基于多平台RTK测量的矿山大比例尺地形图精度分析

高维寅，李 晨

（甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院，甘肃 天水 741024）

伴随着国际经济的发展，不同领域的信息化建设也呈现着飞速发展现状。必须建立一套可以定期更新的矿山大比例尺地形图数据库，实时监测到矿山周围的土地利用情况。因此，一些相关的测绘行业迫切需求具有高分辨率的遥感影像技术，对矿山大比例尺地形图的精度分析要求也越来越高。

矿山大比例尺地形图是矿山设计、矿石生产以及矿产资源管理的基础资料之一，同时也在矿山的可持续发展中起着非常重要的作用[1]。随着多金属矿山的深入开采以及矿区地形的拓展，矿区地表正在发生着变化，如何将矿区地表变化反映在矿山大比例尺地形图中，是学术界一个非常重视的问题。矿山大比例尺地形图的更新通常是通过全站仪或航空像片的方式来采集数据，这两种方法也存在各自的缺点，具有较长的更新周期并且还会花费大量的成本，在应用过程中，很难满足矿山生产的实际需求[2]。随着RTK测量技术的发展，尤其是多平台RTK测量技术的发展和应用，为矿山大比例尺地形图精度的分析提供了更有效的手段。

1 矿区概况与选择多平台RTK测量数据

1.1 分析矿区概况

选择某一东西长度为42km、南北长度为86km的矿区，每一个矿的占地总面积大约为379.5km2，更新比例为1:2000的地形图395幅。整个矿区的地势比较平坦，但是由于矿区地貌变化缓慢，因此，本文以地物为主，矿山大比例尺地形图中的地物主要包括植被、土壤质量、交通附属、居民地垣栅、采矿管线以及附属设施设备等。

1.2 选择多平台RTK测量数据

多平台RTK测量数据的选择对矿山大比例尺地形图精度分析有一定影响，因此，需要选择合理的空间分辨率作为数据源[3]。

2 矿山大比例尺地形图精度分析的实现

2.1 矿山大比例尺地形图精度分析流程

利用多平台RTK测量技术分析矿山大比例尺地形图精度的技术流程如图1所示。

图1 矿山大比例尺地形图精度分析流程

矿山大比例尺地形图精度分析方法是将高分辨率的矿山大比例尺地形图影像数据与数字化线图之间进行配准，通过将两幅地形图相互叠加，识别矿山地形图中地物的变化情况，并对变化过程中的地物进行一些有效的数字化处理，更新矿山中原有的地物，实现矿山大比例尺地形图的精度分析。

2.2 矿山大比例尺地形图精度分析方法

矿山区域内采集一套比例为1:2000的地形图，经过一定的扫描处理、数字化处理之后，形成一套数字线划图。将数字线划图与大比例尺地形图进行配准时，将纠正之后的矿山大比例尺地形图插入到绘图软件中，与此同时，还要在另外一个窗口中打开数字线划图，利用绘图软件中按照原点粘贴的功能，将数字线划图粘贴到矿山大比例尺地形图的影像图窗口中，使两者之间相互叠加对齐，实现两个图像的配准。

作为数据源的大比例尺地形图数据，数据质量直接影响矿山大比例尺地形图的精度，因此，需要选择质量高的大比例尺地形图数据。

在预处理好大比例尺地形图数据某一区域上均匀分布地选择20个地面控制点，利用多平台RTK测量技术进行纠正。

当矿山大比例尺地形图经过纠正处理之后，开始对矿山大比例尺地形图进行精度分析，精度分析的过程就是利用多平台RTK测量技术得到的数据对原有的矿山大比例尺地形图进行修测和补测。当矿山大比例尺地形图与数字线划图进行准确的配准之后，由于矿山大比例尺地形图的影像分辨率比较高，可以清晰地判读地形图中不同地物在变化过程中的位置，根据矿山区域地物的变化，采集地物特征点，实现矿区内地物的修测和补测，并结合人机交互的方式，分析矿山大比例尺地形图的精度。

2.3 矿山大比例尺地形图精度分析结果

为了使矿山大比例地形图精度分析具有科学性、合理性以及可靠性，在矿区内选取了分布均匀的30个检查点，用于1:2000的矿山大比例地形图精度的外业检核。通过对矿山区域实地测量得到的坐标数据和大比例地形图上同名点的坐标数据进行比较，经过精确的分析得到了矿山大比例尺地形图精度分析结果，如表1所示。

表1 矿山大比例尺地形图精度分析结果

26 号 -0.879 1.543 1.776 27 号 0.698 0.223 0.733 28 号 -0.681 1.394 2.183 29 号 -0.211 -0.107 0.237 30 号 1.685 -1.260 2.104

通过计算得到：

由于矿山大比例尺地形图检查点的坐标误差通常是由检查点在矿山大比例尺地形图上误差m1和实地测量得到的同名点坐标误差m2两个部分组成，因此，可以得到：

在计算精度上分析，可以认为检查点在矿山大比例尺地形图上误差m1和实地测量得到的同名点坐标误差m2是等精度的，因此，通过计算得到了：

由于矿山大比例尺地形图上单点定位的绝对精度要求控制在1.0m以内，因此，计算得到的矿山大比例尺地形图精度已经完全达到了精度要求。

综合以上分析，为了提高矿山大比例尺地形图的成图质量，矿山开采和勘查的各部门必须采取比较严格的互相检测以及地形图精度分析措施，在分析过程中每一个精度分析环节必须紧密相连在一起，非常容易造成地形图精度分析误差的累积现象，因此，分析过程中的每一个关键环节都应该严格执行地形图精度的分析，避免由于精度不足而出现没有必要的经济损失。

采用基于多平台RTK测量的矿山大比例尺地形图精度分析方法分析了矿区内大约400km2内部1:2000的大比例尺地形图，具有作业时间短且精度高的特点，可以完全满足用户对矿山大比例尺地形图精度的需求，为矿山大比例尺地形图精度分析提供了全新的经验。

3 结语

本文提出了基于多平台RTK测量的矿山大比例尺地形图精度分析，在矿山大比例尺地形图精度分析中发现，多平台RTK测量中存在很多判读准确率比较低的地物，对于无法通过多平台RTK测量判读的地物需要再一次进行实地调查，从而判断地形图的类型，因此，在分析矿山大比例尺地形图精度分析中，要尽量加大调整多平台RTK测量在其中的占比。在今后的研究中，还要将更多的矿山测绘技术应用到矿山大比例尺地形图精度分析中，进一步提升矿山大比例尺地形图精度分析性能。