基于礦山地質勘查測繪的GPS-RTK測繪技術應用研究

地質勘查測繪技術是采礦過程中最重要的技術，但以往的測繪技術發(fā)展滯后，不能滿足數(shù)字化的礦山的地質勘查需求

，GPS-RTK是一種全球自動化的定位系統(tǒng)，在各個國家的初步應用中，GPS-RTK技術已經(jīng)得到了廣泛的研究，GPS-RTK測繪技術的發(fā)展可以有效突破現(xiàn)有測繪的局限性

。提高了測繪工程的作業(yè)質量與效率。

礦山的地質勘查研究工作的主要目的是提供礦山巖土施工、礦山資源開發(fā)等所需的地質學參數(shù)資料，保護和改善礦區(qū)造成的地質損害，保護生態(tài)環(huán)境，避免出現(xiàn)地質災害

。

GPS-RTK技術優(yōu)勢明顯，它不但定位精度準確，測繪效果好，而且測量到的數(shù)據(jù)精確性非常高，在操作上優(yōu)勢明顯。因此，GPS-RTK測繪技術迅速發(fā)展和廣泛應用于我國礦山工程地質地貌勘查和礦山測繪管理工作。GPS-RTK也被稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以利用全球衛(wèi)星信號，在全球范圍內進行實時定位，因此在地質勘查和礦山測繪中。GPS-RTK技術可以利用相關軟件，推導出全球地形信息模型，更準確、生動地顯示與其相關的地理和物質信息，除此之外，還可以利用該技術設計數(shù)據(jù)庫，對各種測繪資料和信息進行有效管理，更好地分析統(tǒng)計各個方面的信息數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作提供數(shù)據(jù)支持。

1 GPS-RTK在礦山地質勘查測繪的應用

1.1 基于GPS-RTK處理地質測繪數(shù)據(jù)

在礦山的地質測繪中，數(shù)據(jù)的采集和處理是最重要的一個步驟，傳統(tǒng)的礦山測繪方法在數(shù)據(jù)采集時往往利用人工，在不同條件下逐步測量得出數(shù)據(jù)結果，但人工測量效果差，精度低因此不符合目前的測繪需求，GPS-RTK技術可以搭建數(shù)據(jù)采集器，設計數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集處理一體化，經(jīng)過采集器采集到的數(shù)據(jù)可以直接進入到數(shù)據(jù)處理中心，再由數(shù)據(jù)處理中心輸送給數(shù)據(jù)庫，避免傳輸失誤帶來的誤差。

對于保肢失敗的患者，不僅身體上痛苦，心理上也有巨大傷害，經(jīng)濟上需承受巨大壓力[1]。導致患者截肢的危險因素眾多，本研究所指的保肢失敗主要有以下2種情況：一種是保肢手術后肢體未能成活，另一種是肢體雖成活但由于引起嚴重并發(fā)癥、中途放棄保肢或后期肢體功能差、畸形嚴重而延期截肢[2]。

目前，在進行地質勘查測繪時主要使用數(shù)字測繪技術，進行數(shù)字化測圖，數(shù)字測繪技術主要有兩種處理方式，即內外融合和電子繪圖。內外融合是采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的最常用方法之一，在內外融合的實際工作中，需要使用相關的測量儀器和測量設備。

1.2 布設像控點

選取的測區(qū)X測區(qū)位于某地東部，該平原部分地形臨海，北部與山接壤，長期處于溫帶大陸條件，全年的平均降水量低，約540mm，在X測區(qū)，各個部分的溫差較小，平均溫差在10℃左右，該測區(qū)的分布圖如下圖1所示。

為了盡可能避免圖紙出現(xiàn)錯誤，在數(shù)據(jù)采集過程中必須保證數(shù)據(jù)的準確性，在某些操作過程中必須按照相關要求對控制點進行嚴格檢測。此外，必須嚴格按照測繪要求，完成對礦山地形特征的測繪，在測繪初期，可以用初始草圖來代表相關的地形關系，初始草圖通過后才可以繪制準確數(shù)字化測圖，進行建模，滿足測繪需求。

一般情況下，地質勘查應該通過建立一種坐標模型，控制整個礦井的相對位置，便于與其他測繪數(shù)據(jù)聯(lián)動。因此要對地區(qū)進行準確的測量，需要定位測區(qū)的監(jiān)測點。從而繪制更精確的地形圖，該過程分兩步來完成。首先需要搭建一個基本的GPS-RTK控制網(wǎng)絡。該控制互聯(lián)網(wǎng)主要是利用了靜態(tài)GPS-RTK技術，不斷收集有關測區(qū)的控制點數(shù)據(jù)，時間數(shù)據(jù)的實時調整，從空間內獲取各個控制點的坐標。第二則是監(jiān)測重點測量地區(qū)的地形。根據(jù)監(jiān)測點GPS-RTK控制網(wǎng)絡的參數(shù)，采用GPS-RTK實時動態(tài)定位技術，采集測區(qū)的地形信息，生成地形圖。GPS-RTK實時定位技術不但可以有效保證地形圖信息的精度和準確性，還能減少工資消耗的人力資源，增加工作效率，使礦山地質勘查更加簡單有效。

李占雷(2014)認為供應鏈是為了實現(xiàn)全鏈價值的提升。整合全鏈資源，幫助節(jié)點上的企業(yè)融資。表現(xiàn)出是一種金融產品、市場等的特點。

由于所使用的指標均為正向指標，因此，本文用提取的公因子作為反映各指標最大程度信息的綜合指標，因子數(shù)值越高，則企業(yè)價值共創(chuàng)體系的價值創(chuàng)造能力越強。

3)關鍵區(qū)4月感熱通量偏弱時,長江以南上空處于深槽前,西部配合有切變線系統(tǒng),高空斜壓性強,對流旺盛,空氣相對濕度較大,利于長江以南區(qū)域降水。反之,感熱通量偏強時,長江以南地區(qū)高空斜壓性很弱,高空有下沉氣流,垂直速度較小,對流較弱,下層(部分地區(qū))出現(xiàn)輻散氣流,而且相對濕度較小,不利于長江以南區(qū)域降水。

進行GPS-RTK動態(tài)觀測時，應注意在測區(qū)海拔較高的地區(qū)設置參考站，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩ǎ€需要設置轉換參數(shù)。圖像控制點的數(shù)據(jù)讀取采用平滑法，測量10個數(shù)據(jù)的平均值作為最終數(shù)據(jù)。為了更好地保證影像控制點結果的準確性，在整個測量過程中應與源數(shù)據(jù)隨機核對，平面點位置誤差不超過5cm，高程點不超過10厘米。同時，被測圖像控制點必須進行編碼并使用區(qū)域編號+序列號編號，保證測控時可以在平鋪視圖中查看連接點的分布，還可以在項目區(qū)域周圍進行滲透，對多個控制點進行調整，了解連接點的精度，調整收斂后，可以在視圖中看到連接點的分布狀況。

可以根據(jù)預測的控制點添加其他像控點，并從爭議點列表中進行編輯和協(xié)調。如果協(xié)調解不一致且沒有爭議點信息，再根據(jù)連接點的分布情況，檢查圖像中是否有連接點或飛行帶等，調整附加連接點，執(zhí)行協(xié)調解決方案。調整完成后，必須在patb界面中重置sigma值。sigma值必須與先前求解的sigma值相同。調解解決后更正爭議點信息。必須選擇最終調整解決方案，進行輸出檢查和偏差處理，保證總誤差消除來執(zhí)行最終布設方案。

在數(shù)據(jù)迭代的過程中，可能會出現(xiàn)沒有完成或者誤差比較大的情況。為此，需要調整權重大小，重復實驗幾次，去掉一些誤差較大，權重值接近圖像分辨率的點，設置后通過patb進行3次空白計算即可查看計算精度和是否存在警告和錯誤信息。根據(jù)像控點采集結果，在地圖矩陣中設置圖像的3D模型，調用特征源獲取工具進行數(shù)字映射。在采集階段首先需要對道路進行測繪，按照道路等級從高到低、干線、次干線、小路進行測繪。如果視線被遮擋，必須按照高程法由高到低來決定。房屋結構的測繪應由高到低，測繪完成后，應對房屋的輔助結構，包括墻體、圍欄、門墩等進行測繪。測繪完成后，應進行整體檢查，確保無遺漏，保證測繪的完整性。

1.3 進行數(shù)字化測圖

GPS-RTK測繪技術目前用于各種復雜的地形環(huán)境中，來確定特定的地理位置，GPS-RTK獲得的數(shù)據(jù)在處理數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)審查方面效率和準確性更高。因此，在地理空間測繪過程中，可以利用GPS-RTK提高測繪精度，減小測繪誤差，GPS-RTK在測繪時必須嚴格控制數(shù)據(jù)質量。GPS-RTK技術在礦山工程測繪中，發(fā)揮著重要作用，具有可靠性。在數(shù)據(jù)處理時，如果測區(qū)的面積較大，需要提前進行測量劃分，在地形劃分時，要根據(jù)地形特點，設置特殊符號滿足測繪需求提高測繪精度，除此之外，還可以使用某些輔助工具提升測繪精度，因此，應用GPS-RTK技術可以有效實現(xiàn)礦山測繪工作的智能化。

當圖像基線的一半在周圍控制點的連接范圍內時，需要根據(jù)圖像計算像控點的具體位置，在該區(qū)域內，每條路徑兩端的控制點之間的間距與該區(qū)域的間距不同。如果滿足規(guī)定的要求，通常不超過6條線。區(qū)域網(wǎng)格點通常只放置在區(qū)域周圍，并在中間添加一個高程點，但如果照片的側邊重疊太小，則需要在重疊處添加一個高程點用于調整，一般需要將關鍵點放置在雙水平高度范圍內，再通過區(qū)域周圍水平點和高程點的間距來增強放置的可靠性，也根據(jù)地形采用不同的布局方式，為了控制結果的準確性，減少現(xiàn)場工作量，首先進行小范圍的影像控制點布局，通過實驗分析確定布局方案，錨點加密完成后，使用RTK方法測量測量區(qū)域內影像參考點的坐標。

在數(shù)字測繪過程中，還需要將分工明確化，人員管理合理化。在針對特定地形繪制不同大小的地形圖時，可以避免傳統(tǒng)的平面制圖方法存在的重復測量和工作效率極低的缺點，選擇GPS-RTK技術對繪制數(shù)字化測圖繪制。在實際應用中，只需要測量大比例尺地形圖的范圍。在滿足相關比例尺的同時，來繪制不同尺寸的地形化測圖，滿足技術人員的不同需求。

根據(jù)各復合經(jīng)營模式的綜合評價值(表5)可以看出，4個農林復合經(jīng)營模式的生態(tài)、經(jīng)濟以及社會效益均高于純林經(jīng)營模式(X5)，其中，林菜復合經(jīng)營模式(X2)的綜合評價值最大，為0.816；其次為林藥復合經(jīng)營模式(X3)，其綜合評價值也達到了0.807；綜合評價值較小的林農復合經(jīng)營模式為林禽復合經(jīng)營模式(X1)，其綜合評價值為0.604，但也高出純林經(jīng)營模式的綜合評價值(0.428)41.12%。

1.4 定位測區(qū)監(jiān)測點

目前主要有兩種布設圖像控制點的方法，即全場布設和非全場布設，第一種方法可以測量場內所有的加密點。為了體現(xiàn)無人機遙感的優(yōu)勢，本文采用第二種部署方式，相對于第一種布設方式，第二種布設方式將內外部結合。首先在現(xiàn)場的特定區(qū)域搭建測量控制點，然后對內部進行加密。采用航空帶網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)的布局來滿足帶網(wǎng)絕對方向和帶網(wǎng)變形修正的要求，還可以將帶網(wǎng)在放置現(xiàn)場控制點，在保證參考數(shù)字不同的情況下進行布設。區(qū)域網(wǎng)布局中的像控點應以區(qū)域網(wǎng)調整為基礎，最大面積不超過需要分割的影像對數(shù)。圖像對總數(shù)表示連接范圍內的圖像對數(shù)，也反映了周圍的所有高程點狀態(tài)。

2 實例分析

2.1 測區(qū)概況

像控點需要根據(jù)現(xiàn)有的測量控制點布設，圖像控制點布設實際上就是像控點網(wǎng)絡的布設，控制網(wǎng)絡的排列可以檢測出控制結果的準確性，直接影響圖像控制點布局的質量，影響最終圖像的準確性，在圖像控制規(guī)范中規(guī)定了像控點的選擇規(guī)范，可以體現(xiàn)低空無人機攝影的優(yōu)勢，同時保證測繪信息地圖上清晰可辨。像控點的位置盡量選擇在橫向六片重疊或五片重疊的范圍內，考慮到內部圖像的邊緣畸變效應，最好避免選擇超過該規(guī)則限制的像控點。如果圖像及其相鄰圖像中沒有明顯的特征，則可能表示測繪區(qū)域呈相對平坦的地形。像控點需要避免布設在道路邊緣、房前平坦邊緣、耕地固定脊、溝渠、石橋、水井、農村垃圾箱的拐角點、固定巖石等地，也不宜選擇在大樹、房屋等保護區(qū)內，不宜選擇在開挖和移動的地面地形周圍，在布設同時要考慮內部測繪的便利性，高程起伏較大的地形也不宜作為像控點。

(9)由于采用復噴與復擋的濕式除塵設施，所以煙氣與鍋爐氣的外排溫度可以盡量降低，不會像布袋除塵那樣因操作不當造成溫度低而達到水蒸氣的露點而使礦粉粘附于布袋使之失效；

如圖1所示，整個礦區(qū)被分為測區(qū)、工作區(qū)和監(jiān)測點，工作區(qū)和監(jiān)測點不重合，除了圖1中測區(qū)的分布圖顯示的情況外，該測區(qū)的地勢呈北高南低，由北向南和自西北向東南都呈逐漸降低趨勢。

地勢特征可分為四個部分。主要為北部的山地、南側的丘陵，工作區(qū)位于平原地區(qū)，項目組利用TJCORS系統(tǒng)下的連續(xù)運行基準站進行監(jiān)測。

2.2 應用效果與討論

在TJCORS系統(tǒng)下，根據(jù)監(jiān)測基站的位置布設監(jiān)測點，分別使用本文的GPS-RTK測繪技術和傳統(tǒng)的測繪技術對礦區(qū)的某幾處進行測量，應用效果如下表1所示。

GPS-RTK測量技術可應用于礦山地形條件較差勘查中，RTK設站一次可完成2km半徑的礦山勘查區(qū)的測量，與傳統(tǒng)測量方法相比，大大降低了設站數(shù)量和測量儀器的運轉次數(shù)，采用GPS-RTK測量技術可有效降低工作人員的勞動強度，同時節(jié)省了所消耗的成本。礦山地質勘查測量中GPS-RTK測量作業(yè)的集成化程度高于傳統(tǒng)的地質測量技術，測量站有內裝式測量系統(tǒng)，多種測繪功能得以實現(xiàn)，可有效避免因人工測量而產生的誤差，確保了礦山地質勘查測量精度。由表1測量數(shù)據(jù)可知，本文設計的GPS-RTK礦山地質勘查測繪技術的測繪精度高于傳統(tǒng)的測繪技術，所得數(shù)據(jù)更加精準。

3 結語

綜上所述，在科學技術發(fā)展下，礦山測繪技術應積極應用新的方法，提高測繪的精度。因此，本文基于GPSRTK設計了新的礦山地質測繪技術，進行實例分析，證明設計技術具有較高的測繪精度，測量的高度更準確，因此測繪效果較好，有一定的應用價值，但在后續(xù)的測繪中還需進行優(yōu)化。

[1]李昊燔,黎娟.微型無人機在礦山地質工程測繪中的應用[J].自動化與儀器儀表,2021(02):202-206+211.

[2]劉德亮.礦山地質測繪中利用無人機高清攝影測量的精度研究[J].世界有色金屬,2020(21):20-21.

[3]何明.無人機航拍技術在礦山地質災害應急測繪中的應用分析[J].世界有色金屬,2020(14):26-27.