獨立平面直角坐標系的建立及在煤場盤點測量中的應用

謝小平

【摘 要】目前煤場盤點常用的體積測量方法有皮尺測量、經緯儀測量、基于全站儀或激光測距儀等設備的激光盤煤儀。其中皮尺測量需借助煤堆整形，目測填補等輔助措施，耗時間長、誤差大；經緯儀測量也需煤場整形，且誤差取決于測點選擇；全站儀和激光測距儀計算量過大，需借助于專業計算機軟件，成本較高，推廣意義不大。本文利用礦井常用的儀器和設備，探討一種簡便可行的測量方法，在煤場日常盤點中應用效果較好。

【關鍵詞】獨立平面；直角坐標系；煤堆體積測量

1 現場實例

某礦煤場平面布置如圖1所示：

由于堆放不規則和變化快的特點，給煤場煤堆體積測量帶來了很大不便。在皮尺和經緯儀測量中都需要做專門的整形工作，耗時耗力，且精度較差，不能滿足煤礦需要。而基于全站儀或激光測距儀的激光盤煤儀，計算量較大，需要借助專門計算機軟件，不宜推廣。本文以某礦煤場實際為例，利用煤礦上現有的儀器設備和軟件，運用碎部點測量建立方法，按照“先控制后碎步”的測量原則，建立獨立的平面直角坐標系做控制，探討一種實用的煤堆體積測量的方法。

2 獨立平面直角坐標系的建立

獨立平面直角坐標系是指當測區控制面積較小，不必進行方向和距離改正，直接把局部地球表面作為平面而建立的坐標系。本例建立獨立平面直角坐標系的流程為：

（1）布點。根據測量通視要求，在煤場四角合適位置埋設臨時點O，A，C，D。

（2）聯測。進行導線閉合測量，站間2C、2C互差和閉合差等檢核均不超限。

（3）建立坐標系。假設O點為獨立坐標系原點（0.00，0.00），OC方向為坐標北方向（x軸方向），建立獨立平面直角坐標系O-xy。

（4）建立控制網。根據步驟2測量結果，計算A點坐標（1.382，54.441，6.254），B點坐標（88.515，52.643，0.632），C點坐標（88.76，0，0.778）。

3 體積測量和成果計算

（1）特征點測量。由上所述控制系統和碎部點測量的方法，利用全站儀測得O-XY坐標系下，煤場底部和煤場頂部特征點坐標，分別如表1，表2所示：

（2）利用南方Cass建立DTM模型，并進行體積計算

將實測煤場特征點坐標導入南方Cass7.0，分別建立煤堆底和煤堆頂部的DTM模型，如圖2所示：

軟件計算出，煤堆底部、頂部相對于高程為0的平面的體積分別為4.237萬方、0.091萬方，兩者相減得出煤堆體積4.146萬方。

4 精度分析

這種煤堆體積測算方法精度受煤堆形狀限制較小，且無需整形；各特征點數據均為全站儀測量所得，不受目測經驗和皮尺測量誤差的影響；控制系統可有效削弱誤差累積的影響。

影響體積測量精度的主要因素有特征點的密度，特征點高程。其中，特征點高程為全站儀三角高程法測得，具有厘米級的測量精度，相對于煤堆十幾米的高度可忽略不計。因此，影響測量精度的最主要因素為特征點的密度。

5 結論

綜上所述，利用獨立平面直角坐標系和南方Cass7.0軟件進行煤堆體積測量具有以下特點：

（1）受煤堆形狀不規則影響小，無需進行煤堆整形；

（2）受煤場形狀和煤場施工影響小，即使控制點損壞也可迅速恢復；

（3）測算快，對現場作業影響小。現場和DTM圖形對比，可有效保證計算成果的正確性。

（4）測量和計算借助儀器和軟件，大大減少人工的同時，也降低了個人經驗對成果精度的影響。

（5）影響結果精度的主要因素為煤堆特征點密度，當計算結果存疑時，可提高密度進行校核。

【參考文獻】

[1]樊喜春，王勇，周彤.煤場盤點方法及應用[J].燃煤技術及應用，2002.38（3）：51-53.

[2]王軍德.CASS測圖軟件中DTM的建立與應用[J].測繪，2005，28（3）：121-124.