吳 松

（中鐵九局大連分公司，遼寧 大連 116600）

如今，測繪新技術(shù)發(fā)展水平顯著提高，露天金屬礦山設(shè)計(jì)、開采和后期地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作中，測繪新技術(shù)發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，工作過程中也形成了諸多的危險(xiǎn)巖體。傳統(tǒng)測量方法無法獲取精確數(shù)據(jù)，且效率低下，新測繪技術(shù)的應(yīng)用，則可充分保證采礦的效率與安全。

1 露天金屬礦山的重點(diǎn)測量內(nèi)容

近年來，隨著社會生產(chǎn)力的加大，對金屬礦產(chǎn)資源的需求也隨之?dāng)U張。這也推動(dòng)了金屬礦山開采工作的進(jìn)一步發(fā)展。由于絕大多數(shù)金屬礦山都是在露天環(huán)境下開采的，所以，極易受到外界環(huán)境的干擾。此時(shí)，測繪測量工作顯得尤為重要。只有深入開采現(xiàn)場展開全面的測繪測量，掌控現(xiàn)場的環(huán)境特點(diǎn)，才能促進(jìn)開采工作的安全有序開展。開采測繪測量工作繁瑣復(fù)雜，采用的方法多樣。為此，相關(guān)人員要結(jié)合礦區(qū)地理環(huán)境、氣候環(huán)境、自然環(huán)境、測量內(nèi)容和測量精度要求，選擇適宜的測繪測量技術(shù)。以某金屬礦山為例，在露天開采工作中的測繪測量環(huán)節(jié)聯(lián)合采用SDCORS、無人機(jī)航空攝影測量、地面三維激光掃描等尖端技術(shù)，取得了良好的應(yīng)用成效。

2 測繪測量技術(shù)在金屬礦山露天開采中的主要作用

（1）保障開采施工的正常進(jìn)行。在金屬礦山露天開采中，往往需要根據(jù)施工的實(shí)際情況對設(shè)計(jì)圖紙做出相應(yīng)調(diào)整，這時(shí)就需要技術(shù)人員利用測繪測量技術(shù)對采場現(xiàn)狀進(jìn)行大比例尺地形圖測繪，將采場的地物、地貌、地質(zhì)情況等在圖上體現(xiàn)出來，為設(shè)計(jì)人員提供精準(zhǔn)的采場數(shù)據(jù)以便設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況對設(shè)計(jì)圖紙做出相應(yīng)的調(diào)整，保障后續(xù)施工的正常進(jìn)行。在金屬礦山露天開采中，采礦和剝巖工作往往同時(shí)進(jìn)行，而露天開采的金屬礦山地質(zhì)條件一般較為復(fù)雜，這時(shí)就需要利用測繪測量技術(shù)明確礦巖界線，減少礦石損失和礦石貧化。

（2）降低發(fā)生礦井安全事故的概率。金屬礦山露天開采作業(yè)存在各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)因素，極易誘發(fā)安全事故。常見的安全事故包括滑坡、片幫、邊坡結(jié)構(gòu)崩塌和地表不規(guī)則沉降等。這一系列安全事故不僅會對開采單位造成經(jīng)濟(jì)損失，還會產(chǎn)生難以挽回的人員傷亡。而積極開展礦山測繪測量工作，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除潛在安全隱患，降低安全事故發(fā)生率，實(shí)現(xiàn)礦山開采作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)效益最大化。

3 測繪新技術(shù)在金屬礦山測量中的應(yīng)用

3.1 SDCORS的應(yīng)用

（1）技術(shù)概述。SDCORS技術(shù)集合了各類尖端技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)。SDCORS系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)處理終端控制中心、基準(zhǔn)站和數(shù)據(jù)互聯(lián)傳輸共享中心組成。通過架構(gòu)的空間數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)信息進(jìn)行連續(xù)不間斷的采集，根據(jù)數(shù)據(jù)信息的客觀變化規(guī)律，預(yù)判區(qū)域的氣象環(huán)境變化情況。SDCORS系統(tǒng)也是金屬礦山露天開采作業(yè)中的主要測繪測量技術(shù)。

（2）控制測量。若想對礦區(qū)的各個(gè)區(qū)域?qū)嵭芯珳?zhǔn)測量，必須采取科學(xué)合理的控制技術(shù)。由于金屬礦山露天開采作業(yè)具有一定的特殊性，會對開采現(xiàn)場周邊區(qū)域的顯著特征點(diǎn)造成不同程度的破壞，所以，測繪測量人員應(yīng)對各個(gè)控制點(diǎn)的兼容性、合理性與可行性加以深度分析。由于絕大多數(shù)顯著特征點(diǎn)無法在開采環(huán)境條件下正常投入使用，測繪測量人員往往會將基準(zhǔn)站作為平面控制測量的起算點(diǎn)，采用靜態(tài)測量方法對整個(gè)開采區(qū)域?qū)嵭羞B續(xù)不間斷監(jiān)測。這種監(jiān)測方式不需要設(shè)置大量的信息接收機(jī)，單純利用固定的基準(zhǔn)站完成監(jiān)測即可，不僅可以節(jié)省大量的投資成本，還可以保證監(jiān)測結(jié)果的完整性與精確性。

（3）地形測量。SDCORS技術(shù)需要與全站儀配合采集和分析地形數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域環(huán)境的特征選擇數(shù)據(jù)測量分析的方法。若無明顯的遮擋物，且信號相對穩(wěn)定，則可直接應(yīng)用該技術(shù)采集零散的數(shù)據(jù)。如無法準(zhǔn)確獲取固定點(diǎn)，則在該點(diǎn)采集數(shù)據(jù)的過程中，要先合理利用RTK技術(shù)設(shè)置圖根控制點(diǎn)，之后以全站儀采集和分析零散數(shù)據(jù)。

測繪工作中，工作人員要使用多種不同的專業(yè)儀器測量交界區(qū)域，防止出現(xiàn)重復(fù)測量問題，所有涂點(diǎn)均需觀測兩次。加強(qiáng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，若數(shù)據(jù)與平面位置的偏差不超過3cm，高程差不超過5cm，則可以獲取數(shù)據(jù)的平均值作為最終的觀測數(shù)據(jù)。完成測量工作后，要將數(shù)據(jù)直接錄入到圖形編輯軟件之中，充分考慮礦山的自然條件，繪制地形地貌圖，并對重點(diǎn)區(qū)域做好標(biāo)注工作，為核實(shí)數(shù)據(jù)創(chuàng)造條件。繪制地形圖后，應(yīng)開展數(shù)據(jù)抽樣檢測工作，利用數(shù)據(jù)檢測過程編程技術(shù)編制總結(jié)報(bào)告，通過二次檢驗(yàn)后，方可應(yīng)用于日常工作當(dāng)中。

（4）精度檢核與分析。在實(shí)際測繪測量中，通過對兩次圖根的重復(fù)檢測結(jié)果以及全站儀的檢測結(jié)果進(jìn)行審驗(yàn)校對，可以進(jìn)一步提升SDCORS-RTK的測繪測量時(shí)效性與精準(zhǔn)性。如果兩次圖根重復(fù)檢測所處的環(huán)境條件、所采用的工具方法相同，那么，可視為同精度監(jiān)測。

由此可知，SDCORS技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，可以提升金屬礦山露天開采作業(yè)中測繪測量工作的精確性。

表1 全站儀精度檢核表

3.2 無人機(jī)航空攝影測量的應(yīng)用

（1）無人機(jī)航空攝影測量概述。無人機(jī)技術(shù)是一種應(yīng)用無線遙控設(shè)備和自備程序控制無人駕駛航行器的技術(shù)形式。無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)中，無人駕駛飛行器是最為重要的飛行平臺，其也可搭載RS技術(shù)完成拍攝任務(wù)，充分體現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)查和監(jiān)測的功能。

（2）測量流程。無人機(jī)航空攝影測量中的內(nèi)容較多，其中，外業(yè)航空攝影、數(shù)據(jù)預(yù)處理、平差處理、空三加密和數(shù)據(jù)輸出均是無人機(jī)航空攝影測量中的主要內(nèi)容。

（3）精度檢驗(yàn)與分析。完成數(shù)據(jù)采集工作后，應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度，組織開展質(zhì)量評價(jià)工作。應(yīng)用SDCORSRTK技術(shù)測量地物點(diǎn)的精確坐標(biāo)，并與無人機(jī)航空攝影測量坐標(biāo)綜合比對，將SDCORS-RTK坐標(biāo)作為基準(zhǔn)，準(zhǔn)確計(jì)算平面和高程誤差，計(jì)算結(jié)果如表2所示：

表2 無人機(jī)低空攝影測量精度統(tǒng)計(jì)表

從表2不難看出，無人機(jī)航空攝影測量平面誤差和高程誤差均滿足相關(guān)規(guī)范和制度要求，其也高度滿足了礦區(qū)1:1000比例尺地形測量精度要求。

3.3 地面三維激光掃描的應(yīng)用

（1）技術(shù)簡介。地面三維激光掃描是一種全新的獲取重要空間信息的方式和途徑。地面三維激光掃描系統(tǒng)，由軟件控制系統(tǒng)、掃描儀旋轉(zhuǎn)平臺和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等重要構(gòu)件構(gòu)成。該技術(shù)收集復(fù)雜環(huán)境地形數(shù)據(jù)的速度較快，且在采集的過程中，應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯，可滿足短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建目標(biāo)三維模型的要求。

（2）操作流程。應(yīng)用地面三維激光掃描技術(shù)采集和分析金屬礦山的地域數(shù)據(jù)時(shí)，可將其分為外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集和前期規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容。與傳統(tǒng)人工測繪模式相比，地面三維激光掃描技術(shù)能夠采集特殊區(qū)域和人員無法涉及到的區(qū)域數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的單點(diǎn)采集模式相比，該數(shù)據(jù)采集模式獲取數(shù)據(jù)的方法相對簡單，獲取的數(shù)據(jù)量可達(dá)到30萬點(diǎn)/秒。外業(yè)人員的工作時(shí)間明顯縮短，工作效率得到顯著提高，獲取高精度特征三維數(shù)據(jù)后便可以較快的速度結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，創(chuàng)建三維模型。

（3）精度檢驗(yàn)與分析。應(yīng)用免棱鏡全站儀檢查三維激光掃描的結(jié)果精度，全站儀測量得出的結(jié)果即為真值，計(jì)算三維激光掃描結(jié)果中的誤差。計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，三維激光掃描成果平面位置誤差為±0.078cm，高程誤差為±0.12cm。從上述數(shù)據(jù)不難看出，地面三維激光掃描可全方位滿足礦區(qū)地形測量、儲量測量和方量測量中對精度提出的各項(xiàng)要求。

4 測量中的問題和相應(yīng)解決對策

露天金屬礦山測量工作中的影響因素較多，因此，測量中也出現(xiàn)了諸多的問題，如測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)用偏差等。上述問題直接影響了測量工作的效率，而且也關(guān)乎測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。為了有效解決上述問題，需要采取科學(xué)有效的應(yīng)對措施。下面就將對此展開具體探究。

4.1 測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定

露天礦測量工作中，作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜度較高，該種情況直接影響了露天礦的測量精度。在外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)要選擇合適的時(shí)間和儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集結(jié)束后及時(shí)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，對于不合格的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)測以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

4.2 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)用偏差

露天礦測量工作中，由于多種因素的影響，容易出現(xiàn)到導(dǎo)線點(diǎn)測量偏差，這里人為因素是引發(fā)導(dǎo)線點(diǎn)偏差的主要原因。操作人員在儀器操作中，對細(xì)節(jié)的把控不夠嚴(yán)格，出現(xiàn)了操作失誤。工作人員也由此作出了錯(cuò)誤的判斷，導(dǎo)線點(diǎn)移位問題也成為測量中較為普遍的問題，極大程度地降低了測量結(jié)果的精度，在降低工作效率的同時(shí)，還會在日后的露天礦開采工作中引發(fā)不同類型和不同程度的安全隱患。對此，測量人員需要在測量工作中增強(qiáng)責(zé)任意識，多次測量導(dǎo)線點(diǎn)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求操作儀器設(shè)備，以此獲得更加安全、可靠的數(shù)據(jù)信息，與此同時(shí)也可充分發(fā)揮測繪新技術(shù)的作用與價(jià)值。

5 結(jié)語

合理應(yīng)用并分析工程測量技術(shù)在露天采礦環(huán)節(jié)的應(yīng)用，能夠保證采礦工作的效率，提高測量的精度，進(jìn)而明確空區(qū)體積及采空區(qū)空間的位置關(guān)系，便于采空區(qū)模型在任意位置和任意方向切割，最終獲取更為可靠和準(zhǔn)確的空間數(shù)據(jù)，為工作人員采集與整理周邊采礦數(shù)據(jù)創(chuàng)造便利條件，維護(hù)礦山作業(yè)安全性。