CORS技术在煤矿塌陷区土地复垦测量中的应用

汪六成　戴洪宝　许继影

摘 要：随着经济的日益发展，煤矿开采力度不断加大，而随之而来的矿区塌陷问题也越来越严重。因此，做好矿区土地复垦工作成为当前要解决的一个重要问题。本文以淮北市任楼矿塌陷区土地复垦工程为例，结合CORS技术，对土地复垦测量中的控制测量、地形测量、土石方量计算等三个方面进行深入探讨，并对煤矿塌陷区土地复垦工程进行总结，以期为相关工作提供借鉴。

关键词：CORS技术;煤矿塌陷;土地复垦;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技术简介

随着GPS技术的飞速发展和应用普及，其在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行（卫星定位服务）参考站（Continuously Operating Reference Stations，CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通信技术等高新科技多方位、深度结晶的产物[1]。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。

CORS是“空间数据基础设施”最为重要的组成部分，可以获取各类空间的位置、时间信息及其相关动态变化[2]。通过建设若干永久性连续运行的GPS基准站，提供国际通用格式的基准站站点坐标和GPS測量数据，以满足不同行业用户对精度定位、快速和实时定位、导航的要求，及时地满足城市规划、国土测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、防灾减灾、交通监控及矿山测量等多种现代化信息化管理的社会要求。

CORS连续运行卫星定位系统在近年来不断发展壮大，并逐渐向各个行业慢慢渗透，在矿山塌陷区土地复垦测量方面也具有相当广阔的应用前景。

2 任楼煤矿塌陷区情况简介

淮北矿区任楼煤矿地处安徽省北部地区的临涣矿区。该矿区位于平原地区，地势平坦，地标高+15.0～+27.0m，总趋势是西北高东南低。经过多年连续不断的开采，任楼矿区现今产量已达1.2×108t，为煤矿产业的发展做出了卓越贡献。但是，随之而来的负面问题也日益明显，如采矿之后形成采空区，导致地表塌陷，使得原本的耕地变成积水区。2011年至2014年积水区面积统计如表1所示。

矿山土地塌陷造成人均耕地锐减，工农业生产用地矛盾也日益尖锐，塌陷区的农业经济发展呈现负增长，制约了当地经济的发展。农业是国民经济的基础，矿区农业肩负着为工矿企业、城乡建设、人民生活服务的重要职能。淮北市矿区是安徽省的煤矿生态示范区，探讨淮北矿区塌陷区的土地复垦，对当地经济发展及其他矿区的塌陷土地复垦都具有重要意义[3]。

3 CORS技术在任楼煤矿塌陷区土地复垦中的应用

3.1 矿区塌陷区控制测量

进行矿区的控制测量，首先要对测区进行实地踏勘，了解测区情况，便于下一步确定控制点位，然后填埋桩钉。由于使用CORS技术测量时需要接收GPS卫星信号，接收机在接收信号时会受到各种因素的影响，如水域等反光的地方容易引起多路径效应，以及树叶、房屋、高压线、通信磁场等对传播信号的干扰。因此，在测量施工时要特别注意这些因素。通过斜高的方式测量所有仪器的高度，然后观察信号，待信号稳定时，进行坐标控制测量采集工作。CORS技术的应用，基本取代了传统的静态控制测量方法，大幅提高了控制测量的效率。

3.2 塌陷区地形测量

塌陷区地形测量通常是在大比例尺1∶1 000或1∶2 000带状地形图上进行的。用传统方法测图，要先进行控制测量，然后进行碎部测量，最后绘制成大比例尺地形图。使用CORS测量模式进行控制测量，可以在测区内无控制点的情况下进行测试。这种作业模式是利用几个永久性的参考站同时向流动站发送差分信息，极大地提高了流动站点位精度，同时也可以提高测量速度，减轻外业测量的劳动强度。地形图的测绘主要通过对点、线、面等要素来进行测量实现的。将所测得的点、线、面等数据在绘图软件中生成地形图即得到最后的成果图[4]。

3.3 土方量计算

通过地形图发现，任楼煤矿塌陷区分为六小块深塌区，现已成为5个池塘。此次土地复垦的基本思路是把其中1个池塘下面的土石挖出，然后分别投向其他5个池塘，保证5个池塘基本平坦，再从其他土壤好的地方取土铺在填好的区域上面，填土深度为1m。通过整修，区域内原本废弃的坑池变为耕地为农民所用，而挖方后的1个池塘可以进行水产养殖、整修绿化形成景观带。由此可见，地形的测量、区域内高程点的分布情况直接关系到后續土方量的计算。

3.3.1 土方量计算。塌陷区的土地复垦，就是要把塌陷的洼地通过填挖变成地势平坦的地形，这就需要进行土方量的计算。土方量计算一般包括等高线法、三角网法、格网法和断面法。这次土地复垦采用三角网法。根据三角形计算土方量：如果生成的三角网和实际地形不一样，就可以用地性线的方法来修改，地性线就是地貌的骨架线。在弹出的对话框中输入平整的目标高程，然后用鼠标选择地图上所画的三角网，可以一起选择，也可以分开选择。采用这种方法计算土方量，可以自由选定或者不选定区域边界，系统识别的就是所选区域[5]。为了保证计算的土方量结果准确，在选择区域边界时要注意不能选多也不能选少。三角网法土方量计算数据采集要遵循尽量多的原则，数据越多，处理的精度就会越高。

3.3.2 数据分析。通过对比施工后的地形图和施工前的地形图以及施工前后的实景图，可以清楚看到土方量计算后的填挖效果。原本地势高低起伏极为明显且水域广阔无法利用，但经过施工后，塌陷区域地形平坦，且土壤层已经完全可以为耕地所用。矿区复垦土地可持续利用和产业转型，实质上是一项以土地复垦为基础的实施产业转型的土地生态经济系统。塌陷区填挖方土方量如表2所示。

4 结语

CORS技术能为用户提供准确、高效的测绘服务，因此被广泛应用于塌陷区复垦的控制测量、地形测绘、土方量计算中。随着CORS技术的不断发展，其被应用的领域将越来越广泛。

参考文献：

[1]王黎明，刘鹏飞，王长江.CORS技术在矿山测绘中的应用发展[J].通讯世界，2016（3）：269-270.

[2]尚洪俊.CORS系统的构建及其在矿山测量中的应用[D].北京：中国地质大学（北京），2014.

[3]李晓亮.CORS系统的构建与应用[D].北京：中国地质大学（北京），2014.

[4]周复旦，赵长胜，丁佩，等.任楼矿区塌陷土地复垦规划与利用现状研究[J].水土保持通报，2011（1）：227-230.

[5]左洪.试析CORS技术及其在控制测量中的应用[J].中国高新区，2017（12）：15-16.