基于矿山地质勘查测绘的GPS-RTK测绘技术应用研究

2022-06-24冀晓彤卢红梅

世界有色金属 2022年7期

关键词：测区控制点矿山

地质勘查测绘技术是采矿过程中最重要的技术，但以往的测绘技术发展滞后，不能满足数字化的矿山的地质勘查需求

，GPS-RTK是一种全球自动化的定位系统，在各个国家的初步应用中，GPS-RTK技术已经得到了广泛的研究，GPS-RTK测绘技术的发展可以有效突破现有测绘的局限性

。提高了测绘工程的作业质量与效率。

矿山的地质勘查研究工作的主要目的是提供矿山岩土施工、矿山资源开发等所需的地质学参数资料，保护和改善矿区造成的地质损害，保护生态环境，避免出现地质灾害

。

GPS-RTK技术优势明显，它不但定位精度准确，测绘效果好，而且测量到的数据精确性非常高，在操作上优势明显。因此，GPS-RTK测绘技术迅速发展和广泛应用于我国矿山工程地质地貌勘查和矿山测绘管理工作。GPS-RTK也被称为全球卫星定位系统，可以利用全球卫星信号，在全球范围内进行实时定位，因此在地质勘查和矿山测绘中。GPS-RTK技术可以利用相关软件，推导出全球地形信息模型，更准确、生动地显示与其相关的地理和物质信息，除此之外，还可以利用该技术设计数据库，对各种测绘资料和信息进行有效管理，更好地分析统计各个方面的信息数据，为后续工作提供数据支持。

1 GPS-RTK在矿山地质勘查测绘的应用

1.1 基于GPS-RTK处理地质测绘数据

在矿山的地质测绘中，数据的采集和处理是最重要的一个步骤，传统的矿山测绘方法在数据采集时往往利用人工，在不同条件下逐步测量得出数据结果，但人工测量效果差，精度低因此不符合目前的测绘需求，GPS-RTK技术可以搭建数据采集器，设计数据采集数据库来实现数据的采集处理一体化，经过采集器采集到的数据可以直接进入到数据处理中心，再由数据处理中心输送给数据库，避免传输失误带来的误差。

对于保肢失败的患者，不仅身体上痛苦，心理上也有巨大伤害，经济上需承受巨大压力[1]。导致患者截肢的危险因素众多，本研究所指的保肢失败主要有以下2种情况：一种是保肢手术后肢体未能成活，另一种是肢体虽成活但由于引起严重并发症、中途放弃保肢或后期肢体功能差、畸形严重而延期截肢[2]。

目前，在进行地质勘查测绘时主要使用数字测绘技术，进行数字化测图，数字测绘技术主要有两种处理方式，即内外融合和电子绘图。内外融合是采集现场数据的最常用方法之一，在内外融合的实际工作中，需要使用相关的测量仪器和测量设备。

1.2 布设像控点

选取的测区X测区位于某地东部，该平原部分地形临海，北部与山接壤，长期处于温带大陆条件，全年的平均降水量低，约540mm，在X测区，各个部分的温差较小，平均温差在10℃左右，该测区的分布图如下图1所示。

为了尽可能避免图纸出现错误，在数据采集过程中必须保证数据的准确性，在某些操作过程中必须按照相关要求对控制点进行严格检测。此外，必须严格按照测绘要求，完成对矿山地形特征的测绘，在测绘初期，可以用初始草图来代表相关的地形关系，初始草图通过后才可以绘制准确数字化测图，进行建模，满足测绘需求。

一般情况下，地质勘查应该通过建立一种坐标模型，控制整个矿井的相对位置，便于与其他测绘数据联动。因此要对地区进行准确的测量，需要定位测区的监测点。从而绘制更精确的地形图，该过程分两步来完成。首先需要搭建一个基本的GPS-RTK控制网络。该控制互联网主要是利用了静态GPS-RTK技术，不断收集有关测区的控制点数据，时间数据的实时调整，从空间内获取各个控制点的坐标。第二则是监测重点测量地区的地形。根据监测点GPS-RTK控制网络的参数，采用GPS-RTK实时动态定位技术，采集测区的地形信息，生成地形图。GPS-RTK实时定位技术不但可以有效保证地形图信息的精度和准确性，还能减少工资消耗的人力资源，增加工作效率，使矿山地质勘查更加简单有效。

李占雷(2014)认为供应链是为了实现全链价值的提升。整合全链资源，帮助节点上的企业融资。表现出是一种金融产品、市场等的特点。

由于所使用的指标均为正向指标，因此，本文用提取的公因子作为反映各指标最大程度信息的综合指标，因子数值越高，则企业价值共创体系的价值创造能力越强。

3)关键区4月感热通量偏弱时,长江以南上空处于深槽前,西部配合有切变线系统,高空斜压性强,对流旺盛,空气相对湿度较大,利于长江以南区域降水。反之,感热通量偏强时,长江以南地区高空斜压性很弱,高空有下沉气流,垂直速度较小,对流较弱,下层(部分地区)出现辐散气流,而且相对湿度较小,不利于长江以南区域降水。

进行GPS-RTK动态观测时，应注意在测区海拔较高的地区设置参考站，以保证数据传输的畅通，还需要设置转换参数。图像控制点的数据读取采用平滑法，测量10个数据的平均值作为最终数据。为了更好地保证影像控制点结果的准确性，在整个测量过程中应与源数据随机核对，平面点位置误差不超过5cm，高程点不超过10厘米。同时，被测图像控制点必须进行编码并使用区域编号+序列号编号，保证测控时可以在平铺视图中查看连接点的分布，还可以在项目区域周围进行渗透，对多个控制点进行调整，了解连接点的精度，调整收敛后，可以在视图中看到连接点的分布状况。

可以根据预测的控制点添加其他像控点，并从争议点列表中进行编辑和协调。如果协调解不一致且没有争议点信息，再根据连接点的分布情况，检查图像中是否有连接点或飞行带等，调整附加连接点，执行协调解决方案。调整完成后，必须在patb界面中重置sigma值。sigma值必须与先前求解的sigma值相同。调解解决后更正争议点信息。必须选择最终调整解决方案，进行输出检查和偏差处理，保证总误差消除来执行最终布设方案。

在数据迭代的过程中，可能会出现没有完成或者误差比较大的情况。为此，需要调整权重大小，重复实验几次，去掉一些误差较大，权重值接近图像分辨率的点，设置后通过patb进行3次空白计算即可查看计算精度和是否存在警告和错误信息。根据像控点采集结果，在地图矩阵中设置图像的3D模型，调用特征源获取工具进行数字映射。在采集阶段首先需要对道路进行测绘，按照道路等级从高到低、干线、次干线、小路进行测绘。如果视线被遮挡，必须按照高程法由高到低来决定。房屋结构的测绘应由高到低，测绘完成后，应对房屋的辅助结构，包括墙体、围栏、门墩等进行测绘。测绘完成后，应进行整体检查，确保无遗漏，保证测绘的完整性。

1.3 进行数字化测图

GPS-RTK测绘技术目前用于各种复杂的地形环境中，来确定特定的地理位置，GPS-RTK获得的数据在处理数据和数据审查方面效率和准确性更高。因此，在地理空间测绘过程中，可以利用GPS-RTK提高测绘精度，减小测绘误差，GPS-RTK在测绘时必须严格控制数据质量。GPS-RTK技术在矿山工程测绘中，发挥着重要作用，具有可靠性。在数据处理时，如果测区的面积较大，需要提前进行测量划分，在地形划分时，要根据地形特点，设置特殊符号满足测绘需求提高测绘精度，除此之外，还可以使用某些辅助工具提升测绘精度，因此，应用GPS-RTK技术可以有效实现矿山测绘工作的智能化。

当图像基线的一半在周围控制点的连接范围内时，需要根据图像计算像控点的具体位置，在该区域内，每条路径两端的控制点之间的间距与该区域的间距不同。如果满足规定的要求，通常不超过6条线。区域网格点通常只放置在区域周围，并在中间添加一个高程点，但如果照片的侧边重叠太小，则需要在重叠处添加一个高程点用于调整，一般需要将关键点放置在双水平高度范围内，再通过区域周围水平点和高程点的间距来增强放置的可靠性，也根据地形采用不同的布局方式，为了控制结果的准确性，减少现场工作量，首先进行小范围的影像控制点布局，通过实验分析确定布局方案，锚点加密完成后，使用RTK方法测量测量区域内影像参考点的坐标。

在数字测绘过程中，还需要将分工明确化，人员管理合理化。在针对特定地形绘制不同大小的地形图时，可以避免传统的平面制图方法存在的重复测量和工作效率极低的缺点，选择GPS-RTK技术对绘制数字化测图绘制。在实际应用中，只需要测量大比例尺地形图的范围。在满足相关比例尺的同时，来绘制不同尺寸的地形化测图，满足技术人员的不同需求。

根据各复合经营模式的综合评价值(表5)可以看出，4个农林复合经营模式的生态、经济以及社会效益均高于纯林经营模式(X5)，其中，林菜复合经营模式(X2)的综合评价值最大，为0.816；其次为林药复合经营模式(X3)，其综合评价值也达到了0.807；综合评价值较小的林农复合经营模式为林禽复合经营模式(X1)，其综合评价值为0.604，但也高出纯林经营模式的综合评价值(0.428)41.12%。

1.4 定位测区监测点

目前主要有两种布设图像控制点的方法，即全场布设和非全场布设，第一种方法可以测量场内所有的加密点。为了体现无人机遥感的优势，本文采用第二种部署方式，相对于第一种布设方式，第二种布设方式将内外部结合。首先在现场的特定区域搭建测量控制点，然后对内部进行加密。采用航空带网和区域网的布局来满足带网绝对方向和带网变形修正的要求，还可以将带网在放置现场控制点，在保证参考数字不同的情况下进行布设。区域网布局中的像控点应以区域网调整为基础，最大面积不超过需要分割的影像对数。图像对总数表示连接范围内的图像对数，也反映了周围的所有高程点状态。

2 实例分析

2.1 测区概况

像控点需要根据现有的测量控制点布设，图像控制点布设实际上就是像控点网络的布设，控制网络的排列可以检测出控制结果的准确性，直接影响图像控制点布局的质量，影响最终图像的准确性，在图像控制规范中规定了像控点的选择规范，可以体现低空无人机摄影的优势，同时保证测绘信息地图上清晰可辨。像控点的位置尽量选择在横向六片重叠或五片重叠的范围内，考虑到内部图像的边缘畸变效应，最好避免选择超过该规则限制的像控点。如果图像及其相邻图像中没有明显的特征，则可能表示测绘区域呈相对平坦的地形。像控点需要避免布设在道路边缘、房前平坦边缘、耕地固定脊、沟渠、石桥、水井、农村垃圾箱的拐角点、固定岩石等地，也不宜选择在大树、房屋等保护区内，不宜选择在开挖和移动的地面地形周围，在布设同时要考虑内部测绘的便利性，高程起伏较大的地形也不宜作为像控点。

(9)由于采用复喷与复挡的湿式除尘设施，所以烟气与锅炉气的外排温度可以尽量降低，不会像布袋除尘那样因操作不当造成温度低而达到水蒸气的露点而使矿粉粘附于布袋使之失效；

如图1所示，整个矿区被分为测区、工作区和监测点，工作区和监测点不重合，除了图1中测区的分布图显示的情况外，该测区的地势呈北高南低，由北向南和自西北向东南都呈逐渐降低趋势。

地势特征可分为四个部分。主要为北部的山地、南侧的丘陵，工作区位于平原地区，项目组利用TJCORS系统下的连续运行基准站进行监测。

2.2 应用效果与讨论

在TJCORS系统下，根据监测基站的位置布设监测点，分别使用本文的GPS-RTK测绘技术和传统的测绘技术对矿区的某几处进行测量，应用效果如下表1所示。

GPS-RTK测量技术可应用于矿山地形条件较差勘查中，RTK设站一次可完成2km半径的矿山勘查区的测量，与传统测量方法相比，大大降低了设站数量和测量仪器的运转次数，采用GPS-RTK测量技术可有效降低工作人员的劳动强度，同时节省了所消耗的成本。矿山地质勘查测量中GPS-RTK测量作业的集成化程度高于传统的地质测量技术，测量站有内装式测量系统，多种测绘功能得以实现，可有效避免因人工测量而产生的误差，确保了矿山地质勘查测量精度。由表1测量数据可知，本文设计的GPS-RTK矿山地质勘查测绘技术的测绘精度高于传统的测绘技术，所得数据更加精准。