基于算計幾何的礦山地質信息圖譜監測面積誤差的方法分析

寧方舟

（遼寧有色勘察研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110000）

1 研究背景

礦山整治設計項目往往面積大、工期短、投資高。幾何面積計算的準確性，直接決定項目總投資額度，而總投資額度對礦山整治設計項目中的工程部署起到決定性的作用。

往往礦山項目區的地質面積由項目審計部門使用“國圖系統”加載項目區“紅線”與項目所在縣級行政區“二調數據庫”相疊加計算得出。但由于收集項目所在地縣級行政區“二調數據庫”手續繁瑣，耗時較長，而礦山項目區1:10000地質利用現狀圖通常比較容易獲取。因此如何降低人工通過1:10000地質現狀圖計算項目礦區圖斑地類面積的結果與“國圖系統”計算的結果之間差異，已成為提高礦山地質整治設計項目完成速度和質量的關鍵。

2 “二調數據庫”成圖原理

“二調數據庫”是依靠ARCGIS平臺組建，其成圖元素主要分為三類即點圖層、線圖層、面圖層。每類礦產的圖層都由后綴為.shp、.bdf、.sbn、.sbx、.shx的5個文件組成。其中：.dbf是要素的屬性信息；.shp是要素的幾何特征；.shx是要素的幾何特征的索引文件；.sbn、.sbx是空間索引文件；.prj是數據的投影文件。而其區域面積主要通過面圖層體現即二調數據庫中“地類圖斑”圖層。二調數據庫中無法依比例編繪成面圖層的低等級河流、道路、線桿等地物通過線圖層和點圖層即“線狀地物”和“零星地物”或在圖斑中填錄“抵扣系數”、“抵扣面積”等字段來體現，在成圖過程無法體現出實際面積，而是直接將面積折算至“地類圖斑”圖層中。這種成圖原理是導致人工計算地類圖斑面積出現誤差的主要因素。

3 礦山地質面積幾何計算公式的確定

3.1 前期數據準備

（1）礦山項目工程地質實測。由于目前“二調數據”均采用“西安80坐標系”成圖，所以在礦山地質測繪過程中應采用與之相同的坐標系統。如在礦山地質測繪過程中未得到“西安80坐標系”控制點，而使用“國家2000坐標系統”測繪，應在地質面積計算前，通過轉換參數將地質測繪成果進行轉換，已避免由于坐標系統不同導致的圖斑地類面積的誤差。

（2）項目區1:10000地質利用現狀圖的獲取。根據項目實測“紅線”，向相關主管部門申請項目所占用的1:10000地質利用現狀圖圖幅。

3.2 數據處理

（1）礦山工程項目區“紅線”提取。礦山項目區現狀圖通常采用RTK實測，通過CAD展點繪制，而“二調數據庫”及1:10000地質利用現狀圖是通過ARCGIS平臺進行讀取和修改。由于CAD文件無法在ARCGIS平臺上直接進行修改，用ARCGIS加載項目區“紅線”CAD文件中的polygon圖層，然后通過數據導出功能，將項目區“紅線”轉換成.shp文件。重新加載.shp文件后，便可以在ARCGIS平臺進行編輯。

（2）數據裁剪。打開ARCGIS依次加載，項目區所占1:10000地質利用現狀圖中的DLTB、XZDW圖層以及項區“紅線”shp文件。使用工具箱中分析工具里的clip命令，分別將落將“紅線”內的DLTB、XZDW圖斑裁剪出來。

3.3 礦山地質面積幾何計算

由于使用clip命令裁剪出來DLTB圖層中的礦山地質面積字段的數值仍為被剪切前的數值所以在面積計算前需對該字段的數值使用Calculate Geometry命令進行幾何計算，獲得裁剪后的地質實際面積。

同樣裁剪后的XZDW圖層，長度字段也需要使用Calculate Geometry命令進行重新計算，獲得裁剪后的地質實際長度，根據實際情況進行礦山實地勘查測量，如圖1所示。

圖1 礦山地質面積測量計算

計算面積時，首先計算XZDW中個地類的面積只需CD字段×KD字段即可。而如何計算DLTB中的礦山地質面積相對比較復雜。因為重新計算后的各地質的面積為裁剪后各類地質圖形的實際幾何面積，沒有扣除與之對應的XZDW地質面積，如果直接與XZDW地質面積相加，會造成部分地類面積偏大的錯誤。根據多年的工作經驗，及大量了計算，本文總結出一個可以避免該錯誤的算法。首先將DLTB圖層中的XZDWMJ和LXDWMJ相加然后除以TBMJ，得出一個在未剪裁前XZDWMJ和LXDWMJ在TBMJ中的抵扣系數。然后使用這個扣除系數乘以幾何計算后的地質圖形面積得出實際抵扣面積，再用計算后的礦山地質面積減去實際抵扣面積即為扣除相應XZDW礦山地質面積的實際圖斑地類面積。公式如下：

i：礦山周圍及其他地質草地等土地利用類型；

TBMJ：DLTB圖層中的地類面積；

RCTBDLMJ:DLTB圖層中進行幾何計算后的礦山地質面積；

XZDWMJ：DLTB圖層中的線狀地物的實際面積；

LXDWMJ:DLTB圖層中的零星地質面積。

通過本公式將項目區所涉的礦山地質利用類型的Si計算結果相加并加上XZDW圖層中的礦山地質利用類型的面積即為項目區實際占用的土地類型面積。

4 結語

使用本幾何公式不僅可以快速的計算出項目區“紅線”實際占用的各土地類型面積，而且在計算結果與目前相關審計部門使用“國圖系統”計算出來的結果誤差率可控制在1%的范圍內，其結果符合相關審計部門的要求。