網(wǎng)絡(luò)測繪技術(shù)在礦山地質(zhì)工程測繪中的應(yīng)用

雷劍

摘 要：本文以測繪院首次將綜合測繪技術(shù)應(yīng)用到永登縣咸水溝大理巖詳查1：2000地形測量項目中為素材，作為項目中航測遙感測繪工作負(fù)責(zé)人，有必要將這一綜合測繪技術(shù)在該項目中的成功運用，作一簡要總結(jié)。為今后的總隊礦山地質(zhì)工程測量工作積累一些經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)測繪;礦山地質(zhì);應(yīng)用

中圖分類號：P623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0107-03

1 Cors的基本概念

（1）CORS是英文單詞Continuously Operating Reference Stations的縮寫，翻譯為中文為“連續(xù)運行參考站”。CORS是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，以下簡稱GNSS）、計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，在一個城市、一個地區(qū)或一個國家根據(jù)需求按一定距離建立長年連續(xù)運行的若干個固定GNSS參考站組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。連續(xù)運行參考站系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)RTK（Real-Time Kinematic）系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，（網(wǎng)絡(luò)RTK也稱多參考站RTK，是近年來在常規(guī)RTK、計算機技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種實時動態(tài)定位新技術(shù)）在此基礎(chǔ)上就可以建立起各種類型的網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)。

（2）綜合測繪技術(shù)：本文所說的綜合測繪技術(shù)指的是利用甘肅省測繪局為國家三權(quán)調(diào)查發(fā)證所做的全省CORS機站和相關(guān)技術(shù)數(shù)與動態(tài)GPS-RTK定位系統(tǒng)、測繪院“勘查者Ⅲ”型無人機野外航攝數(shù)字低空攝影測量、VZ全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)配合，在總隊地勘部門所承擔(dān)的永登縣咸水溝大理巖詳查1：2000地形測量項目中的應(yīng)用。

2綜合測繪技術(shù)在項目工作中的應(yīng)用

（1）項目概況：該項目是我甘肅總隊受蘭州紅古祁連山水泥股份有限公司委托，根據(jù)該公司要求，在已有的永登縣咸水溝大理巖礦區(qū)，按地質(zhì)《規(guī)范》要求，對該礦區(qū)進(jìn)一步作地質(zhì)詳査工作。測繪院為此對該區(qū)域大理巖礦區(qū)進(jìn)行1：2000地形測繪工作。

（2）測區(qū)概況：項目區(qū)位于蘭州市紅古區(qū)窯街鎮(zhèn)西南方向，直線方位約269°。距窯街鎮(zhèn)直線距離約3.5公里。行政上隸屬永登縣管轄。礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為：東經(jīng)約102°50′07″，北緯約36°25′19″。測區(qū)距紅古區(qū)窯街鎮(zhèn)直線距離約3.5公里。距紅古區(qū)海石灣火車站約13公里。蘭新鐵路，省道301公路從礦區(qū)的南面和東測通過。測區(qū)內(nèi)有修筑的簡易大車路通過，交通較為方便。測區(qū)總體趨勢西北方向高、東南方向低，南面地形較為陡險，相對比高約200米。地表植被稀少，北面多為天然牧草，南面有少量灌木林區(qū)，通視條件較好。

已有的測繪資料：（1）從省測繪局收集到測區(qū)周邊有國家Ⅲ點東嶺、魯子溝嶺，其坐標(biāo)成果為6°帶，中央子午線為105°，1980西安坐標(biāo)系，1985國家高程基準(zhǔn)。經(jīng)實地踏勘、查看，點位標(biāo)石保存完好。可以作為測區(qū)的基本起算數(shù)據(jù)。（2）地質(zhì)部門提供的1：2000礦區(qū)已有的地質(zhì)地形圖。（3）1：10000礦區(qū)地形圖。

技術(shù)要求：實測礦區(qū)內(nèi)的各種工程位置、測放剖面線7條，航測1：2000地形圖1.34平方公里。航測成圖所需的像控點15個。所有成果數(shù)據(jù)均歸算至3°帶，中央子午線為102°，1980西安坐標(biāo)系，1985國家高程基準(zhǔn)。

3 綜合測繪技術(shù)在應(yīng)用過程中的簡述

本項目區(qū)使用下列最新測繪技術(shù)：全省CORS機站參數(shù)、合眾思狀動態(tài)GPS-RTK定位系統(tǒng)。“勘查者Ⅲ”型無人機野外航攝數(shù)字低空攝影測量、測繪院航測室內(nèi)業(yè)成圖，VZ全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，見圖1。作業(yè)流程、工作方法打破常規(guī)思維方式，工作過程、作業(yè)方法靈活多變，為我總隊礦山地質(zhì)工程測繪工作探索了一條路徑。

3.1外業(yè)基本數(shù)據(jù)的測定

3.1.1測區(qū)控制點的測定

通過對測區(qū)已有數(shù)據(jù)的分析、在已有國家控制點“東嶺”，“魯子溝嶺”的基礎(chǔ)上，按照相關(guān)測量《規(guī)范》技術(shù)要求，對該測區(qū)直接布設(shè)圖根級控制點。這一工作流程充分發(fā)揮了全省CORS機站信號覆蓋面廣，參數(shù)綜合應(yīng)用方便，靈活的特點，現(xiàn)簡述其過程如下：

（1）測區(qū)綜合改正參數(shù)值的測定：實測國家Ⅲ點“東嶺”的大地經(jīng)、緯度，利用合眾思狀（1+1）動態(tài)GPS-RTK定位測量系統(tǒng)中手簿程序和該點位1980西安坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，計算出本測區(qū)的綜合改正參數(shù)值：△X=-110.361m、△Y=-13.758m。同時測定：GPS-RTK測定“東嶺”至“魯子溝嶺”的高差為△X=-524.365m。推算出東嶺的高程為：H=2156.276m，見表1。

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（2）綜合參數(shù)值的檢查與校正：利用國家Ⅲ點“東嶺”計算出來綜合改正參數(shù)值，實測國家Ⅲ點“魯子溝嶺”點位1980西安坐標(biāo)系的坐標(biāo)、高程值，數(shù)據(jù)可以看出：國家Ⅲ點“魯子溝嶺”的檢查校核數(shù)據(jù)為：△X=0.064m，△Y=-0.008。起算邊的相對精度為：1/1314900。滿足測量《規(guī)范》要求。

（3）根據(jù)測區(qū)綜合改正參數(shù)值，依據(jù)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》簡稱《GPS規(guī)范》。按照內(nèi)業(yè)航測成圖和無人機野外航攝要求，直接測定其圖根點。

（4）外業(yè)采集數(shù)據(jù)的要求：觀測時數(shù)據(jù)采集三個時間段，每個觀測時間段均不少于30秒，有效觀測衛(wèi)星個數(shù)≥6，PDOP值≤4。且衛(wèi)星的圖形強度處于良好狀態(tài)。

（5）觀測測定控制點數(shù)據(jù)時，每個控制點按照三組數(shù)據(jù)，采集間隔5秒，每組數(shù)據(jù)不少于30秒的采集時間，三組數(shù)據(jù)取平均值作為最終控制點成果。見圖2。

3.1.2剖面線的測放

剖面線的測放改變以往傳統(tǒng)的作業(yè)方法。本礦區(qū)剖面線的測放采用逆向思維的方法：即先在工作底圖上設(shè)計，并提取相關(guān)數(shù)據(jù)，使之與全省CORS機站要求的數(shù)據(jù)格式相一致。利用RTK外業(yè)放樣功能。將數(shù)據(jù)放到實地，并在實地檢查校核。如不滿足工作要求，在實地給以調(diào)整，并實測相關(guān)數(shù)據(jù)。其它剖面線以某一條基本剖面線為基準(zhǔn)，按設(shè)計要求依次平行放出，并按地質(zhì)要求采集相關(guān)數(shù)據(jù)，見表2。

3.1.3工程點位、內(nèi)業(yè)成圖圖面檢核點的測定

測區(qū)內(nèi)工程點和檢查點的測定，充分發(fā)揮全省CORS機站參數(shù)的實用性，外業(yè)工作應(yīng)用靈活，方便。各種工作中所需要的點位數(shù)據(jù)的測量可同時進(jìn)行，既節(jié)約時間，又提高外業(yè)工作效率。同時減少外業(yè)工作時間。各項數(shù)據(jù)采集的具體要求和點位精度等同于圖根控制點。

外業(yè)基本成果數(shù)據(jù)的檢查，采用常規(guī)的測量方法。對于相互通視的點位用全站儀設(shè)站測邊檢查，檢核。從數(shù)據(jù)分析可以看出，點位精度滿足《規(guī)范》要求。

3.2內(nèi)業(yè)地形圖的測繪

3.2.1測區(qū)影像圖的航拍和像控點的測定

測區(qū)影像圖的航拍利用我測繪院今年新購置的“勘查者Ⅲ”型無人機，配置專用攝影設(shè)備，在現(xiàn)場實地拍攝。其基本工作流程為：確定測區(qū)范圍——制作工作底圖——設(shè)計拍攝航線——像控點內(nèi)業(yè)布設(shè)——無人機起飛點的確定——起飛測區(qū)拍攝——返航提出拍攝成果——像控點的外業(yè)測定——匯總成果——內(nèi)業(yè)成圖。

像控點的測定：充分發(fā)揮全省CORS機站參數(shù)、合眾思狀動態(tài)GPS-RTK定位系統(tǒng)的優(yōu)勢。外業(yè)工作安排靈活、方便，工作內(nèi)容和先后順序按工作要求隨時調(diào)整、不重復(fù)。內(nèi)業(yè)成圖所要的需要各種數(shù)據(jù)可同時測定，一次性完成。提高了工作效率，減少了外業(yè)工作時間，減輕了測量人員的工作強度。像控點測定的精度要求等同于測區(qū)圖根控制點精度。按設(shè)計要求本礦區(qū)共測量像控點15個。各種工程點位約300點，各種檢查點數(shù)據(jù)約150點左右，基本上滿足了航測室內(nèi)業(yè)測繪成圖和精度檢查的需要。拍攝航線設(shè)計布設(shè)見圖3。

3.2.2內(nèi)業(yè)地形圖的測繪

地形圖的測繪采用VZ全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)。其內(nèi)業(yè)成圖的基本流程為：航拍資料的收集與匯總——畸變糾正——空三加密平差計算——DEM的制作——測區(qū)地物的內(nèi)業(yè)測繪——DOM的建立——等高線的勾繪——地形圖外業(yè)檢查——成圖輸出。

地形圖外業(yè)檢查，采用常規(guī)測量的方法，即全站儀（或RTK）外業(yè)設(shè)站測點檢查，用測到的主要地物（如房角、山頭、主要的的工程位置等）或地性線（如山谷、山梁、鞍部等）上的平高點檢查圖面精度情況，圖面檢查點精度統(tǒng)計如表3。從表3中的數(shù)據(jù)分析來看，地形、地物點平面精度：M=±2.9cm。高程精度：Mh=±2.5cm，見表3。地形圖精度綜合評定：合格。

按工作流程來看內(nèi)業(yè)測圖工作并不復(fù)雜。在外業(yè)所采集的基本數(shù)據(jù)滿足《規(guī)范》和工作要求后，內(nèi)業(yè)空中三角測量平差計算，非常之重要。這是采用VZ全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)測繪地形圖的關(guān)鍵一步。就本礦區(qū)的情況來看。內(nèi)業(yè)空中三角測量，順利通過平差計算，達(dá)到設(shè)計要求，滿足《規(guī)范》要求。為地形圖測繪打下了堅實的基礎(chǔ)。

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4結(jié)語

綜合測繪這一新的測繪技術(shù)在我測繪院今年剛剛起動，內(nèi)、外業(yè)工作經(jīng)驗還不成熟。有些工作還處于探索階級。雖然在永登縣咸水溝大理巖礦區(qū)地形圖測量中取得了較為明顯的成效，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足測繪院現(xiàn)在實際工作的需要。作者就這一測繪技術(shù)的應(yīng)用愿和同行們展開討論。