RTK加密控制測量在礦圖數字化測繪中的應用研究

樊建軍

（西安市勘察測繪院，陜西 西安 710054）

礦圖數字化測繪是礦山工程中的重點內容，礦圖數字化測繪對于精度具有很高的要求。但在以往的礦圖數字化測繪相關研究中，主要將側重點集中在測繪效率方面，但忽視了對于測繪精度的要求，導致傳統礦圖數字化測繪與實際相比存在較大誤差，無法精準執導后續工作順利開展[1]。因此，有必要針對礦圖數字化測繪方法展開優化設計。RTK加密控制測量作為一種測量技術，以其高精度的優勢在眾多測量技術中脫穎而出，成為目前測繪領域中的主流應用技術?；诖?，本文將RTK加密控制測量應用在礦圖數字化測繪中，致力于降低礦圖數字化測繪中誤差，提高礦圖數字化測繪精度。在此基礎上，并通過設計實例分析的方式，證明本文設計基于RTK加密控制測量的礦圖數字化測繪方法在實際應用中的有效性。

1 RTK加密控制測量概述

1.1 RTK加密控制測量工作原理

在對礦山繪圖進行數字化測繪過程中，引進RTK加密控制測量技術，可實現對礦山的定點測繪。在此過程中，根據礦山的整體結構，在其中設置對應的基準站點，并使用基準站中的實時觀測設備，對已知數據及實時獲取的數據，進行接收處理，按照數據的接收順序，將其按照一定規律傳輸給終端接收裝置。終端接收裝置是屬于流動接收的，而將這些數據的測量相位值與當量值，進行載波計算，此時即可達到對礦圖數字化測繪流動點與循環點的有效監測。

1.2 RTK加密控制測量操作方法

在礦山工程實際實施過程中，使用RTK加密控制測量技術，應在圈定的測繪范圍內選擇已知點，輸出已知點的空間坐標，以正北方向作為標準方向，將已知點坐標表示為（x，y，z）。在完成兩點定位后，選擇其中一個已知點作為檢查點，此時便可將另一點作為礦山測繪工程中的相對點，也稱校正點，在此基礎上，進行基站的架設，要求架設區域周邊無相關干擾物，且地質相對空曠。同時在完成架設位置的選擇后，按照測繪過程中的標準流程，進行對應儀器設備的安裝，并且要將架設的裝置與天線與有關連接通信設備進行連接，通過對數據的有效傳輸以及信息數據的計劃性獲取，確保測繪結果的準確性與時效性，以此完成對RTK加密控制測量的基本研究。

2 基于RTK加密控制測量的礦圖數字化測繪方法

2.1 采集礦圖數字化測繪數據

為獲取礦圖數字化測繪基礎數據，基于RTK加密控制測量在測繪開展區域設置控制點，并將其作為測繪工程的結構基準[2]。在應用RTK加密控制測量，采集礦圖數字化測繪數據的過程中，為確保礦圖數字化測繪數據采集精度，本文引入PDOP位置精度因子，PDOP位置精度因子所表示的觀測窗口狀態信息，如表1所示。

表1 PDOP位置精度因子信息指標

結合表1所示，本文在采集礦圖數字化測繪數據過程中，設置8個衛星，保證觀測窗口狀態始終處于良好。以此為前提，采集礦圖數字化測繪數據。除此之外，還可以結合有經驗的測繪專業技術人員根據自身豐富的工作經驗對礦圖數字化測繪數據進行特征提取，形成較為完整、清晰的礦圖數字化測繪邊界線。針對礦圖數字化測繪數據獲取偏差的問題，本文通過對礦圖數字化測繪數據進行偏離精準度調試，為下文基于RTK加密控制測量處理礦圖數字化測繪數據提供基礎數據。

2.2 基于RTK加密控制測量處理礦圖數字化測繪數據

完成礦圖數字化測繪數據采集后，本文基于RTK加密控制測量處理礦圖數字化測繪數據。通過RTK加密的方式，采用靜態控制測量處理礦圖數字化測繪數據。假定此過程可通過計算方程式加以表示，設其目標函數為，可得公式（1）。

公式（1）中，m指的是礦圖數字化測繪數據特征點集合；j指的是RTK加密控制測量處理有效信息集合；v指的是RTK加密控制測量處理后的圖像清晰度；f指的是RTK加密控制測量處理后的圖像完整度；P指的是RTK加密控制測量處理后礦圖數字化測繪數據的失真權值；C指的是點云數據集合；X指的是控制點空間點坐標；q指的是衛星個數[3]。通過公式（1），基于RTK加密控制測量滿足礦圖數字化測繪數據快速處理的高精度要求。

2.3 建立礦圖數字化測繪數據3D繪圖協議

在基于基于RTK加密控制測量處理礦圖數字化測繪數據的基礎上，集合礦圖數字化測繪數據屬性要素（包括：測繪勘查區名稱、測繪勘查區編號、測繪勘查區面積及測繪重點工作區等），生成支持系統迭代分析的數據格式。分析礦圖數字化測繪數據屬性，制作相應的電子信息表。通過建立礦圖數字化測繪數據3D繪圖協議，實現礦圖數字化測繪數據電子信息表的空間數據可視化。具體流程為：首先，通過HTML腳本制作Web交互式三維動畫，以3D圖形的形式渲染礦圖數字化測繪數據。而后，利用OpenGL ES 2.0制作礦圖數字化測繪數據API，允許文檔對象模型接口。最后，利用部分Javascript實現礦圖數字化測繪數據3D繪圖自動存儲器管理。

2.4 實現礦圖數字化測繪

在建立礦圖數字化測繪數據3D繪圖協議的基礎上，下述將結合AutoCAD 2010 平臺，基于 CASS10．1 地形地籍成圖軟件，實現礦圖數字化測繪。通過大比例尺礦圖編繪，實現礦圖數字化測繪信息顯示。大比例尺礦圖編繪的具體流程為：首先，在CASS10．1 地形地籍成圖軟件中調用上述處理完成的礦圖數字化測繪影像數據，并將數據中的點位在礦圖上進行顯示，為大比例尺礦圖編繪提供多元化的數據源。針對一些潛在的礦圖數字化測繪信息進行重點特征分析，通過對多元次測繪工程信息的有效識別，根據成像結果進行類型的劃分，采用定位的方式分析圖像結果。再通過全色數據的正射校正，對礦圖數字化測繪數據進行配準，形成點云文件數據密集。而后，將礦圖數字化測繪數據的分辨率融合，實現對礦圖的增強以及調色。最后，通過多景影像的鑲嵌，手動勾繪等深線，對附加信息進行裝飾，實現礦圖數字化測繪，清除所有定義后未經引用的線型。至此，實現基于RTK加密控制測量的礦圖數字化測繪。

3 實例分析

3.1 實驗準備

本次實驗部分針對基于RTK加密控制測量的礦圖數字化測繪方法的實用性提出，實驗對象選取某礦區。該礦區礦圖數字化測繪標準精度，如表2所示。

表2 礦圖數字化測繪精度（Km）

結合表2所示，實驗軟件為prueartwr-101分析平臺，主要用于對礦圖數字化測繪精度的測試。首先，使用本文基于RTK加密控制測量設計測繪方法，進行礦圖數字化測繪，通過prueartwr-101分析平臺測得測繪方法相鄰點之間的距離中誤差，記為實驗組。再使用傳統測繪方法，進行礦圖數字化測繪，通過prueartwr-101分析平臺測得測繪方法相鄰點之間的距離中誤差，記為實驗組。在本次實例分析中，共設置10個控制點，記錄實驗結果。

3.2 實驗結果

整理實驗結果，如表3所示。

表3 兩種測繪方法相鄰點之間的距離中誤差對比

通過表3可得出如下的結論：基于RTK加密控制測量的礦圖數字化測繪方法在相同的控制點中相鄰點之間的距離中誤差最高為0.028；而傳統測繪方法相鄰點之間的距離中誤差最高為0.785?；赗TK加密控制測量的礦圖數字化測繪方法下的相鄰點之間的距離中誤差明顯低于對照組，能夠基于RTK加密控制測量對礦圖進行精準數字化測繪，證明基于RTK加密控制測量的礦圖數字化測繪方法可以滿足礦圖數字化測繪精度要求。

4 結語

本文通過實例分析的方式，證明了設計測繪方法在實際應用中的適用性，以此為依據，證明此次優化設計的必要性。因此，有理由相信通過本文設計，能夠解決傳統礦圖數字化測繪中存在的中誤差高的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現為未對本次礦圖數字化測繪結果的精密度與準確度進行檢驗，進一步提高礦圖數字化測繪結果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對RTK加密控制測量方法的優化設計提出深入研究，以此為提高礦圖數字化測繪的綜合質量提供專業性建議。