矿山测绘工程测量技术的发展及应用

矿山测绘工程测量技术的发展及应用

摘要:矿产资源是国民经济发展期间的重要资源,测绘测量是开采的前提,能为现场开采作业提供依据和指导。本文首先指出矿山测绘工程测量技术的现状,然后介绍了新时期矿山测绘工程测量技术的应用和特点,最后结合工程案例进行分析,以供参考。

关键词:矿山;测绘工程;测量技术;特点;应用

矿山生产期间,测量工作覆盖的范围广,既要在前期勘察选择施工地点,又要在施工中指导现场作业,动态调整施工技术方案[1]。实践证实,选择科学合理的测量技术,能为图纸设计、矿山施工提供数据,满足进度、质量、成本等控制目标。新形势下,随着科学技术的进步,创新测量技术成为从业人员的关注要点。以下结合个人工作实践,探讨了新型测量技术在矿山测绘中的应用。

1矿山测绘工程测量技术的现状

矿山测绘工程中,传统测量技术包括:①三边测量法,是在现场设置连续三角形,通过测量三角形的边长,来确定顶点的位置;②边角测量法,测量三个边长、三个角度,确定顶点的位置;③三角测量法,先确定三角形的顶点和角度,再利用固定基准线计算边长距离。总结来看,传统测量技术均建立在测量控制网的基础上,不仅操作复杂,而且准确性低,受环境的影响明显。随着科学技术的进步,将测量技术和信息技术、网络技术相结合,出现了新型测量技术,典型代表是3S技术、摄影测量技术、无人机航测技术等。

2新时期矿山测绘工程测量技术的应用

2.1GPS技术

GPS技术由通信卫星、地面监控、接收装置组成,可以提供三维坐标、导航信息,实现全天候、高精度监测的目标。在矿山测绘工程中,GPS测量技术的应用主要有两点:第一,监测变形。矿山开采施工期间,在环境、人为因素的影响下,矿床会发生沉降、变形。利用GPS技术,通过数据的采集、传输、处理,可以对施工参数进行分析,将工程实测数据和设计数据相比较,判断坑道有无发生变形,以便施工人员及时处理[2]。第二,测量精密工程。在部分高精度测量项目中,例如管道、隧道、机电安装工程,利用GPS测量技术,可以明确位置、高程等信息,提高施工质量。

2.2GIS技术

GIS技术将计算机技术、遥感技术、定位技术相结合,利用计算机完成数据的处理。在矿山测绘中,利用GIS技术能分析勘测点的环境、地质、水文等条件,为开采方案的编制提供依据。结合实践,利用GIS技术能在数据库中查找相关信息,缩短测量和施工时间,降低工程成本。此外,矿山开采期间,GIS技术还具有灾害预警作用,能提高施工安全性。

2.3RS技术

RS技术用于远距离测量,是利用卫星收集目标数据,辅助利用GIS技术处理数据、图片等信息。RS技术和光谱技术相结合,能从不同高度、不同角度获得影像资料;RS技术和GIS技术相结合,能发挥出RS技术的优势。具体到矿山测绘工程,RS技术可以获得准确的影像图,及时补偿遗漏数据,提前预知危险,促使测量工作顺利开展[3]。

2.4摄影测量技术

摄影测量技术的优点,是不需要和物体进行接触,获得物体的影像图后,利用计算机分析数据。相比于传统测量技术,摄影测量能获得地物的三维空间信息,降低工作强度,因此在户外测量、野外测量应用广泛。矿山测绘工程中,摄影测量技术效率高、质量高,以无人机摄影测量为代表,可以明确被测物体的大小、形状、特性、相互关系,建立地形数据库,完成地形图的测制任务。

2.5数字制图技术

数字制图技术是电子计算机生成的地图,是一种可视化的实地图,具有快速读取、动画展示、虚拟、自动测量的特点。相比于传统测量技术,均需要工作人员参与,具有较大的工作量,不仅工作时间长,而且效率低下。在矿山测绘工程中,数字制图技术的应用,整个过程不会带有人员的主观色彩,因此测量结果的准确性更高;数据采集、图纸绘制相互协调,可提高自动化程度,降低误差率。

3矿山测绘工程新型测量技术的特点

3.1高精度

新形势下,矿山测绘工程的质量要求提高,必须进一步控制测量精准度。新型测量技术的应用,普遍将数字化技术、信息技术融入其中,采集外业数据时能自主选择三维坐标,数据处理时能根据实际需求进行分析,从而提高测量精度,为后续制图、开采等作业打下坚实基础。

3.2自动化

新型测量技术的应用,基于自动化功能下明显提高了测量效率,且能减少人工手动作业带来的误差。在矿山测绘期间,测量作业的自动化,可以利用计算机勘察地质情况,并使用专业软件进行数据处理。既能节省人力、物力,又能避免人为因素造成的随机性。

3.3全面性

新型测量技术的应用,可以反映出地质、地形的实际情况,相比于传统测量结果更全面。而且,基于网络技术和数据库下,可以随时进行搜索和查询,为测量工作提供支持,不断积累测量工作经验。

3.4数字化

新型测量技术的一个共同点,就是采用数字技术进行图形编辑,既能提高编辑准确性,又能根据实际需求改变图形比例。不论图像的比例尺大小,都能反映出被测地形地质的信息,实现降本增效的目标。

4工程案例分析

4.1工程概况

以某矿山为例,位于山体盆地区,本次测绘工程是矿山的西北方向,长度约为4200m,宽度约为3700m,测量面积为15.5km2。整个测区地势中间高、周围低,其中最高点、最低点的海拔分别为1232m、912m;且测区内交通不便,植被覆盖率高,人工测量作业难度大,最终决定采用无人机航测技术。

4.2测量任务

本次无人机航测作业,目的是加强矿区安全生产,提高规划管理力度,满足新形势下的矿山企业发展需求。测量内容包括:①1:2000和1:5000数字线划图采集;②数字正射影像图;③矿区地质地形图。执行航测任务的无人机是快眼II型,,搭载非量测型数码相机,并在地面布置大量控制点。获得航飞数据后,采用三角测量自检法对像点位置的坐标进行纠正,确定光学畸变值,最终实现高精度定位。利用测量结果,形成测绘产品,并对无人机航测的精度进行评估。

4.3作业过程

第一,设计航线。结合矿区地形条件,参照成图比例,共设计航线9条,均为东西方向飞行。主要参数如下:航行高度为1060m,分辨率为18cm,旁向和航向重叠度为35%-65%,每条航线得到影像图16张,利用GPS飞控管理系统控制定点曝光。第二,地面控制。内业人员布点,外业人员野外刺点,布设地面控制点时,按照《航空摄影测量外业规范》执行。其中,像片控制点设置在航向、旁向3-4片重叠的范围内,共计平高点39个,且控制点可以公用。第三,数据计算。基于GPSCORS网下,提供载波相位差分修正信息,并解算出流动站的精确点位。第四,精度分析。利用Inpho软件进行空三加密,具有粗差检测、平差计算功能,以加密点的坐标为准,实现地面控制目标。

4.4成果分析

依据《低空数字航空摄影测量内业规范》,平差结果显示:对测量数据加密纠正后,获得的地形图可以满足1:2000的精度要求,说明无人机航测获得的影像数据分辨率高;在小区域大比例尺地形图的绘制中,具有较高的可行性。测量获得的数据,各项限差均满足要求,判别误差只会影响平面精度,但不会影响高程精度。适当放宽地面分辨率、增加航行高度,无人机航测还可用于测绘小比例尺地形图,采用全野外布点、区域网空三加密即可实现。

5结语

综上所述,随着经济社会发展,矿山测绘工程必须创新测量技术,提高测量效率和精准度。文中以GPS技术、GIS技术、RS技术、摄影测量技术、数字制图技术为例,介绍了新型测量技术的应用,并结合工程案例进行分析。希望为类似工程提供经验借鉴,促进矿山测绘作业顺利完成。

参考文献

[1]张苏波.测绘技术在矿山工程测量中的作用分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(28):481.

[2]闫壮涛.测绘新技术在现代矿山工程测量中的应用浅析[J].建筑工程技术与设计,2018,(28):155.

[3]国祯翔.工程测量中矿山测绘技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(27):449.

作者:李宁 单位:龙口金丰有限公司