礦山地質(zhì)剖面成圖中坐標(biāo)系的選擇

柏玉超

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

1 建立合理的礦山地質(zhì)剖面成圖的坐標(biāo)系

1.1 測量地理坐標(biāo)參數(shù)

地理坐標(biāo)參數(shù)是建立地質(zhì)剖面成圖坐標(biāo)系的原始數(shù)據(jù)。提取地理坐標(biāo)是指利用現(xiàn)有的測量技術(shù)手段對礦山進(jìn)行實(shí)地檢測。地質(zhì)數(shù)據(jù)一般通過鉆孔勘探中的鉆探，坑探和槽探的方法來進(jìn)行測量。

測量的內(nèi)容為：偏移單位，原點(diǎn)經(jīng)度，原點(diǎn)緯度，標(biāo)準(zhǔn)平等面，東偏移量和北偏移量等具體的地理坐標(biāo)參數(shù)，然后根據(jù)這些地質(zhì)特征選擇合適的比例尺，從而建立合理的坐標(biāo)系，進(jìn)而完成對地質(zhì)剖面圖的繪制工作。

由于我們所生活的地球，其自然表面高低不平、地勢復(fù)雜所以為了方便測量采用生探為主，地球投影為輔的測量手段。

地圖投影是將地圖從球面轉(zhuǎn)換到平面的數(shù)學(xué)變換，例如某點(diǎn)的地理坐標(biāo)為68，其位于坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值則為X=4230000，Y=21650000，坐標(biāo)值表示的含義為該點(diǎn)在68基準(zhǔn)面下的投影坐標(biāo)，也就是該點(diǎn)在68基準(zhǔn)面下的經(jīng)緯度坐標(biāo)在此直角平面坐標(biāo)上的投影結(jié)果。地圖投影的選取決定于地圖的應(yīng)用及其比例尺大小，在Mapinfo的環(huán)境下，用戶可對每一個新創(chuàng)建文件進(jìn)行投影設(shè)置和選擇。Mapinfo以兩級目錄菜單的形式提供了300多個預(yù)定義坐標(biāo)系，當(dāng)用戶要使用其他坐標(biāo)系或創(chuàng)建新的坐標(biāo)系時，還可以通過修改投影參數(shù)文件。

1.2 對平面坐標(biāo)值的選擇

建立平面坐標(biāo)系主要是通過地球投影得到的數(shù)據(jù)來繪制出的投影圖像。

投影數(shù)據(jù)的處理根據(jù)地形可分為等角法處理、等積法處理、公式法處理三個類型。針對礦山的投影主要為公式法處理，即只要滿足地面與投影面之間點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系即可。地面與投影面的關(guān)系如圖1所示。

圖1 為地面與投影面的關(guān)系圖

在建立平面坐標(biāo)系時，為了讓圖像更加直觀的反映出地理坐標(biāo)的特征，選擇了直線來取代傳統(tǒng)的曲線投影面。這樣保證了方向的正確性，投影后不會因?yàn)榻嵌鹊牟淮_定性導(dǎo)致結(jié)果的偏差。公式法處理投影數(shù)據(jù)中應(yīng)用的公式如下：

式中L1、L0為地面上任意兩點(diǎn)的坐標(biāo)；l為L1與L0之間的距離；l'為l在投影面上的長度；θ為地面與投影面的夾角。

1.3 對空間坐標(biāo)值的選擇

建立空間直角坐標(biāo)系就是實(shí)體模型應(yīng)用于三維空間的實(shí)體表達(dá)。

根據(jù)實(shí)物的圖形特征可以分為四面體模型、六面體模型、棱柱體模型和多面體模型。礦山的地質(zhì)環(huán)境通常采用四面體模型，并通過網(wǎng)格法來繪制其空間直角坐標(biāo)系。所謂網(wǎng)格法所依據(jù)的原理為：四面體模型是不規(guī)則的三角形模型向三維方向擴(kuò)展而形成的新模型。所以要想建立四面體模型的空間直角坐標(biāo)系就必須先確定其原始三角形模型的坐標(biāo)特征值。建立三角形網(wǎng)格模型的坐標(biāo)值一共需要四個具體參數(shù)：三角形的其中兩條邊長、兩條邊的夾角大小、外圍結(jié)點(diǎn)的位置和連接外圍結(jié)點(diǎn)的弧長；它們之間的關(guān)系為結(jié)點(diǎn)是弧的一部分，弧是三角形的一部分，三角形是四面體的一部分。針對該模型之間的關(guān)系采用插值函數(shù)的方法得到三角形模型的四個具體坐標(biāo)參數(shù)值。插值函數(shù)的原理就是利用已測出的數(shù)值，結(jié)合礦山的地理特征來估測周圍點(diǎn)近似值的離散性抽象函數(shù)方法。插值函數(shù)方法既可以描述規(guī)則物體，也適用于礦體和巖石等嚴(yán)重不規(guī)則的幾何圖形，通常服務(wù)于對空間坐標(biāo)值的選擇。

2 結(jié)束語

本文先介紹了礦山地理坐標(biāo)的測量方法，再引進(jìn)了新型數(shù)學(xué)方法來精確的挑選出平面和空間坐標(biāo)中所需的準(zhǔn)確數(shù)值，讓這些具體的數(shù)值參與到地質(zhì)剖面圖的繪制工作中，從而充分了解礦山的地質(zhì)特征。

這樣即幫助了施工隊(duì)迅速的尋找有價值的礦產(chǎn)資源，又為地質(zhì)部門針對過度開采區(qū)的修復(fù)工作提供了重要的地理數(shù)據(jù)。礦產(chǎn)資源均為不可再生資源，高效的利用礦產(chǎn)資源不僅需要研究人員不斷地探索和學(xué)習(xí)；也需要人民秉著可持續(xù)發(fā)展的理念，節(jié)約使用有限的礦產(chǎn)資源，杜絕任何形式的浪費(fèi)。