIS技術、RS技術、攝影測量技術、數字制圖技術為例,介紹了新型測量技術的應用,并結合工程案例進行分析。希望為類似工程提供經驗借鑒,促進礦山測繪作業順利完成。
參考文獻
[1]張蘇波.測繪技術在礦山工程測量中的作用分析[J].建筑工程技術與設計,2018,(28):481.
[2]閆壯濤.測繪新技術在現代礦山工程測量中的應用淺析[J].建筑工程技術與設計,2018,(28):155.
[3]國禎翔.工程測量中礦山測繪技術的應用研究[J].建筑工程技術與設計,2018,(27):449.
作者:李寧 單位:龍口金豐有限公司