探討全數字地形測圖在礦山測量中的應用

李成銀 張華平

（紅河礦業有限公司云南 紅河 661400）

探討全數字地形測圖在礦山測量中的應用

李成銀 張華平

（紅河礦業有限公司云南 紅河 661400）

全數字地形測圖是在現代制圖技術的支持下發展起來的高新測圖技術，在GPS、GIS等相關技術的快速發展的情況下，促進了全數字地形測圖的快速發展以及廣泛應用。全數字內外業一體化地形測圖技術具有諸多優勢，其不僅可以促進礦山建設，并且為其提供充分的技術支撐，提高了生產效率。本文對全數字地形測圖的基本原理進行分析，并且對其具體應用進行闡述，供相關人士參考。

大比例尺；全數字；地形測圖

1 引言

地形測量工作主要分為兩類：控制測量、地物、地貌測量。傳統測量方法稱為白紙測圖，需要將平板儀測圖以及經緯儀（或者是側路經緯儀）測圖。傳統的測圖方法采用解析方法以及極坐標法，最終做成了模擬式圖解圖。由于傳統測圖方法存在缺陷缺點，如成圖周期長、精度低、勞動強度大，但均可以被全數字地形測圖替代。

2 全數字地形測圖的基本原理

應用全新的測圖方法是當前科學技術以及現代社會發展的必然趨勢。全數字地形測圖技術綜合了多種測量工具，如GPS接收機、電子全站儀以及自動化成圖軟件等，通過定位形成模型式數字圖，如圖1所示。工作流程如下：在傳統的白紙測圖工作原理之上，借助新型信息科技技術，建立數據管理庫，對信息進行統計處理之后轉化為所需的地形圖。全數字地形測圖和白紙測圖相較而言，其優勢體現在：①突破的傳統測量工作的局限性，從首級控制到最終成圖都實現了一體化作業，這樣就減少了室外作業量，并且有效縮短了成圖的工作時間；②突破了分級布網以及逐級控制的工作原則，單獨的測區可以同時實現整體布網以及整體平差工作，且可以將控制網綜合使用，所以，控制點的數量更少，圖根控制的加密可以和碎步測量工作同時進行；③碎部點的記錄需要充分遵循相關要求中的規定格式進行，并且該格式可以和數字測圖軟件相兼容，以實現測圖軟件對固定對象的有效識別，可以將其和數據庫相連接，在測量碎部點過程中，可以隨意建設測站，也可以重復利用，在確定碎部點坐標時，通常都是使用極坐標形式，另外，也可以根據工作的實際要求靈活選用導線法、直角偏距法、交會法、方向交會法、對稱點等，對于編碼的選擇來說，可以根據測區的工作進度合理選擇無碼作業或者是編碼作業形式；④碎部量測中不會受到外部環境以及圖幅邊界的限制，外業也可以不分幅作業，由內業成圖時自動進行分幅與接邊處理。

圖1 數字地形測圖示意圖

3 數字化測圖技術在礦山測量中的應用

3.1 人員與硬件設備配置

將數字化測圖作業組作為主要單位，每組共有6個成員，每組都必須配備4名以上可以熟練操作計算機并且具有豐富外業工作經驗的工作人員，基本作業模式是4人負責外業操作，2人負責內業操作。

3.2 控制測量

礦山大多處于比較偏遠的山區，其地形地貌也比較復雜，施工操作的難度大，但是可以通過區域內布置的高精度控制網實現數字化測圖，將已知的控制網點作為圖根點，滿足測圖的相關要求。若控制網不能滿足測圖區域的測量工作要求，就需要借助GPS布設數字化控制網，也可以通過紅外距布設一、二級紅外測距導線點作為首級控制的加密。基于此，需要依據工作實際需要對各個控制點進行控制，如控制點等級以及限制圖根控制的發展層次等，從而保證測量結果的精確度。

3.3 野外數據采集及編輯處理

在測量區域內布置均勻的圖根級點，通過RTK采集信息，在滿足了測量半徑的條件下，需要在控制點上設立中心站架，從而對測站進行針對化設置，并且在另外兩個控制點上設置流動站，再模型階段，當精度顯示為0.999…時，在已知控制點上廣泛采集數據，采集的數據時顯示器上顯示的衛星顆數不小于6顆時，精度高達mm時，對其進行固定、存儲，將測得的數據和已知點的數據進行比對和核查，若基本符合再進行地形點測量，顯示器會自動記錄每一個測點的三維坐標以及點號。通過成圖軟件，將野外采集的數據均輸入計算機，然后經過處理計算繪制地物，地形由外業采集的高程點自動生成等高線。繪制的地形圖必須信息全面，并進行合理刪減，使用的圖式符號比較正確，但是需要注意的是顯示和地質勘查相關的重點元素。地形圖中地物點對于周邊控制點的平面位置中，需要將誤差控制在0.6mm以內，高程中誤差也需要控制在在1/2等高距以內。

3.4 內業數據處理及成圖

內業將電子手簿借助接口軟件對通訊進行轉換，最終生成的碎部點坐標以及編碼的數據文件，經過成圖軟件處理分析之后，計算機可以通過外業給出的連線信息以及相應編碼對應的圖示符號顯示。最終繪制出的地形圖比較直觀，但是其根據草圖標記點對信息進行篩選，如對連線等進行編輯處理，所以信息不完整。將數字化成圖軟件生成的地形圖以及矢量化地形圖進行組接，也就形成了信息比較完整的數字化地形圖。數字化成圖，最后的處理結果就是將野外測量信息如編碼、數據、點號等轉化為數字形式，將其輸入到計算機中，經過特殊處理生成可供成圖軟件調用的相應文件，當成圖軟件在處理信息時，通過計算、圖形編輯功能，在計算機上進行刪線、連線、修改、注記、整飾等一系列編輯處理之后，生成與地面類似的圖形和符號，最后再以數字形式存盤、輸出以及管理。

4 新時期地形測量中測量數字化技術的發展

4.1 數字測圖

對于精度不達標的地形圖，可以采用數字測圖技術開展數字測量工作，計算機技術在數字測圖中占據十分重要的地位，只需在計算機中安裝適用的專業軟件，在其外部連接輸出以及輸入設備，這樣就可以對測圖信息進行統一管理以及分析處理，從而形成了一套較為成熟的流程化測量工作程序。當前我國很多企業中的測量單位都是采用一體化的數字測圖方式。數字化繪圖和傳統手工繪圖工作來說，其優勢顯著：①一圖多用，數字化繪圖可以按照不同要求繪制不同比例尺的地形圖，但是傳統繪圖大多都是手工完后，需要依據工程布局的差異開展差異化的測量工作，與此相比，數字化繪圖技術提高了工作效率；②數字化繪圖要求更高，可以借助全站儀進行現場坐標采集數據，對區域地形進行分析，從而實現了外延數據采集，這樣精簡了工作流程，可以省去讀數、計算以及站點繪圖等，可以直接避免人工操作失誤；③數字化繪圖工作時間段，畫面更加美觀，可以便于存儲以及查看分析，減少了人工工作量，并且提高了測量結果的準確性。數字化繪圖可以綜合CAD制圖技術，這樣技術人員可以獲得地形圖上中某個具體點的坐標以及測點之間的間隔距離，替代了傳統三角板或者是比例尺讀圖方法，測得的數據實效性更高。

4.2 數字攝影測量成圖

數字測圖的主要發展趨勢就是數字攝影測量成圖，就其根本來說，其和傳統名工作模式來說，工作方式以及工作原理有所差異，數字測圖工作過程中，主要是采用數字攝影機采集數據以及影響，并通過計算機的相關軟件制作所需的數字影響，可以建立相應的數字模型，最后合成數字化圖像。數字攝影成像中其最大優勢就是可以支持室內作業，其基本不會受到外部環境的影響造成數據有效性降低。對于技術要求較高的測量工作來說，如城市密集地區的測量，數字攝影測量成圖技術同樣適用，這類新型技術提高了成圖的清晰度與準確度。例如，現代星載以及機載傳感器的應用，使得拍攝的圖像具有較高的保真性。計算機技術的應用優勢體現在：一方面，計算機信息技術的應用保證了影像地形測量數據庫以及基礎地理空間數據庫數據的穩定性和有效性，另外一方面，影像測量技術經過短時間的發展，其地形測量中已建立了初步的光學模擬技術體系，在短期實踐之后，對其進行了完善和升級改造，已經步入了信息化影像測量技術體系發展階段。

5 結束語

綜上所述，礦山測量工作中數字化測量技術的應用可以有效促進礦山生產，提高礦山開采效率，在一定程度上保證礦山測量結果的準確性以及生產的安全性。隨著科學技術的快速發展，測量技術水平不斷提升，在地形測量工作中節省了工作時間，減少了人工工作量。目前測量自動化以及測量數字化可以模擬人腦思維方式促進數據處理工作，由此可見，需要加強研究，提高技術水平，加強實踐研究，這是未來礦山測量發展主要趨勢。

[1]王福增，張建巍.GPS RTK技術和地形圖數字化相結合在礦山監測中的應用[J].張家口職業技術學院學報，2013，26（3）：58～61.

[2]蔡文惠，謝海強，朱奇材.數碼航空測量成圖在礦山測量中的應用[J].礦山測量，2012（2）：46～49.

[3]郭同江，楊長濱，梁曉鵬.探析數字測圖在礦山井下測量中的應用[J].科技與企業，2014（17）：267.

P231.5

A

1004-7344（2016）16-0132-02

2016-5-22