付睿彪,陳飛陽
(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 鄭州 451464)
現(xiàn)代化通訊技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、圖像融合技術(shù)等的快速發(fā)展促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展,形成了一系列現(xiàn)代化新型測(cè)繪技術(shù),如無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)、GPS動(dòng)態(tài)測(cè)繪(RTK、CORS技術(shù))、三維激光掃描技術(shù)等,不僅顯著的提高了測(cè)繪精度,更是減少了大量的外業(yè)工作量,提高了測(cè)繪效率。但是,在使用現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)開展礦山測(cè)繪時(shí),由于受到外部因素的影響,如天氣變化、地形條件等,造成測(cè)繪成果的精度不能較好的滿足礦山生產(chǎn)需求。因此,在使用現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)開展測(cè)繪時(shí)如何提高測(cè)繪質(zhì)量是亟待解決的問題[1]?;诖耍疚囊缘V山測(cè)繪為研究對(duì)象,在總結(jié)礦山測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出加強(qiáng)礦山測(cè)繪質(zhì)量控制的幾點(diǎn)方法,為推動(dòng)礦山測(cè)繪發(fā)展提供幫助。
礦山測(cè)繪是礦產(chǎn)資源勘查、礦山生產(chǎn)建設(shè)的技術(shù),因此,礦山測(cè)繪精度是礦山測(cè)繪質(zhì)量的保障,也是礦山后期一些列勘查、生產(chǎn)工程建設(shè)的基礎(chǔ)依據(jù)。此外,礦山勘查、生產(chǎn)建設(shè)等是有時(shí)間限制的,高效的礦山測(cè)繪成果才能更好的服務(wù)于礦山測(cè)繪[2]。因此,傳統(tǒng)的礦山測(cè)繪技術(shù)如水準(zhǔn)測(cè)繪、全站儀測(cè)量等因耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、工作量大而逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助測(cè)繪技術(shù),現(xiàn)代化先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)逐漸成為礦山測(cè)繪的主要技術(shù)手段。
隨著GIS技術(shù)、圖像融合技術(shù)的發(fā)展,礦山測(cè)繪技術(shù)得到了快速的變革,逐漸應(yīng)用GPS-RTK聯(lián)測(cè)技術(shù)、CORS技術(shù)、無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)等,利用航拍影像主、從影像的配準(zhǔn)、濾波、去噪聲處理、空中三角加密等處理,可以快速的、大批量的獲得測(cè)繪區(qū)域的三維空間坐標(biāo),進(jìn)而完成測(cè)量任務(wù),對(duì)于局部地區(qū)使用全站儀等傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)繪、重測(cè)等工作,顯著的提高了礦山測(cè)繪效率和測(cè)繪精度。此外,大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的快速處理,推動(dòng)了現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。
無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)是現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的重要組成,該技術(shù)集成了GPS動(dòng)態(tài)定位技術(shù)、低空攝影技術(shù)、無人機(jī)低空飛行技術(shù)、影像融合技術(shù)等,其分辨率可達(dá)厘米級(jí),因其具有較高的測(cè)繪精度、高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等而被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)階段各類測(cè)繪領(lǐng)域。但是該技術(shù)也存在明顯的缺陷,即受飛行氣候、測(cè)繪區(qū)域的地形地貌等因素影響較大。因此,為了提高航拍影像的質(zhì)量,可以通過以下幾個(gè)方面提高測(cè)繪質(zhì)量:①在開展測(cè)繪工作之前,需要充分的了解測(cè)繪區(qū)域的地形地貌特征,根據(jù)地形地貌特征劃分測(cè)繪區(qū)塊,設(shè)計(jì)無人機(jī)的飛行高度、航向以及航線數(shù)量(圖1)。②根據(jù)測(cè)繪區(qū)域的地形地貌特征等設(shè)置相應(yīng)的地面控制點(diǎn),確保地面控制點(diǎn)數(shù)量能夠滿足航拍的基本需求。③地面控制點(diǎn)的布設(shè)是質(zhì)量是提高無人機(jī)測(cè)繪精度的重要制約因素,可采用區(qū)域網(wǎng)四角布設(shè)平高控制點(diǎn),并按照一定的間距和航向、旁向重疊的方式布設(shè)4條~5條基線[2]。④空中三角測(cè)量是解決無人機(jī)航拍過程中因地面控制精度、植被覆蓋等問題而造成測(cè)繪區(qū)域局部拍攝精度不達(dá)標(biāo)等問題的有效解決措施,因此,可以通過加強(qiáng)空中三角測(cè)量精度控制研究進(jìn)而提高整體測(cè)量精度。⑤在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程中,同名像點(diǎn)的轉(zhuǎn)點(diǎn)、粗差剔除、像控點(diǎn)聯(lián)測(cè)、區(qū)域網(wǎng)約束平差、校正等工作,可以有效的消除航拍影像的畸變,提高測(cè)繪成果的精度,因此,可以探索更好的數(shù)據(jù)處理方法,使得各類噪聲更好地被消除。綜上所述,現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)種類多,但不同的測(cè)繪技術(shù)存在不同的缺陷和影響因素,針對(duì)可能出現(xiàn)的影響測(cè)繪精度的誘因,探索改進(jìn)技術(shù)設(shè)備、操作流程以及數(shù)據(jù)處理方法等,可以有效的提高測(cè)繪精度。
圖1 無人機(jī)航空攝影技術(shù)操作流程示意圖
礦山測(cè)繪數(shù)據(jù)是影響測(cè)繪質(zhì)量及精度最根本的原因,不同測(cè)繪技術(shù)所獲的測(cè)繪數(shù)據(jù)精度是不一致的,這與測(cè)繪方法、數(shù)據(jù)獲取來源以及數(shù)據(jù)處理方法均存在密切關(guān)系。因此,在展開測(cè)繪工作過程中要加強(qiáng)數(shù)據(jù)的核查工作,對(duì)獲取異常數(shù)據(jù)及時(shí)處理,每天獲取的數(shù)據(jù)及時(shí)查證,對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。只有數(shù)據(jù)核查合格后,才能進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)處理。此外,為了提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,在測(cè)繪過程中要將坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一到某一設(shè)定的坐標(biāo)系統(tǒng)下,可以有效的消除坐標(biāo)系統(tǒng)帶來的誤差[3]。
對(duì)于出現(xiàn)問題的數(shù)據(jù)要反復(fù)的確認(rèn)對(duì)比,查找導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題的具體原因,并及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漏,確保數(shù)據(jù)的可靠性和合理性。在外業(yè)數(shù)據(jù)采集過程中,堅(jiān)持做好控制測(cè)繪數(shù)據(jù)、控制測(cè)繪人員和控制測(cè)繪數(shù)據(jù)三個(gè)方面的把關(guān)工作,為提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的可靠性奠定基礎(chǔ)。如某礦山測(cè)繪中數(shù)據(jù)質(zhì)量控制統(tǒng)計(jì)表(表1),由表1可知,控制點(diǎn)的點(diǎn)位誤差和點(diǎn)距誤差均小于20mm,能夠滿足礦山測(cè)繪的基本需求。
表1 CORS技術(shù)測(cè)量精度分析統(tǒng)計(jì)表
礦山測(cè)繪質(zhì)量和精度不僅與測(cè)繪技術(shù)、地形地貌條件和測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的測(cè)繪環(huán)境等有關(guān),還與測(cè)繪設(shè)備密切相關(guān)。眾所周知,在開展測(cè)繪工作之前,測(cè)繪儀器必需經(jīng)過具有專業(yè)檢測(cè)資質(zhì)的單位進(jìn)行校正、保養(yǎng)外,還需測(cè)繪人員定期的檢測(cè)、維修。因此,為了確保測(cè)量?jī)x器的精密性,可通過專人保管等措施防止儀器損壞、影響精度等問題。此外,應(yīng)加強(qiáng)先進(jìn)設(shè)備的投入,盡可能的引入先進(jìn)的的測(cè)繪技術(shù),能夠有效的提高測(cè)繪質(zhì)量。
測(cè)繪質(zhì)量的高低取決于測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)處理方法、系統(tǒng)誤差以及人為誤差等幾個(gè)方面,而人為誤差與測(cè)繪人員的專業(yè)素養(yǎng)能力密切相關(guān)。因此,加強(qiáng)測(cè)繪人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)以及項(xiàng)目?jī)?nèi)部的交流學(xué)習(xí),可以提高測(cè)繪人員的工作能力,使得在開展外業(yè)數(shù)據(jù)采集過程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù),確保測(cè)繪時(shí)測(cè)量?jī)x器是合理校正的。此外,建立相應(yīng)的考核機(jī)制,通過定期考核的方式督促測(cè)量人員補(bǔ)充新的知識(shí)體系。
礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用是維持我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展,促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障,也是體現(xiàn)一個(gè)國家綜合國力的重要依據(jù)之一。礦山測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展與革新是提高礦山資源綜合利用的基礎(chǔ),也是減少礦山生產(chǎn)安全事故發(fā)生率的保障。
隨著GIS技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)被應(yīng)用于礦山測(cè)繪中,顯著的提高了測(cè)繪效率和測(cè)量精度。本文以礦山測(cè)繪為研究對(duì)象,在總結(jié)礦山測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了幾點(diǎn)加強(qiáng)礦山測(cè)繪質(zhì)量和精度的措施,為推動(dòng)礦山測(cè)繪發(fā)展提供參考。