淺談土地及礦山測繪技術手段的變遷與測繪控制

蘇海霞，徐磊

（1.鄂爾多斯市國土空間規劃院；2.鄂爾多斯市自然資源局綜合保障中心，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

21世紀是信息技術時代，信息知識成為社會發展的動力。數字地球概念廣泛應用于社會經濟各領域，我國大型礦山信息化建設不斷加快，數字礦山核心是科學合理組織礦山信息，全面整合管理礦山信息資源，具有生產過程虛擬化等特征。測繪技術是基礎的科學技術，準確精密的技術方法可以提高測繪結果精準性。隨著現代科學的發展，土地礦山測繪技術手段不斷進步。測繪技術水平關系到國土資源管理質量，選擇正確的測繪技術有助于掌握土地信息，測繪技術變遷改善土地礦山測繪質量水平，改善土地資源使用效率。礦山測量是礦山生產中的重要環節，必須加強對礦山測量工作涉及數據處理等方面研究。

1 土地礦山測繪技術研究

1.1 土地礦山測繪工作

隨著國家對中小煤礦的整合，礦山開采趨向現代化，礦山測量對礦山開采具有重要作用，主要涉及地面與井下測量，井下測量工作涉及到平面控制測量，貫通誤差預計等常規工作集開采沉陷預計等。井下平面控制測量目的是建立高精度平面控制系統，為井下生產提供可靠測繪數據支撐，開展開采工作面位置標定等工作。井下高程測量任務是確定井下測點高程數據為工程提供依據，主要類型包括三角高程與通過立井導入高程，主要運輸大巷通常采用高精度水準測量方式。

巷道貫通是使指定巷道向某點掘進與其他巷道連通，貫通測量是保證巷道向方案設計方向掘進工作，依照工作面個數可分為單向與通向貫通，貫通中多采用相同掘進工作面挖掘巷道，可采用更多掘進工作面挖掘相同巷道，井巷貫通可加快工程建設進度，是礦井建設的重要技術手段。貫通類型分為一二井與立井貫通，一井貫通將井下導線布設到貫通巷道兩端，立井貫通分為延深立井與新開鑿立井貫通。巷道貫通結合處偏差分解為縱橫與豎向方向，縱橫向偏差對貫通工程質量具有很大影響，貫通偏差制定施測方案后根據儀器對誤差預計。貫通測量人員必須認真對待工作，如貫通測量工作出現錯誤會影響貫通質量，導致部分巷道作廢等事故。須依據貫通工作制定合適的測量方案，保證貫通質量要求。

礦山測量工作目的是向建設部門提供測量數據指導生產建設，需要對工程施工方案設計，施工中利用測繪資料提供必要施工參數，施工方案制定包括人員組成、后勤保障等計劃內容，礦山測量施工方案涉及貫通方案設計。貫通方案設計是指導貫通工作安全的基礎，設計貫通方案不合理會導致巨大損失。需要對設計貫通方案進行粗差檢測，為礦山生產工作提供保證。礦山巷道挖掘中通常需要在原來井下巷道基礎上增加巷道，在已有觀測資料下進行設計。井下巷道貫通中要定期向貫通施工方提供參數，為巷道掘進施工提供數據支撐。

1.2 土地礦山工程測繪技術發展

傳統土地測繪技術是礦山測量的基礎，隨著土地測繪技術的發展，一些新技術不斷改進創新，傳統技術主要方法是鋼尺與比例尺組合，需要對不規則土地劃分提高測繪準確性，不同區域測繪后需要匯總結果，測繪人員使用測繪技術存在差異，測繪結果增加誤差風險。地形復雜工程使用傳統測繪技術測量難度大，利用經緯儀等設備放在拐角處可以不規則宗地測量角度，傳統技術要借助鋼尺工具計算宗地面積。全站儀測量技術耗費人力資源較多，經常影響測繪工程進度，其優點是不必在宗地拐點放置經緯儀。

現代測繪技術對傳統測繪技術改革，經歷較長的改進歷程提高測繪的準確性。坐標測繪法在宗地附近城市坐標設置為控制點，需要利用全站儀設備計算水平位置等數據，在環境較差的地區無法發揮有效價值。GPS測繪技術性能優越，應用技術需要利用GPS儀器確保測繪可靠性，測繪時可以實時測量提供導航等服務。以往土地測繪利用常規方法，需要在野外進行工作，對測繪人員提出較高的工作要求。測繪方法結果不夠準確，通常采用專業方式描述宗地地形地貌。3D激光掃描系統是數字化測圖系統，結合CAD軟件應用可以解決傳統測繪的不足，對測繪環境適應能力強，具有點線面空間等相關數據，適用于1500m以內大動態范圍高數據采樣率。GPCAD是基于autoaCOD開發規劃總圖設計軟件，可以解決土地測繪中的問題。

測繪是對自然地理要素等進行測定采集，測繪技術服務于各類工程設計，大型工程建設前需按規定比例尺測繪成地形圖。數字化測量技術使得測繪工程實現內外業一體化，現代測繪工程具有數字化成果，全站儀等先進測量儀器設備出現改變傳統測量方式，現代測量成果主要靠數字化技術顯示，現代測繪工程發展趨勢是多傳感器集成與混合系統，智能自動化系統廣泛應用等。測繪工程技術管理日益復雜，測繪質量管理要應推行全面質量管理，隨著新型技術的發展，礦山工程要考慮新型測量技術在生態環境質量評價研究。

1.3 測繪工程新型技術應用優勢

隨著我國經濟的發展，工程測量測繪工程中新興技術應用有利于提升建設質量，滿足時代發展對測量測繪工程的需求。礦山工程建設環境具有復雜性，使用新型技術有利于提升測量工作效率質量，促進測繪工作自動化。數字測圖是廣泛應用的測繪地形圖方法，利用新型技術將采集地形數據傳輸到計算機，對地形空間數據采集處理的系統為數字測圖系統。數字測圖由計算機進行數據處理，全站儀在野外進行數字地形圖數據采集，具有使用方便等特點。

測量技術隨著計算機技術發展，目前，國工程測設技術水平不高，測量測繪工程技術存在原始數據采集方法單一，未形成系統工程理念等問題。國內推出路線設計一體化系統，無法提高公路測繪技術水平。工程測量用不同軟件設計缺乏統一設計標準。測量數據信息準確性是測繪工程的基礎要求，現代數字化信息技術是支撐公路測繪工程精確測量的新型技術，新型測繪技術改變傳統測繪工程作業方式，傳統測繪工作需要對獲取數據信息通過人工計算處理，應用新型測繪技術通過計算機處理數據信息，現代測繪技術以數字化設備儀器為主要工具，測繪數據通過計算機系統生成信息，測繪工作人員通過簡單操作可實現自動化測量。

2 土地礦山工程測繪技術應用

2.1 土地礦山測繪質量控制

土地礦山測繪工作受到多種因素影響，人的活動對測繪結果起到關鍵作用，相關工作人員專業素質對測繪質量影響巨大，選擇專業技術人員才能保證測繪結果質量。土地礦山測繪環境因素影響測繪質量，包括技術地理與天氣環境，測量前要關注環境變化，針對環境變化及時采取措施降低環境因素的影響。硬件因素包括測量儀器設備等，提高硬件設備科技含量可以保證測繪結果準確度，購置設備要認真篩選考慮是否符合工程要求。

土地測繪工作質量控制要建立完善的地理信息管理機制，根據環境變化適當調整測繪工程。要實現土地測繪信息化，支持開展數字城市建設，土地測繪工作人員要使用蒼穹軟件，了解相關標準要求。土地測繪單位要重視各類軟硬件設備管理。科技發展推進測繪技術信息化發展，工作人員要了解現代科技，熟悉儀器設備操作標準。測繪單位工作人員要嚴格進行技術培訓鑒定后山崗操作，要對員工專業技能嚴格控制。對測繪中使用儀器設備做好定期維護檢查，使用時避免強烈的沖擊。儀器精度與測繪結果相關，土地測繪工作人員作業中要小心輕放設備，測繪設備要設置專庫存放，儀器設備性能參數是選用設備的依據。

2.2 礦山工程測繪技術應用

某礦山測繪工作采用CORS進行測繪，SDCORS由基準站網、數據傳輸中心等組成，將礦山基準點與周邊市級CORS站點連接，建立測繪所需SDCORS基準站網，通過VPN網絡將基準站網及用戶形成空間信息采集系統，對測繪系統檢測發現SDCORS測回精度符合質量要求。SDCORS測繪質控需依據礦區環境對測繪系統位置等合理安排，測繪系統設置在GNSS信號接受良好區域，SDCORS不能得到固定解需布設圖根控制點。礦區占地面積小，圖根點獨立測量兩次結果平面坐標較差不大于3cm,有限差內取平均值為平面坐標。無人機航攝完成地面數據采集工作，測量中保證測量點分布均勻控制誤差，道路交叉口等位置采用SDCORS-RTK系統測量地物。測量中無人機航攝平面誤差滿足控制要求。

表1 無人機低空攝影測量精度統計表

3 礦山測量信息系統設計

礦山測量是應用技術科學，是用數學等學科力量方法解決發生地形變化等問題。礦山測量工作目的是保證生產安全，各項礦山生產環節具有基礎性作用。隨著計算機技術的發展，礦山測量數據處理使用傳統方式被專業繪圖軟件等方式替代。隨著測量工作的推進，不斷產生大量原始觀測資料文件，不同軟件系統數據無法共享，嚴重影響管理效率。礦山測量數據處理系統通過測量數據分析提供可靠圖形資料，系統向用戶提供常用測量數據處理等功能。

礦山井下控制測量是測量工作的重點，對礦山控制網施工具有重要作用。礦山信息系統關鍵技術模塊包括貫通誤差預計模塊、質量控制與實用工具模塊等，測量控制數據處理模塊包括平面控制數據處理、高程測量數據處理。貫通測量誤差預計是根據制定方案預估貫通達到精度，結合豎向方向偏差衡量，水平方向貫通誤差使貫通工程竣工日期延后，垂直貫通方向誤差使貫通無法對接。系統設計數據處理重點從水平與豎直方向入手。貫通測量誤差預計在施工前明確達到精度，使貫通工程質量符合要求，貫通誤差預計結果從統計學角度得出，貫通測量誤差預計要注意合理確定允許偏差值，明確貫通測量誤差參數。

礦山測量數據質量對決策可靠性有重要影響，礦山測量各項工作涉及許多測量數據，要控制數據質量保證測量工作開展。導線測量數據處理得到成果精度可判斷數據質量。礦山測量工作涉及施工方案設計等工作數據出錯會導致巨大損失，采用人工檢核出現紕漏，要對方案參數等檢核發現失誤及時糾正。礦山測量人員經常遇到坐標系統轉換等相關需求，應考慮測量工作人員其他功能需求，系統研究中添加實用工具模塊，實現獨立坐標系統建立、坐標系統轉換等功能。為提高系統數據文件通用性，系統應提供程序與常用軟件數據格式轉換功能，必須實現常用數據格式轉換功能。

系統總體設計是確定軟件結構及模塊相互關系，開發設計系統需進行總體設計，根據總體設計要求列出開發方案式篩選最優方案。系統為礦山測量相關數據處理研究軟件，涵蓋程序編寫等許多知識，為低成本實現系統預期目標需要對系統進行總體設計。數據處理利用合適的開發平臺設計實現礦山測量系統，使系統設計具有參考價值，實現功能包括測量方案設計、質量控制等。考慮設計礦山測量后數據處理信息系統復雜性，系統采用模塊化結構設計方式，各功能模塊保持獨立性。系統需求包括實用性、可操作性等。完整的數據處理系統要將處理結果返回給用戶，用戶將原始數據處理成標準化格式錄入數據處理系統，將處理結果以清晰表格等數據形式反饋給用戶，數據處理系統設計工作包括擬定選擇方案，推薦最佳方案，對確定方案審查對系統實現功能細化。

4 結語

隨著科技的進步，現代測繪技術質量效率顯著提高，測繪工作人員要根據實際選擇適宜的測繪技術，滿足工程開發建設對測繪數據質量要求。測繪技術先進性影響測繪結果準確性，測繪技術人員不斷改進傳統測繪技術，提高測繪工作效率。測繪質量受到多種因素影響，結果誤差會造成資源浪費等問題，測繪行業人員要采取措施控制測繪質量。為高效開采礦產資源，我國礦山向數字化方向發展，需要研究設計礦山數據處理系統，減少人工計算造成錯誤，通過設計系統對礦山測量質量檢核，確保安全生產。